伊拉克先導試驗井AGCS-XXH井定向技術

張鵬宇 張昊 宋曉健 張楠

摘要：AGCS-XXH井設計為一口先導試驗水平井，開發第三紀Asmari油藏，鉆遇地層自上而下包括Upper Fars，Lower Fars和Jeribe。該井是此區塊的第一口實驗水平井，目的層為垂深2929.5m至3000.5m的Jeribe油層。本井位于伊拉克米桑油田阿布格拉布地區，設計在12-1/4"井眼膏鹽層內增斜至35度，考察巖層穩定性，并在8-1/4"井眼100米垂深范圍內完成常規定向方法增斜能力的先導性試驗。該井由渤鉆第二鉆井公司承鉆、渤鉆定向井公司提供軌跡控制技術服務。

關鍵詞：伊拉克;先導試驗井;水平井;高壓鹽膏層

1.前言

AGCS-XXH井設計為一口先導試驗水平井，開發第三紀Asmari油藏，鉆遇地層自上而下包括Upper Fars，Lower Fars和Jeribe。井眼軌跡設計如表1所示。該井設計在12.25"高壓鹽膏層井眼內增斜至35°并穩斜100m左右，在8.25"井眼內以9°/30m的造斜率完成從35°到81.73°的增斜段，水平段鉆進100m。

2.施工過程介紹

2.1 12.25"井眼施工過程

自2017年10月25日2：00井深2470m下入12.25"井眼定向鉆具組合至11月8日24：00鉆至中完井深2939.2m，累計進尺469.2米，施工15天，起下造斜工具累計3次：

2.1.112.25"井眼（2470m～2475m）

鉆具組合：

12-1/4"PDC+8"Mudmotor（1.50°）+8"F/V+8"SNMDC+8"NMDC+8"DC+8"Jar+8"DC+XO（4-1/2 IF BOX*6-5/8 REG PIN）+6-1/2 DC*2+5-1/2"DP

鉆井參數：鉆壓6～10T;排量：2.2m³/min;泵壓19-23MPa

過程描述：

頂驅轉速：40RPM。復合鉆進至2475m米，進尺慢，ROP：0.6m/h，懷疑泥包鉆頭，起鉆檢查、更換為DingXing DXS1954鉆頭。

2.1.212.25"井眼（2475m～2738m）

鉆具組合：

12-1/4"PDC+8"Mudmotor（1.50°）+8"F/V+8"SNMDC+8"NMDC+8"DC+8"Jar+8"DC+XO（4-1/2 IF BOX*6-5/8 REG PIN）+6-1/2 DC*2+5-1/2"DP

鉆井參數：

鉆壓4-11T;排量：2.2-2.3m³/min;泵壓19-23MPa

過程描述：

下鉆到底后復合鉆進至造斜點：2480m之前鉆時沒有明顯加快，ROP：0.8m/h，開始造斜后，在測到造斜率之前，每根定向5m，進尺見快，定向ROP：1-2m/h，復合ROP：2-4m/h。最初造斜率僅為0.1°/m，定向改為每根定8m后，造斜率穩定在0.13°/m。

2.1.312.25"井眼（2738m～2871m）

鉆具組合：

12-1/4"PDC+8"Mudmotor（1.50°）+8"F/V+8"SNMDC+8"NMDC+8"DC+8"Jar+8"DC+XO（4-1/2 IF BOX*6-5/8 REG PIN）+6-1/2 DC*2+5-1/2"DP

鉆井參數：

鉆壓3-6T;排量：2.2-2.3m³/min;泵壓19-23MPa

過程描述：

復合增斜率0.07-0.1-0.12°/m逐漸增大，復合鉆進控制鉆壓3-4T，每柱增斜2°左右。復合至2871m，進入純鹽地層，考慮井下可能復雜，起鉆換常規鉆具鉆至中完井深2939.2m。12.25"井眼出套管后掃塞鉆具鉆進至井深2946m，起鉆換定向鉆具。

2.2 8.25"井眼施工過程

2.2.1 8.25"井眼（2946m～2947m）

鉆具組合：

81/4"PDC+6.75"Mudmotor（1.50°）+6.5"F/V+6.75"LWD+5"NMDP+5"HWDP*2+5"DP*15+5"HWDP*24+6.5"Jar+ 5"HWDP*3 +XO（5-1/2 IF BOX*4-1/2 HF PIN）+5-1/2"DP

鉆井參數：

鉆壓3-5T;排量：1.34-1.41m³/min;泵壓11-13.5Mpa

過程描述：

到底后磨合鉆頭、馬達復合鉆進至2947m，停泵測斜，準備開始定向時LWD沒信號，起初井口測試LWD仍然沒信號。

2.2.28.25"井眼（2947m～3260m完鉆）

鉆具組合：

81/4"PDC+6.75"Mudmotor（1.50°）+6.5"F/V+6.75"LWD+5"NMDP+5"HWDP*2+5"DP*15+5"HWDP*24+6.5"Jar+ 5"HWDP*3 +XO（5-1/2 IF BOX*4-1/2 HF PIN）+5-1/2"DP

鉆井參數：

鉆壓3-5T;排量：1.34-1.41m³/min;泵壓11-13.5Mpa

過程描述：

本趟鉆更換LWD儀器，繼續下入原鉆具組合，開始連續定向33m，增斜率0.22°/m，ROP：1-3m/h，2976m后每柱定向23m，增斜率0.33°/m，ROP：1-3m/h。井斜40°以后滑動增斜率漲至0.45°/m，復合增斜率0.1°/m，每柱定向20m即滿足8°/30m的狗腿要求。后由于地層變化4次調整設計，終鉆進至3260m甲方宣布完鉆。

3.12.25"井眼施工中遇到的問題及技術認識

3.1工具準備

要保證井下工具工作正常，所有鉆具要下井前要進行探傷，所下鉆具以及定向井工具必須按照所需上扣扭矩緊扣。每趟鉆要仔細檢查定向工具的絲扣和臺階面，檢查浮閥的使用情況，檢查MWD和循環套的沖刷情況，保證定向工具安全正常運轉。

3.2優化鉆具組合及參數

鉆具組合：

12-1/4"PDC +8"馬達（1.5°）+8"浮閥 +8"MWD短節 +8"無磁鉆鋌（MWD）+8"鉆鋌×1根 + 8"震擊器 +8"鉆鋌×1根? +X/O +6-1/2"鉆鋌×2根 +X/O +5-1/2"鉆桿

鉆井參數：

鉆壓：60～100KN?? 轉速：30～40 rpm? 排量：2000～2300 L/min下入單扶鉆具組合，增加后期復合增斜率，減少滑動井段，提高機械鉆速。

3.3優選MWD設置參數

考慮到高密度鉆井液開泵速度，MWD儀器的設置較以往有所改變，軟件里增大開泵延遲時間和縮小停泵延遲時間。這樣可以縮短鉆具靜止時間，減小粘卡風險。優選限流環和主閥頭的配比，保證儀器施工順利。

4.12.25"井眼施工中防卡措施

a.快速接立柱，盡量縮短接立柱時間，接立柱前要做好井眼、設備及人員的充分準備。井隊在鉆進鹽膏層期間要加強設備的檢查保養，確保設備正常運轉，發現設備隱患要立即整改，設備出現異?，F象要立即查找原因，排除故障。當設備維修需要較長時間，必須將鉆具起入套管鞋后再修理。

b.鉆進中，每鉆完一個立柱至少劃眼兩遍，消除臺階，確保井壁光滑、井眼通暢，扭矩正常再接立柱。根據實際鉆井情況每鉆進100-150m或48h短起一次，及時清除附著在井壁的鉆屑，讓鹽膏層充分釋放應力，防止鹽膏層縮徑和破壞巖屑床，確保井眼清潔。起下鉆時，應控制起下鉆速度，阻卡限制在規定的噸位內，否則應劃眼通過，劃眼時采用一沖、二通、三劃的方法，必要時轉正工具面下放劃眼。

c.高壓鹽膏層鉆進時，防粘卡工作是重中之重。測斜靜止時間不得超過3分鐘。測斜前要確保整柱鉆具活動暢通，且測斜靜止時鉆具有上下有活動空間。每柱打完后劃眼一遍，確保通暢，將鉆具提至距井底5-6（以往井1-2m）處，停頂驅停泵，靜止一分鐘，開泵至指定排量，可以緩慢上提下放鉆具或低轉速劃眼至測斜結束

5.經驗總結和建議

AGCS-47H井設計在12-1/4"井眼高壓層內增斜至35度左右，在8-1/4"井眼不到100m垂深的范圍內完成水平井造斜能力的先導性實驗。12 25in井眼.施工主要難及風險點如下：

a.設計造斜點在2480m，造斜段巖性為石膏為主，無水石膏層易吸水膨脹造成縮徑，鹽巖層易蠕變，鉆具粘卡風險增大。

b.密度窗口窄，鉆井液密度稍低，則存在高壓鹽水侵的風險;鉆井液密度稍高，則存在井下漏失的風險，上部高壓鹽層，下部mb2鹽層、mb1交結層壓力系數低，卡層失敗會造成井漏及井漏失返。

c.鹽膏層定向，井眼軌跡控制難度大。在12¹/₄?大井眼鹽膏層中進行定向鉆進時，為保證井下安全，防止卡鉆，需要頻繁活動鉆具，直接影響造斜率，工具面不穩定，井身軌跡控制效果較差，軌跡控制難度增大。

d.12.25"井眼造斜段長，滑動進尺多，存在托壓，摩阻大，機速慢等問題，高密度定向施工，極易發生粘附卡鉆和壓差卡鉆。

參考文獻：

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