ZP26-P2三維水平井鉆井施工技術

趙寶君

（大慶鉆探工程公司國際事業部，黑龍江大慶163411）

ZP26-P2井位于SL盆地中央坳陷區SZ凹陷南部，設計斜深3592.00m，垂深1899.98m，最大井斜角90.02°，扭方位達91.42°，最大偏移距為430.00m，井底最終的閉合方位角為164.88°，水平位移1648.47m，水平段長1300.00m。通過對F油層691塊巖芯進行分析發現，該油層有效孔隙度在9.0%～17.9%、平均11.74%，空氣滲透率在0.14～9.89mD、平均1.16mD、中值0.51mD，滲透率0.1～0.5mD之間的樣品數占總樣品的41%，0.5～1.0mD占22%，總體表現為低孔特低滲透的儲層特征，因此應用水平井進行開發可以實現經濟效益最大化。

1 三維水平井設計分析

1.1 井身結構設計分析

在進行三維水平井井身結構優化設計的時候，首先要考慮的是如何降低該井施工的摩阻/扭矩，為了保證這口三維水平井在施工過程中的摩阻/扭矩最小，因此在井身結構設計過程中對技套不造斜、技套造斜到A靶點和技套部分造斜三種方式進行了軟件模擬分析，通過分析發現，這三種井身結構設計方式技套部分造斜能有效地降低該井三開的施工摩阻/扭矩，并且還能實現快速鉆井，因此該井采用技套部分造斜的方式，技套封固到F油層頂，井斜角達到65.28°。具體井身結構如表1所示。

表1 ZP26-P2三維水平井井身結構設計數據表

1.2 井眼軌道設計分析

在三維水平井施工中，井眼軌道設計一定要循序漸進，保持平滑。在ZP26-P2這口三維水平井的軌道設計當中，選取的造斜點井深為1475.00m，最大的扭方位率為6.19°/30m，有利于現場的施工，能夠很好地掌控井眼的變化趨勢，實現準確中靶。具體的軌道設計數據如表2所示。

表2 ZP26-P2三維水平井井眼軌道數據表

2 鉆井施工技術

2.1 井眼軌跡控制技術

2.1.1 直井段

直井段軌跡控制的原則就是防止井斜角過大，因為直井段井斜角過大就會產生正位移或者負位移，當產生負位移的時候就會使造斜段施工需要較大的造斜率而增加施工難點，而產生正位移正好相反，所以在直井段施工中防斜打直是第一要務。為了有效地控制ZP26-P2井直井段的井斜角，采用的鉆具組合是雙螺扶鐘擺鉆具組合，施工中采用低鉆壓、高轉速的施工方式，定點測斜，密切關注井斜角的變化趨勢，發現異常及時調整施工中的鉆壓、轉速等參數，保證直井段的井斜角、水平位移符合鉆井工程設計要求。

2.1.2 造斜段

在造斜段施工中首先是要優選螺桿鉆具，通過多個廠家、不同螺桿鉆具的優選，最終選用天津立林生產的1.5°單彎螺桿鉆具，鉆具組合為：?311.2mm鉆頭+?216.0mm螺桿（1.5°）+鉆具浮閥+?203.2mmLWD+?203.2mm無磁鉆鋌+?177.8mm鉆鋌×75.42m+?127.0mm加重鉆桿×345.7m+?127.0mm鉆桿。這一井段施工的關鍵是要掌握這套鉆具組合的實際造斜率，如果實際造斜率能夠滿足設計造斜率的要求，那么我們就正常繼續鉆進施工，如果實際造斜率不能滿足設計造斜率的要求，那么就要起鉆更換鉆具組合。在ZP26-P2井的造斜段施工中，該套的鉆具組合的實際造斜率達到8.5°/30m，而設計的造斜率最大為6.19°/30m，因此在施工中每個單根滑動鉆進6.5m左右就可以滿足設計要求，而且還能使井眼軌跡更加平滑，降低施工的摩阻/扭矩，保證實際的軌跡與設計軌跡基本一致，為準確中靶提供了有利的條件。

2.1.3 水平段

在常規水平井施工中，應用螺桿+LWD就可以實現在目的層中穿行，達到鉆井施工目的，但是ZP26-P2井是一口大三維水平井，并且水平段達到1300.00m，因此施工后期會使巖屑上返困難、摩阻/扭矩特別大，難以實現定向施工，為此選用了貝克公司生產的旋轉導向G3閉環鉆井系統，頂驅轉速全程在120r/min以上，地面實時監控井斜角、方位角、伽馬、電阻率、環空當量密度等施工關鍵參數，經過8次地質導向的調整，保證了實際施工井眼軌跡沿著油層發育的深度前進，實現了砂巖鉆遇率達到96.7%。

2.2 鉆井液技術

ZP26-P2井是一口大三維水平井，水平段長度達到1300.00m，施工中摩阻/旋轉扭矩大，因此選用優質的鉆井液是實現該井施工安全的關鍵，要保證鉆井液具有良好的潤滑性、流變性、抑制性、低失水性。二開直井段和造斜段均選用的是鉀鹽共聚物鉆井液體系。具體配方：4.5%～5.5%膨潤土+4.5%～5%純堿+0.3%～0.4%WDYZ-1+0.3%～0.4%HX-D+0.8%～1.2%JS-1+1.2%～1.5%JS-2+0.7%～1.3% NH4-HPAN-2+1.0%～1.2%SPNH+1.0%～1.5% DYFT-1+0.04%～0.10%KOH。二開前充分循環洗井，加入純堿240kg，防止水泥侵。二開鉆井過程中配漿時，復合抑制劑WDYZ-1、陽離子聚合物HX-D的加量按設計上限使用，以控制造漿提高鉆井液的抑制性。補充新漿時，提高JS-1、JS-2、高效封堵降濾失劑DYFT-1、NH4-HPAN-2的加量，加強鉆井液的封堵能力，降低泥餅的滲透率。二開定向施工段補充液體潤滑劑，使含量不低于3%，降低定向施工的摩阻，提高定向施工效率。三開水平段施工選用KCl鹽水鉆井液體系，維護中主要是保證低失水，補充液體潤滑劑的同時，復配固體石墨潤滑劑，使兩種潤滑劑的總含量不低于5%，提高鉆井液的潤滑效果，降低施工的摩阻和旋轉扭矩，保證水平井段的施工安全。

3 結論與認識

（1）在ZP26-P2這口三維水平井設計中，在技套內進行部分造斜，并把技術套管下深到F油層頂部，有效地降低了三開的施工摩阻/扭矩，保證鉆井施工的順利進行。

（2）井眼軌跡控制過程中，根據直井段、造斜段、水平段不同的施工特征和施工難點，選用不同的施工工具、制定不同的技術措施，有效地保證了井眼軌跡與設計軌跡的符合率，實現了軌跡精確控制。

（3）在二開選用鉀鹽共聚物鉆井液體系，三開選用KCl鹽水鉆井液鉆井液體系，并根據不同井段的特點增加抑制劑、潤滑劑的用量，實現了鉆井液體系具有良好的抑制性、潤滑性和流變性，保障了施工安全。