滴404小井眼大位移側鉆水平井技術的應用

李峰 于海蛟

摘要：滴404井是新疆油田為提高儲量動用，降低采氣成本而進行的一口開發井，是該區塊首口大位移側鉆水平井。通過MWD +伽馬探管技術（隨鉆測井）在滴404井的實踐應用，也能夠有效的發現氣藏，井眼軌跡控制平穩并通過嘗試應用楔形尺PDC鉆頭+單彎螺桿和液力推進器技術，實現了大位移提速目標，為克拉美麗氣田大位移小井眼水平井開發油氣藏提供了很好的借鑒經驗

主題詞：側鉆水平井;大位移;MWD+伽馬軌跡控制

1.滴404井概況

滴404井是滴西14井區部署的一口評價井，位于滴西14復合巖體東南部。2008年4月19日開鉆，6月29日完鉆，完鉆井深3900m，完鉆層位石炭系。石炭系鉆遇巖性主要為暗色泥巖、沉凝灰巖、凝灰巖及煤層，無油氣顯示。

為進一步證明中上部為老井側鉆有利區域。滴西14復合巖體南部是開發動用的有利區域。該區其它老井側鉆證實，石炭系上部儲層為有利儲層，是滴404井側鉆目的層，為了提高氣層鉆遇長度和儲量動用，采用水平井方式實施側鉆。2.本井工程地質設計與技術難點：

2.1滴404井基本情況

設計井深4237.14m，垂深3649.3m，設計方位266°，井身剖面采用增-穩增-穩，兩段造斜率分別為都為6/30m、5/30m，造斜點3280m（白堿灘組），最大井斜91.30°。井身結構為：裸眼完井壓裂管柱完井。

該井普遍存在的問題是：造斜段軌跡控制難，地層造斜率低，梧桐溝組存在大段紅褐色泥巖，易泥包鉆頭。靶窗著陸前后存在石炭系風化殼易漏地層。提前進入石炭系巴山組（C2b）（水平段鉆進）導致變更井眼軌跡，需快速將井斜挑至89°。鑒于地層原因和地質預告的不確定性，通過積極運用MWD +伽馬探管和液推技術順利穿越了造斜段，完成水平位移 838m，實現了該區塊水平段平均機速 1.23m/ h的突破，使小井眼水平井快速鉆井技術日益成熟。

2.2水平段靶點設計

滴404井目的層位石炭系巴山組砂帶上，靶前位移550m，入靶點A氣層對應垂深3630.3m，預測入靶處目的層段氣層厚度19m，水平延伸321m后，末端預測氣層厚度19m。而在實鉆過程中，該井于井深3862m、井斜74.85°、位移421m、海拔-2992.2m處鉆遇灰色熒光安山巖，較設計（-3002m）提高了9.8m，靶前位移縮短了54m，若按原設計軌跡執行，地質效果難以保證。建議按工程能力增斜至89.0°后穩斜鉆進，同時增加中間控制點C靶點，重新設計A靶點、B靶點。建議C靶點坐標為Y：15562811.1、X：5017386.4，海拔為-3004.0m;A靶點坐標不變，海拔為-3005.1m;B靶點坐標不變，海拔為-3009.5m變更為寬10m、高12m的矩形靶窗。見圖1。

2.3施工技術難點：

側鉆井眼軌跡技術實施有一定難度。（圖1設計靶點位置圖）要造斜段同時要滿足變更后設計軌跡和原A、B點靶窗不變要求，對軌跡施工要求較高。設計雙增剖面對側鉆后軌跡的控制帶來更多不確定因素。按照設計造斜率 12°/30m達到89.02°。直接提前進入水平段（靶前位移372.59m、 C點垂深3618.3m），要在50m的造斜段里完成垂深調整和準確著陸，對整個造斜段軌跡控制和施工進度很不利。

設計水平位移800m是該區塊最長井段，施工難度與風險共存。一是側鉆后初終靶點垂深落差減為5m（設計19m），地質要求砂層鉆遇率100%，探高或探底形成的局部大狗腿度會導致井壁失穩。二是解決防塌、加壓困難及小井眼凈化問題是水平段鉆進面臨的共性問題。MWD儀器總長15m，伽馬傳感器距離鉆頭9.5m，水平著陸進靶的關鍵井段及靶窗內良好氣層的走向都是在預測基礎上進行判斷的。

3.技術對策

通過該區塊已完井經驗和側鉆前數據，確定的對策如下：采用直增或局部多微增剖面軌跡。首先考慮是在梧桐溝組增加一個穩斜段進行復合鉆進，在（側鉆）造斜段使用1.75°螺桿，造斜率高，每個單根鉆進中，造斜鉆進段短，復合鉆進段長，提高了鉆進速度，降低了定向鉆進時間和卡鉆風險。

采用MWD +伽馬探管技術進行井眼軌跡的掃描與跟蹤。百口泉組地層相對穩定，側鉆鉆具全力增斜。造斜段采用鉀鈣基有機鹽鉆井完井液體系提高造壁和降失水性。井斜 30°一40°后逐步提高密度做好物理防塌，調整潤滑性能降低摩阻，帶液力推進器解決拖壓問題。水平段優化鉆具組合，突出工具面的穩定性來降低軌跡回調形成的狗腿度。整個裸眼段施工采用頂驅裝置，提高預防和處理井下復雜的實戰性。

4.現場應用情況

滴404井采用海藍MWD無線隨鉆測量儀器，井下工作環境溫度適應在120°。（伽馬）探管讀取數據穩定，軌跡預測和處理軟件為WPMS軟件，具備井眼軌跡監控監測等功能模塊。該井造斜段為3280一3677m、3862-3912共進行了五趟鉆，井斜從3.43°增至88.59°后入靶點C，平均機速0.89m/h，最高機速1.1m/h。水平段共進行了四趟鉆，井段3912一4280m，平均機速0.69m/h，最高機速1.23m/ h，實鉆軌跡與最終變更設計吻合。

造斜鉆進段短采用1.75°螺桿，造斜率高，在滿足造斜率的情況下，復合鉆進段長，提高了鉆進速度，在定向過程中機械鉆速低，由于增斜段多為全力定向，半小時活動一次鉆具，降低了定向鉆進時間和卡鉆風險。優選適當的鉆壓、轉速，同時定向人員需要通過調整定向長度及復合長度來保證井眼的圓滑和狗腿度的控制，保證能入靶。鉆具組合：Φ118mmPDC鉆頭+ Φ95mm×1.75°螺桿+Φ95mm定向接頭+Φ88.9mm無磁鉆鋌+Φ105mm浮閥+Φ73mm斜坡鉆桿。

在穩斜段施工中，盡量都采用了復合鉆進方式鉆進，調整鉆進參數，以增強穩斜效果，做到了軌跡平滑，降低摩阻和扭矩，及時進行短起下鉆作業，每次都起至套管內，這樣可以清除巖屑床，使井眼暢通，保證了井下的安全。

進入水平段后，為了控制好軌跡在靶區內運行，采用螺桿+MWD+伽瑪的鉆具組合，降低井下風險，通過勤測斜、勤預測、勤計算等辦法，保證了油層鉆遇率的同時軌跡控制在靶區之內。為了防止托壓和長時間鉆進砂子堆積形成巖屑床卡鉆，提高泥漿的攜砂能力和潤滑性，及時短起下作業。

MWD施工井段3280m-4280m，共計1000m; MWD+GAMA施工井段3560m-4280m，共計720m。如圖2：

5.結論

（1）滴404井是在φ139.7mm套管開窗、使用Φ118mm PDC+Φ95mm螺桿組合，進行側鉆施工的井，在Φ118mm井眼尺寸條件下，裸眼段段長到1020m，井眼曲率圓滑，完井管柱下入過程未出現任何阻卡情況。

（2）鉆頭選擇針對性加強，在梧桐溝組泥巖井段，屬致密性泥巖，鉆時較慢，選用攻擊性較強的4刀翼13mm復合片PDC鉆頭，最高機械鉆速達到1.19m/h;在石炭系優選研磨性較強的5刀翼11mm復合片鉆頭，根據地層巖屑變化，及時調整鉆頭類型與之相適應，最高機械鉆速達到1.23m/h，實現進一步提速效果。

（3）滴404開窗側鉆井鉀鈣基有機鹽鉆井完井液體系，實踐證明該體系適合本區塊的鉆井施工任務。施工過程中，該體系成功避免了井漏、井塌等復雜情況，對梧桐溝組泥巖段有良好的抑制性，有效防止井眼縮徑。在小井眼排量小的情況下，提供了極佳的攜巖能力。其成膜封堵的特性，防止有害固相侵入地層，保護了油氣層。在今后類似井的施工中，該鉆井液體系可作為首選。

（4）本井施工中，采用北京海藍公司生產的Φ48mm小井眼 MWD隨鉆測斜儀器。該工具抗高溫，外徑小，適合118mm井眼施工。

（5）滴404井共發生復雜井況1次，其原因有主要是下入水利振蕩器入井后，泵壓過高，沒法滿足鉆進施工要求，提出鉆具后發現定向接頭公扣斷裂在螺桿母扣中，后期打撈井下落伍耗時5天左右時間。施工中加強管理，一方面要嚴格落實工藝技術要求，督促操作人員嚴格執行工藝要求和操作規程，記錄好工具使用時間，嚴格控制好工程技術參數。另一方面要認真分析地質資料和錄井數據，做好地質預報和風險管控，減少工程復雜。

西部鉆探井下作業公司