石油溝油田淺層中半徑水平井復雜優化處理工藝

董文強 吉慶劍 熊金山（.玉門油田分公司井下作業公司，甘肅玉門735000；.玉門油田分公司鉆采工程研究院，甘肅玉門735000）

0 引言

水平井是老油田井位部署調整、死油區挖潛、增加區域產量及提高采收率的一項重要手段，在各老油田廣泛應用并效果顯著。低滲透油藏歷來在油田開發領域屬難動用儲量,加之老區井位部署密集,采用直井、定向井開發經濟效益低。石油溝油田經過長期注水，形成區域死油區，只能通過淺層水平井擴大油層泄油面積，提高油井產量，有效解決低滲度薄油藏的開發,提高儲量動用程度。

1 區域油藏特點

石油溝油藏屬于淺層稠油油藏，其特點為巖性膠結疏松、地層壓實度低,井壁穩定性差,易塌、易漏。背斜構造第三系下部有K、L、M三套完整的不對稱穹隆背斜油藏，平均埋深約120～600m。根據油藏地質構造情況、油層分布、油水邊界條件和產油情況等，將石油溝油藏劃分為頂部區、邊緣區和外排低產區。

石油溝油田鉆遇地層為第四系和第三系，其中第四系埋深一般在20～100m，以礫石層為主，地層孔隙發育好，地層也承壓能力差；第三系BC層主要為大段水敏性暗棕紅色泥巖，中下部夾石膏薄層，受L油藏多年注采影響，泥巖層呈蠕動狀，蠕動時間約4～8小時；L、M層為主力油層，受長期注水開采影響，地層承壓能力強，但壓力系數高，常存在溢流、吐砂等復雜存在。

綜上所述，石油溝油藏主要特征表現在同一井眼內壓力系統復雜，高鉆井液密度可能造成井漏、低密度可能發生溢流、吐砂等。加之淺層中半徑水平井造斜點高、造斜率大，油層垂深小,井段調整余量小,井眼軌跡控制精度要求高，如何在控制井眼軌跡的條件下處理復雜，達到快速安全鉆井成為該區域鉆井的關鍵。

2 施工復雜分析

今年3 年石油溝油田共完成淺層中半徑水平井9 口，其中一口因地質原因報廢，復雜率達到71.4%以上，平均機械鉆速僅為7.42m/h。地質情況復雜，漏失率達到60%，縮徑率達到57.1%，溢流發生率達到80%，種種的施工復雜嚴重影響鉆井效率。施工難點主要有：

2.1 油埋藏深淺，造斜點高，造斜率大，井眼軌跡斜控制難

石油溝油田淺層中半徑水平井因地質構造原因目的層埋深為300～600m，目的層垂直井段短,造斜率高，加之上覆巖層壓力小，造成地層疏松,二開大尺寸井眼鉆具造斜率難以保證，且地層規律難以把握,大尺寸井眼造斜率性能無法準確預測。為滿足二開造斜率要求，下入Φ197mm 單彎螺桿（1.75°），由于表層采用Φ339.70mm 套管，下入時易在管內遇阻，且造成鉆頭偏磨損耗嚴重，存在下鉆安全風險。

2.2 大曲率井眼管柱下入摩阻高，增加卡鉆風險

為滿足地質特點，設計井身結構為三層結構。淺層水平井油藏埋深淺，受地質因素影響，設計軌跡靶前距短，井眼曲率高，水平位移段相對較大，而下入的套管柱自重較輕,剛度強，彎曲變形后會產生較大的摩阻力，造成大尺寸套管下入十分困難。在石平-10 井下完井套管過程中，由于井斜達到96 度，套管下入困難。

2.3 井眼壓力系統復雜，復雜處理難度大

石油溝油藏地質構造復雜，同一井眼壓力系統復雜，主要矛盾存在于二開鉆進窄密度窗口存在，合理的鉆井液密度選擇難度較大。近三年所鉆淺層水平井出現了L層夾層縮徑現象，在溢流下，保持高密度鉆井液的性能持久性難度較大。

為滿足井眼軌跡要求，二開完井斜需達到35°，但所鉆地層易發生縮徑，現有掏穴鉆頭無法在井斜大井段進行擴眼作業，造成復雜處理難度大。在報廢井眼石平-7井施工過程中，出現了大量塑性泥塊，造成高架槽堵塞，無法正常處理復雜，造成該井的地質報廢。

3 復雜優化處理及實施效果

通過總結報廢井眼施工過程，結合其他區塊復雜處理的技術措施，在石油溝油田五口淺層中半徑水平井的研究與實踐下，以優選井眼軌跡和優選鉆井液性能為重點，使該區域鉆井中存在的復雜得到預防和處理。大井斜長穩斜段定向軌跡控制應從以下兩方面考慮：

一是優選井眼軌跡控制技術應用 開發目的層垂深淺，結合現有水平井鉆井技術、設備及工具能力,選擇“直—增—穩”三段制井身剖面。該剖面相對簡單，工具選擇方便，施工易于控制；此外，三段制剖面造斜井段相對較短，利于降低管柱下入摩阻。

二是三段制強抑制性鉆井液優選技術 經過配方設計與室內試驗，選擇常用鉆井液材料，根據石油溝油田地質特點采用三段制分段調控即：淺表層采用防漏防塌體系，泥巖層采用銨基高密抑制性體系，砂巖及儲層采用弱分散儲層保護體系。在有效預防和處理復雜發生的同時，滿足正常鉆井要求，提高鉆井液性能達標率，為后期完井作業創造條件。

通過現場不斷試驗和實踐，現階段解決石油溝油田淺層中半徑水平井復雜優化處理工藝技術措施。

（1）一開直井段主要采用頓鉆技術，在防斜打直的同時，有效封堵易漏失地層，減少復雜發生，減少一開復雜處理時間，提高周期指標；二開直井段采預彎曲直井段鉆進技術，下入定向鉆具組合，徹底釋放鉆壓，達到快速鉆進的目的。

（2）二開定向段施工前根據直井段井斜、方位的偏差以及考慮復雜處理預留井段，根據靶點及實鉆數據實時進行待鉆軌跡修正設計，優化計算定向段的造斜率，指導下步定向施工；定向段初期采用連續滑動定向，摸清楚造斜工具和鉆具組合的原始造斜率，后期通過調整滑動鉆進和復合鉆進的比例，使實鉆軌跡更貼近設計井眼軌跡。

（3）增斜段考慮到地層壓實度低，鉆具造斜不穩定，加之下入的造斜工具已達到井眼通過度的極限，要實現設計8～10°/30m 的造斜率難度倍增,因此在實際施工中提前設計造斜點10～15m進行造斜。

（4）根據幾年的現場實踐和實驗室配方優化選配，使用三段制強化井壁聚合物鉆井液體系，提高了鉆井液的攜巖性、抑制性，降低因巖屑床而造成的托壓；為減小定向摩察阻力系數，分段在泥漿中加入3%～5%的乳化瀝青，同時在改善泥餅質量方面加入磺化瀝青、磺化酚醛樹脂等泥漿材料，提高泥餅質量減少因托壓而造成的粘卡風險；采用高密度鉆井液有效預防和處理縮徑及溢流的發生。

通過以上現場具體措施的應用，石油溝油田淺層中半徑水平井在平均機械鉆速以及各項周期指標等方面效果顯著。口井處理復雜時間僅為6h，機械鉆速提高14%，發生一次表層段漏失，下部縮徑地層得到有效的預防處理。石油溝油田淺層中半徑水平井復雜優化處理措施現場應用取得了較好的效果，為該區域今后的鉆井工作提供了有力的技術保障。

4 結語

（1）石油溝油田淺層中半徑水平井由于油藏地質特征，造成該區域鉆井復雜發生率高，施工難度大，通過現場的不斷摸索嘗試，從施工和鉆井液技術方面著手，總結了一套系統有針對性的復雜優化處理措施，在今年的鉆井中取得了優異的成績。

（2）經過實鉆數據的理論計算，對淺層疏松地層的造斜規律有了一定的認識。實際施工中，通過優選鉆具組合，優化井眼軌跡，滿足了疏松地層中大尺寸井眼高造斜率的要求。

（3）二開造斜段遇縮徑復雜處理手段單一，如何在大井斜下處理縮徑復雜，順利下入技術套管，封閉復雜井段成為今后該區域復雜處理的研究方向。