金平2淺層大位移水平井鉆井技術

劉宏偉(勝利油田黃河鉆井四公司 山東東營257000)

現場施工實鉆數據及水平段垂直投影圖：

完鉆井深：1516.00m造斜點：380.00m垂深：597.75m造斜率：34°/100m水平位移：934.33m水平段：710.23m最大井斜：99.90°水平段平均井斜：97.5°位垂比：1.56

二、主要內容

1.金家地區地層巖性情況

上部地層以棕黃色粘土、砂質泥巖、泥巖、細中砂巖、泥質粉砂、粉砂為主，巖層欠壓實，成巖性差，強水敏的特點，易造成井壁坍塌和縮徑卡鉆；

下部地層及產層以灰色粉砂巖、玄武質砂巖、灰質泥巖、灰質泥巖與灰色泥巖互層，含玄武質砂巖和礫石層為主，易發生井漏和井壁坍塌。

2.設計參數

(1)井身結構設計

開鉆次數一開二開導眼二開三開井眼尺寸*井深?660.4m*101m ?215.9mm*905.63m ?346.1mm*784m ?241.3mm*1492.6m套管尺寸*下深?508m*100m ?273.1mm*782m ?177.8mm*1489m水泥返高地面回填至井深150m地面地面

(2)軌道參數設計

井深m井斜°方位°垂深m水平位移m南北m東西m狗腿度°/100m靶點

0.00381.56527.25782.061457.601492.600．000.0033.5792.2992.2992.290.00181.31181.31180.00180.00180.000.00381.56519.06630.00603.00601.600.000.0041.74258.57933.56968.530.000.00-41.46-258.55-933.55-968.520.000.000.000.00-0.95-3.43-3.43-3.4323.0423.050.000.000.00A B

3.技術難點

(1)上部地層井段淺，成巖差，含大段物理性質不穩定泥巖，疏松易縮徑、垮塌，定點循環易形成大肚子，出現造斜率低，井眼軌跡不規則。

(2)直井段短，水平段長，直井段向水平段的轉化的井眼曲率大，出現鉆具易疲勞破壞，起下鉆柱、下套管困難，鉆進過程出現脫壓現象。

(3)采用“倒裝鉆具”進行鉆進，加壓過大導致下部鉆具失穩彎曲而增大摩阻、扭矩，增加了井眼軌跡控制的難度。

(4)大尺寸?273.1mm技套下入井斜95.8°井段難度大。

(5)?177.8mm油套下入井斜99.9°上翹水平段難度大。

(6)水平井段井眼環空凈化能力差。

三、應用情況

1.二開主井眼

(1)鉆具組合：?346.1mm3A鉆頭+244.5mm*1.5°-1.75°單彎動力鉆具+?177.8mm無磁鉆鋌+MWD+?127mm加重鉆桿(30柱)+?127mm斜坡鉆桿。

(2)參數：鉆壓(60-100-140)KN；泵壓(11-12)MPa；排量(33-35)L/S。

(3)二開主井眼大尺寸?273.1mm技套下入井斜95.8°井段。考慮273mm技套剛性大，井眼造斜率高，下套管勢必困難的原因：

首先：對該井段采用足尺寸牙輪鉆頭和通井工具進行修壁，力求井眼軌跡光滑平穩。

其次：增加井壁的穩定性和鉆井液的潤滑性，來減少套管下入的摩阻。

2.三開上翹水平段的鉆進

采用倒裝加重鉆桿加壓，通過該井段倒裝的鉆具軸向拉力和下部鉆具摩阻力進行受力分析計算得到加重鉆桿施加鉆壓的最佳井段。隨著上翹水平段的增加，鉆具懸重不足以克服井壁的阻力，因此在井口采用一定數量的7i n鉆鋌及加重鉆桿對井內鉆具進行加壓，和對下部失穩彎曲的部分鉆具段進行替換為加重鉆桿，來增強起剛度。

3.三開油層套管的下入(懸掛)

(1)采用7in鉆鋌井口加壓和及時灌注鉆井液。

(2)對井眼軌跡即井斜和方位的精準控制。

(3)根據水平的上翹、井徑大小及油層走勢導致軌跡變化的因素，采取在下部引鞋套管上鑲焊2只?241.3mm*177.8mm彈性扶正器作為下部引鞋的支撐點，支撐和引導套管下入井斜90°至99.9°，水平段長710.23m的井段。

4.鉆井液性能和攜巖處理：

(1)一開井段采用預水化膨潤土漿體系：加入2.00%～3.00%膨潤土+自然造漿+0.30%～0.40%高分子聚合物。

(2)二開導眼及二開主井眼井段采用聚合醇潤滑鉆井液體系：加入2.00%～3.00%聚合醇、2.00%～4.00%降濾失劑和2.00%～4.00%磺化瀝青等。

(3)三開水平段采用聚合醇潤滑防塌鉆井液體系：加入1.50%～2.00%聚合醇、3.00%～4.00%降濾失劑和1.00%～1.50%磺化瀝、7.00%-10.00%原油等。

(4)進入目標層之前，調整鉆井液參數：密度1.05～1.10g／cm ，黏度45～52S，FLAPI=≤3mL，塑性黏度μpv=10～15mPa·S，動切力τ=(8～10)Pa，靜切力=【(2～3)／(5～8)】Pa。由于A靶垂深大于B靶，水平段A點至B點軌跡上翹，在A點附近易聚集大量巖屑，難以清除。因此在優選鉆井液體系的前提下，采用調整鉆井液參數和短起下等技術措施，最大限度的提高攜巖能力，已達到清潔井眼，為后期下套管作業、提高固井質量打下良好基礎。

四、總結

技術措施的嚴謹制定和落實是本井成功的關鍵。

1.鉆頭及工具的選擇。HAT127牙輪鉆頭、1.5°-1.75°單彎螺桿鉆具，解決在松軟地層造斜率和幾套機械鉆速的問題；

2.鉆進參數的優化。合理的鉆進參數保證了攜巖及井眼的凈化，同時提高機械鉆速；

3.輔助技術措施的優化。每鉆完一根單根進行一次劃眼，及時修整井壁，在井斜達到50°以后易形成巖屑床的井段，為防止因巖屑床而導致卡鉆事故的發生，每鉆進100m進行一次短起下鉆，起鉆前的循環，采取上下大幅度活動鉆具，提高排量，及時清除粘附在井壁上的鉆屑，確保井眼干凈和起下鉆的暢通；

4.潤滑泥漿體系的配置。隨著水平段的增加，潤滑問題顯得更加突出，為降低摩阻，根據井眼容積，始終保持原油含量在7～10%，控制潤滑系數小于0.06，以達到增強其潤滑性。

五、應用效果

本井水平段長度大，最大限度的探尋了油層及油層數量，能較為準確的計算油藏厚度及含油面積，并大大提高了單井采收率。該井在技術上不僅創出油田指標，而且獲得突破和創新，同時成熟了淺層大位移上翹水平井鉆井技術。