大斜度定向井鉆井施工技術討論

張慶男

摘 要：油田經過多年的勘探與開發建設，已經到了油田開發的中后期，綜合含水率逐漸上升，為了保證油田的產量穩定，必須對地面條件受到限制的剩余油藏進行系統動用，為此部署了A大斜度定向井，該井設計斜深3467.00m，垂深1980.65m，井斜角75°，方位角95.41°，水平位移1921.35m。可開發地表為湖泊或者沼澤，難以應用直井進行開發剩余油藏。

關鍵詞：勘探開發;大斜度定向井;井身結構;井眼軌跡

1 工程設計情況

1.1 井身結構設計

對于一口井斜角比較大、水平位移也比較大的定向井而言，良好的井身結構不僅可以大幅度提高施工速度，也能夠使施工過程更加安全。在A井的施工設計中，根據油田的實際情況，采用三級套管的井身結構，Φ339.7mm套管主要是封固上部松散、不成巖的地層，同時建立井口與循環系統的密閉循環;Φ244.5mm套管主要是封固QSK組的大段泥頁巖、井壁易失穩的地層，為三開定向、穩斜施工創造有利條件;Φ139.7mm套管封固定向段、穩斜井段和油層井段，并為后期大規模壓裂增產改造提供條件。井身結構見表1所示。

1.2 井眼軌跡設計

在地質設計中，只有一個靶點，因此以中靶為目標，首先對井眼軌跡剖面的形式進行優選，然后對造斜點、造斜率進行優選與優化，最終確定了三段制的井眼軌跡剖面形式，因此該剖面形式在滿足地質設計要求的同時，具有操作簡單、易于控制等特點，造斜點優選為1050.00m，造斜率優化為5.00°/30m。

2 鉆井技術

為了保證大斜度定向A井的順利施工，在認真分析設計要點的基礎上，對施工中的直井段、造斜段、穩斜段的井眼軌跡控制技術和安全鉆井施工技術進行了詳細分析，該井施工的成功，為施工大位移定向井積累了一定施工經驗，具有一定的指導作用。

2.1 井眼軌跡控制技術

2.1.1 直井段施工（0-1050m）

在直井段施工中主要采用防斜效果好的塔式鉆具組合和鐘擺鉆具組合，同時嚴格控制鉆壓，應用電子單點測斜儀進行定點測斜，達到防斜打直的目的。在一開施工時應用塔式鉆具組合：Φ444.50mmBIT×1.10m+Φ229.00mmDC×27.43m+Φ203.00mmDC×55.58m+

Φ178.00mmDC×83.35m+Φ139.70mmDP;在二開施工中采用鐘擺鉆具組合：Φ311.20mmBIT×0.37m+Φ229.00mmDC×18.35m+Φ308.00mmSTB×1.60m+Φ229.00mmDC×9.08m+Φ203.00mmMDC×9.79m+Φ203.00mm

DC×45.79m+Φ178.00mmMDC×9.71m+Φ178.00mmDC×73.64m+

Φ139.70mmDP。施工到造斜點井深處時井斜角只有0.61°，水平位移3.42m。

2.1.2 增斜段施工（1050-1500m）

增斜井段是A井最為關鍵的井段，這一段施工的重點就是要保證造斜率達到設計造斜率的要求，因此首先要對造斜工具進行選擇，根據不同單彎螺桿鉆具廠家給出的不同彎度的螺桿鉆具的理論造斜率情況，結合該井所在區域的實際造斜層位，最后按照比設計高20%造斜率的原則，選用1.5°渤海石油機械廠的螺桿鉆具進行增斜段施工。鉆具組合為：Φ215.90mmBIT×0.29m+Φ172.00mmLZ×7.91m（1.5°）+Φ165.00mmJHF0.50m+Φ172.00mmMWD×8.92m+Φ127.00mmMHWDP×9.37m+Φ127.00mm HWDP×363.77m+Φ139.70mmDP。施工中根據直井段所產生的位移偏差和閉合方位偏大的情況，重新對井眼軌跡進行修正設計，然后在施工初期將工具面擺正在90°左右，待井斜角增加到5°以后，工具面角由磁性工具面轉換為高邊工具面后，此時的閉合方位也與設計方位基本上相符了，因此將工具面角調整在95°左右進行全力增斜鉆井，然后根據實際的造斜率情況對定向井段與復合井段進行計算，保證井眼軌跡既能與設計軌跡想符合，又能實現快速、安全施工，直至井斜角增加到75°進行穩斜施工。

2.1.3 穩斜井段施工（1500-3467m）

為了實現穩斜井段的施工平穩，減少井斜角與方位角的調整，因此對鉆具組合進行重新優化，選用穩斜效果好的1°單彎螺桿，并在其后跟隨一個Φ208mm扶正器，具體組合為：Φ215.90mmBIT×0.23m+Φ172.00mmLZ×7.91m（1°）+Φ165.00mmJHF×0.50m+Φ208.00mmSTB×1.40m+Φ172.00mmMWD×10.97m+Φ127.00mmMHWDP×9.38m+Φ127.00mmHWDP×28.16m+Φ139.70mmDP×9.10m+Φ127.00mmHWDP×532.71m+Φ139.70mmDP。施工中時刻對井斜角和方位角進行監測，發現有偏離設計趨勢時要及時進行糾正，保證與設計相符，實現準確中靶。

2.2 安全施工技術

（1）Φ215.9mm井眼鉆井排量一直保持在34l/s以上，使環空返速在1.5m/s左右，實現紊流攜巖。（2）應用振動篩、除砂器、除泥器和離心機及時清除鉆井液中的有害固相顆粒，保證井眼清潔。（3）鉆進完一個單根后劃眼2-3遍，堅持每鉆進110-150m短起下200-250m破壞已經形成的巖屑床，下鉆到底大排量循環鉆井液。（4）控制失水量小于4mL，起鉆要求每柱不低于3min，以免起鉆過快引起抽吸，造成井壁失穩。下鉆要求每小時不超過10柱，防止由于壓力激動造成井漏。

3 結論與建議

（1）在施工之前對井身結構與井眼軌道進行設計與優化，是保證大斜度、大位移定向井安全施工的基礎。（2）在井眼軌跡控制中要根據不同井段的特點選用鉆具組合與施工參數，保證準確中靶。

（3）為了保證施工安全，要強化鉆井液性能，在抑制性、潤滑性和流變性上下功夫，保證井下安全。

參考文獻：

[1] 孟祥波，陳春雷，孫長青. 徐深21-平1井軌跡控制技術[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2014，41（1）：30-32.

[2] 孫成發. 源A井鉆井施工探討[J].石化技術，2018，（5）：127.