側鉆水平井技術在油田開發中的應用

雷文濤

勝利石油管理局石油工程技術開發中心，山東 東營 257000

1 開窗

在選擇開窗的位置時要盡量避開不穩定地層以及套管接箍，盡可能選擇井斜率較小，且固井質量高的泥巖井段，不要以礫巖井段開窗。開窗工藝分為三步：第一步為初始銑，即銑錐接觸到導斜器的頂部，該階段要盡可能降低導斜面的振動幅度，從而保證窗頂的規則度；第二步為騎套銑，即銑錐底圓與套管內壁相接觸，直至接觸到套管外壁，此時要保證套管和導斜面的磨損要均衡，以提高窗口的圓滑度；第三步為出窗銑，即銑錐底圓出套管外壁并整個銑錐最大直徑均出套管，此時鉆壓要適當降低，以提高窗口底部的圓滑度和規則度。

2 裸眼鉆進和軌跡控制

2.1 鉆頭的選型

現階段常用于側鉆水平井的鉆頭類型包括：單牙輪、三牙輪、三角聚晶以及PDC等多種，而經過長期的實踐與摸索，總體認為在側鉆井的上部增斜以及穩斜階段，單牙輪鉆頭的效果比較好；而在水平段則適用PDC鉆頭。

2.2 鉆井液技術

鉆井液技術是影響到工程順利實施的關鍵因素之一，鉆井液的品質優良，則可以穩定井壁、清潔井眼、防卡降阻、保護油氣層等。經過長期的實踐總結，筆者認為有機正電膠鉆井液體系相對比較成熟。

2.2.1 有機正電膠泥漿體系的特點

可以說正電膠鉆井液體系對油層的損害是所有鉆井液體系中損害最輕的一種。正電膠為一種混合金屬氫氧化物，而正電膠鉆井液在毛細管中的流動呈現一定的整體性，返排比較容易，因此對油氣層可以起到保護的作用。而且它在近井壁處會形成一個滯流層，鉆井液對地層的沖蝕就有所減少，對于井壁的穩定比較有利；而且正電膠的化學特性使其具備較強的頁巖抑制性，因此在側鉆水平井的施工過程中正電膠鉆井液體系比較適用。

2.2.2 鉆井液的基本配方

其配方如下：有機正電膠2%、GKHm2%、KC10.5%、PMHA-II 0.3%、抗溫降濾失劑1.5%、SAS1%、復配暫堵劑5%、極壓潤滑劑2%、原油6%以及乳化劑0.3%和基漿。而基漿的配置過程如下：膨潤土漿需提前配制，比例為3%左右，再用氫氧化鈉將pH值調整至9.5，進行一天兩天的預水化；然后開泵循環，由漏頭向鉆井液中依次加入上述各種原料，原油及極壓潤滑劑的混入要視實際需要而定。在斜井段采用聚磺鉆井液體，當垂直深度達到一定程度是，就會遇到膏泥巖地層，此時會有井壁縮徑、失水大以及黏切升高等情況，并且井底的溫度可以達到100℃，沒有進行高溫高壓實驗，鉆井液的性能會極不穩定，工程上則體現出轉盤的扭矩增大、上提下放的過程中遇到阻卡，或者下放的鉆具無法到底以及起下鉆劃眼等問題。當適當的提高了鉆井液的密度并對井壁縮頸進行一定程度的抑制時，將一定含量的原油添加進去可以提高鉆井液的潤滑性能，將SMP-1、MC-1、SPNH等抗高溫、高壓的鉆井液材料添加進去，并將PH值控制在9左右，將純堿及燒堿定時補充進去，從而使得鉆井液中鈣污染的程度有所降低；通過振動篩、除砂器以及除泥器等凈化設備，使得無用固相得到進一步降低，以保證鉆井液良好的流變性能。當進入水平段后，且位移大于700m，摩阻扭矩會出現明顯的增加，滑動鉆進變得困難，此時不僅要繼續提升原油的含量，而且還要添加抗高溫及降低失水能力的鉆井液材料，尤其是瀝青類及屏蔽封堵能力較強類的處理劑量，從而提高井眼的穩定性及井下的安全性。

2.3 軌道控制

水平井鉆井過程中，其井眼軌道的控制技術是比較重要的一個環節，而其主要的控制設備則包括MWD以及LWD無線隨鉆測量設備。對于定向儀器的具體要求包括控制精度要高、應變能力要強以及預測的準確度要高。按照曲率半徑不同，水平井又可以分為兩種，即長曲率半徑及中短曲率半徑，按照實際的油層情況、地質目標以及地質要求和靶前位移，其剖面類型也各不相同，包括三增、雙境以及單增等幾種。井眼軌跡的控制技術具體如下：第一，確定定向方式，在未進入水平段的著陸點前，先通過導向鉆具結合MWD實現對井眼軌監測和控制；當探油頂段和進入水平段時，則利用LWD與導向鉆具相結合的方案控制井眼軌跡。

3 完井方式

本文列舉的水平井采用的是篩管和裸眼封隔器相結合的完井方案。

3.1 外管組合

即留井部分，該組合的送入順序如下：鉆桿-套管懸掛器-一根套管-一組裸眼膨脹封隔器-一根套管-一組裸眼膨脹封隔器-篩管-一組裸眼膨脹封隔器-一根套管-浮鞋。此時需注意幾點，首先兩只裸眼膨脹封隔器組成一組；其次，對于小井眼來說在選擇側鉆井套管時可以選擇內通徑比較大的油管；第三，在組配管柱的過程中為了提高封隔效果的可靠性，要保證裸眼膨脹封隔器要處于泥巖段地層。

3.2 內管組合

即實現工藝部人，其送入順序如下：鉆柱-套管-懸掛器-旋轉器-內管-內管封隔器-孔節箍-內管封隔器-內管-球座。此時也需注意兩個問題，其一，內管通常為48mm的油管；其二，為了避免內管封隔器旋轉磨損膠筒，旋轉器要在懸掛器蹩座后再進行倒扣。

3.3 完井

完井方式為篩管和封隔器頂部注水泥相結合，其可以保證環空水泥與產層互不接觸，因此不會向產層傳遞壓力，可以有效的保護產層及套管。其外管組合送入順序為：帶引鞋的套管-篩管-一根套管-盲板接頭-一根套管-管外封隔器-壓差式分級注水泥器-套管串-液壓式尾管懸掛器-鉆桿。其內管組合與不注水泥的相同。

[1]白彬珍，陳曉鋒.塔河油田AD區塊超深井短半徑側鉆水平井技術[J].西部探礦工程，2009(11).

[2]余福春.塔河油田超深側鉆水平井鉆井技術研究與應用[J].石油天然氣學報[J].江漢石油學院學報，2010(2).