超淺超軟地層中曲率半徑水平井定向鉆井技術

王俊杰

摘要：隨著各大油田的開發不斷推進，部分油田進入了開發的中后期，剩余油、邊際油田開發難度越來越大，定向鉆井也向超深層、超淺層不斷發展，對在超淺超軟地層中曲率半徑水平井提出了新的需求。本文通過在實鉆實驗過程的摸索，總結了一套完整的超淺超軟地層中曲率半徑水平井定向鉆井技術。

關鍵詞：超淺超軟地層、中曲率半徑水平井、定向造斜、軌跡控制

1、項目背景

新疆某實驗井位于新疆巴音郭楞蒙古自治州輪臺縣城東約3公里的紅橋石油服務園區內。本井設計為一口雙圓弧中曲率半徑水平井，本井鉆遇的地層有新生界第四系、新近系。

2、超淺超軟地層初始造斜措施

本井設計造斜點35米，入泥只有23米，地層疏松，在如此淺的地層定向鉆進需要滿足6～9°/30m的造斜率。

1） 預制13-3/8″斜向窗口套管

下套管時在地面將斜面擺在所需方向，引斜向窗口斜面線下套管，保證方向準確，13-3/8″套管下至設計深度35米后井口焊接固定套管，固井。經過12-1/4″井段陀螺工具測量，在初始造斜段斜向窗口套管產生3.5°井斜，保證初始造斜順利。

2） 12-1/4″井段定向造斜鉆進

使用常規組合鉆穿水泥塞后更換造斜鉆具組合。

鉆具組合：12-1/4"PDC+8"MOTOR（2°）+8"PM+8"FE+ 8"PWD+ 8"HOC+ 8"F/V+5"HWDP2°彎角低彎點馬達。初始定向參數：排量 1500L/min，鉆壓 2～3噸，前10米滑動8米旋轉2米，狗腿可達到7°/30m。之后每單根滑動7米左右，旋轉2米，平均狗腿度可達到8°/30m左右。鉆進至128.8米，順利中完。本井段鉆進過程中全井段不倒劃，每單根測斜，及時計算造斜率同時使測量軌跡盡量貼合實際;以每單根為單元合理分配滑動和旋轉井段，在保證造斜率的前提下使井眼盡量平滑。9-5/8"套管順利下至128.36米。

3） 8-1/2″井段鉆進

常規鉆具鉆水泥塞至132米。更換造斜鉆具組合。1.75°馬達 （ 132～296米）高造斜段鉆進。

鉆具組合：8-1/2"Cone Bit+6-3/4"MOTOR（1.75°）+6-3/4"PM+6-3/4"FE+6-3/4"PWD+6-3/4"HOC+ 6-1/2"F/V+5"HWDP*9根+5"HWDP*9根+6-1/2" （F/J+JAR）+ 5"HWDP;低彎點馬達：U7LZ172×7.0-XI-SF 彎角：1.75° 級數：4級 偏置扶正塊 馬達扶正套：213mm;銑齒牙輪，水眼全部卸掉。滑動鉆進參數：鉆壓2～6T，排量1500～1700L/M。旋轉鉆進參數：鉆壓2～4T，排量1500～1700L/M ?5～20RPM。本段設計狗腿10.4°/30m，每個單根滑動7～8米，狗腿度能達到11°/30m左右（連續滑動段，每米增井斜0.4～0.5°），每個單根測斜一次，鉆進至296米，高造斜段結束，起鉆更換1.25度彎角馬達。1.25°馬達 ?（296～2000.48米）著陸、水平段鉆進。

鉆具組合：8-1/2"Cone Bit+6-3/4"MOTOR（1.25°）+6-3/4"PM+6-3/4"FE+6-3/4"PWD+6-3/4"HOC+6-1/2"F/V+5"HWDP*3根+5"DP*12根+5"HWDP*9根+6-1/2" （F/J+JAR）+5"HWDP;馬達：U7LZ172×7.0-XI-SF 彎角：1.25° 級數：5級 馬達扶正套：213mm。銑齒牙輪，水眼全部卸掉。滑動參數：鉆壓5～6T，排量1800～2000L/M。旋轉鉆進參數：鉆壓2～3T，排量1800～2000L/M，40-50RPM;設計狗腿度4.9°/30m，扭方位著陸，1.25°馬達每個單根滑動5～7米，狗腿度能達到4～6°/30m，每柱倒劃一遍清潔井眼。鉆進至533米，起鉆檢查馬達鉆頭。

下鉆至井底后繼續鉆進，每個單根滑動6-7米，狗腿度在4.5～7°/30m，能滿足設計要求，為了清潔井眼，每鉆進一柱倒劃一次，鉆進至690米著陸。鉆進至701米短起。

水平段鉆進要求調整方位上下0.5米，左右2米，狗腿度不超過2°/30m，調整范圍較小，軌跡控制精度要求高，實鉆過程中勤滑少滑，盡可能保持軌跡平直。

由于地層松軟，旋轉鉆進降斜嚴重，每個單根需要滑動4-6米增斜，旋轉過程中在保證井下安全的情況下以加大鉆壓的方法來解決旋轉降斜問題。每個單根測斜一次，預判井底井斜，及時滑動調整。鉆進至井深908米，起鉆檢查鉆頭、馬達。

更換鑲齒牙輪，江漢 HJ517G ?水眼全部卸掉。滑動參數：排量1800～2000L/Min，鉆壓4-6T;旋轉參數：排量1800～2000L/Min，鉆壓5-7T;水平段鉆進，通過短起上移加重鉆桿保證上部鉆具重量。隨著水平段的延長，降斜趨勢變緩，通過改變鉆井參數來實現軌跡控制，調整鉆壓，ROP在80m/h時，井斜穩斜或微降。1250米后滑動困難，鉆進至1284米，起鉆檢查馬達、鉆頭。下鉆，在鉆具組合在離鉆頭230米處加入水力振蕩器。

下鉆過程中500米以后每下鉆200米灌漿打通一次，下鉆無懸重接近頂驅懸重時，接頂驅小排量下放。下鉆至井底，通過對比水力振蕩器在滑動中能夠降低2～3T摩阻。通過鉆井參數控制井斜變化，方位右漂較多時進行滑動調整。

鉆進至1500米以后ECD偏高，密切關注ECD變化，控制ECD值在合理范圍以內，ECD值達到13ppg時倒劃眼短起循環處理泥漿，鉆進300～400米倒劃眼短起至管鞋處理泥漿。鉆進至1700米后，ECD一直12.8～13.6PPG，倒劃眼及短起處理泥漿已經無法降低ECD值，為了保證井下安全，鉆進至2000.48米提前完鉆。

3. 結論及認識

通過精細施工，順利完成了水垂比7.05：1的高水垂比大位移水平井。預制斜向窗口套管產生了3.5°的初始井斜，為初始造斜提供了有效的保證。12-1/4″井眼中2°彎角低彎點馬達實際造斜能力9.2°/30m。8-1/2″井眼中1.75°彎角低彎點馬達實際造斜能力12.5°/30m。8-1/2″井眼中1.25°馬達實際造斜能力9°/30m。作業過程中通過短起上移加重鉆桿，達到了增加懸重的目的;通過倒劃眼短起、長起攜砂，一定程度緩解了ECD增長。本井在1700米以后ECD一直12.8PPG以上，短起作用越來越低，直接制約了軌跡延伸。

參考文獻

[1]李細鴻.致密油水平井井眼軌跡控制技術研究與應用[J].西部探礦工程，2021，33（06）：101-102.