大斜度雙靶定向井鉆井技術探究

朱建建 (中石化勝利石油工程有限公司鉆井工程技術公司 山東 東營 257000)

大斜度雙靶定向井鉆井技術探究

朱建建 (中石化勝利石油工程有限公司鉆井工程技術公司 山東 東營 257000)

文章根據諸多鉆井實踐，分別從井身的剖面類型及造斜點的選擇、井眼的軌跡控制及防卡措施、井眼的穩定和鉆井液的性能等方面闡述了大斜度雙靶定向井的鉆井技術，同時分析了目前大斜度雙靶定向井鉆井技術所存在的問題并提出了相應的改進措施，旨在提高大斜度雙靶定向井的鉆進技術水平，促進企業的向前發展。

大斜度雙靶定向井；鉆井技術；防卡技術

引言

隨著鉆井技術的不斷發展，大斜度雙靶定向井的鉆井速度及成本都與同類直井不相上下。據統計分析，相比于同類直井，大斜度雙靶定向井的鉆井速度可達其速度的90%-95%，其鉆井成本比同類直井要高20%左右[1]，但是其在同一油層所能鉆穿的厚度要比同類直井高一倍，且其可對相信斷塊的多組油層進行斜穿，單井的產量相比于同類直井要高出1-2倍，具有較好的整體發效益。為此，中原油田鉆井一公司潛心研究大斜度雙靶定向井的鉆井技術并取得了良好的經濟效益[2]。

一、井身剖面類型及造斜點的選擇

井身的剖面設計是鉆井成功的前提，因此要對井身剖面進行優選，以降低施工的難度。在選擇井身剖面時首先必須結合水平位移及最大井斜角的需求，根據地層的漂移規律，一般選擇三段制的剖面，保證全井不存在降斜段，這樣可有效降低施工難度。

在對造斜點進行選擇時，不但要注意盡量將最大井斜角減少，以將井下因各種原因而出現復雜情況的概率降低，而且還要考慮到將造斜難度降低，以將完鉆的斜深減少，為此就要將造斜點盡量選擇在上部造斜比較容易的井段。若垂深相同，為使斜深減少可選擇上移造斜點的方法。

二、井眼的軌跡控制

大斜度雙靶定向井具有井斜大、位移長、雙靶小、靶區井斜方位允許偏差小等特點[3]，因此必須嚴格控制井眼的軌跡。根據現場施工實踐，對于井眼的軌跡控制可從以下幾方面著手：

第一，充分利用地層的自然漂移規律及造作規律。地層具有向異性，其自然漂移規律及造斜規律會因為地層傾斜角度、傾斜方向及巖性的不斷變化而發生改變。為了解不同地層的自然造斜規律，在進行施工之前必須對準備鉆井的地質資料進行分析，掌握該地層的傾角及傾向，同時不要對同區塊的鄰鉆井的地質資料進行分析，另外還要查閱已鉆井的地層自然漂移規律及造斜規律，最后結合待鉆井的實際地質情況及設計方案，以對待鉆井的造斜率及方位的變化率進行確定，從而為待鉆井的定向施工提供科學的數據依據。

第二，準確預測井眼軌跡并及時調整鉆具及鉆井的參數。鉆具的不同組合及鉆井的參數設置可在一定程度上對井斜及方位進行調節，因此可利用相關計算機技術來準確預測井眼軌跡，及時調整鉆具的組合及鉆井參數，這樣就可對井眼軌跡進行有效控制。

第三，對穩定器的外徑尺寸進行嚴格檢查。穩定器主要是運用杠桿原理來對鉆具彎曲點的具體位置進行調節，如果穩定器的外徑尺寸不符合要求，那么其調節結果往往會適得其反。比如，φ216mm的三牙輪鉆頭+φ214mm的穩定器+φ158mm的鉆鋌×18m+φ214mm的穩定器+φ158mm的鉆鋌+φ214mm的穩定器是一套完整的增斜鉆具，但是如果鉆頭穩定器的外徑尺寸要比上部穩定器的尺寸小時，那么此套鉆具就相當于φ216mm的三牙輪鉆頭+雙母接頭+φ158mm的鉆鋌×18m+φ214mm的穩定器+φ158mm的鉆鋌+φ214mm的穩定器，其是一套鐘擺鉆具，這不但不會起增斜效果，反而會起降斜作用。因此在入井前必須要嚴格檢查穩定器的外徑尺寸，特別注意近鉆頭穩定器的外徑與鉆頭尺寸的差值不能超過2mm。

第四，充分利用導向鉆井技術。

三、井眼的防卡技術

井眼的防卡技術主要包括以下幾方面：第一，控制井眼的軌跡。在進行實際操作時，井眼的軌跡盡量也設計軌跡保持一致，這樣井眼軌跡才能更圓滑，從而通過將狗腿度減小而達到盡量減小較大扭方位的目的。第二，加強鉆井液的性能。加強鉆井液性能的方式有很多，如可加入磺化瀝青，但是其中最為經濟有效有辦法就是在鉆井液當中混入原油，這樣不但保證了混油量，而且還起到了很好的混油效果。第三，改變鉆具組合。鉆柱是產生摩阻的首要鉆具，因此可通過改變鉆具結構來使摩阻降低。簡化鉆具，盡量避免使用風度及外徑存在很大差距的鉆具組合。為保證正常施工，同時又盡量減少摩阻，可選擇剛度較小、外徑尺寸小的鉆具，在施工現場一般不使用鉆鋌，而采用127加重鉆桿。

四、井眼的穩定

井壁不穩定的主要原因有力學及化學兩方面因素。從力學角度來說，主要是井斜角度過大從而導致上覆地層壓力的徑向分力過大從而導致井壁垮塌；從化學角度來說，主要是斜井段中鉆井液的暴露面積不斷加大，使侵入地層的鉆井液量越來越多，由于化學作用越來越大而導致井壁塌陷。因此，為保證井眼的穩定可采取以下措施：第一，盡量減小鉆井液的濾失量，一般來說其濾失量不能超過5ml，從而減少鉆井液進入地層，減輕進入地層的鉆井液的化學作用，控制地層粘土水化膨脹的程度。第二，依據壓力剖面進行鉆井液密度的選擇，以免因力學因素影響井眼的穩定性。第三，將濾餅質量進行改善，可在濾液中加入井壁封固以形成保護層。第四，做好鉆井液的灌注，在起鉆時要嚴格控制起下鉆的速度，以免因井段循環的長期性而導致井眼塌陷。

五、鉆井液體系的選擇

經過室內試驗及現場實踐發現，主要成分為復合金屬離子聚合物的泥漿體系其在循環時有著兩性離子泥漿體系所具有的流變性，而其在靜止時又有著正電膠泥漿體系所具有的結構，具有很好的剪切稀釋性，同時其動塑比值較高，可有效使巖屑被攜帶及懸浮，從而穩定井壁，再配合其他處理劑其可構成大斜度定向井鉆液體系的理想選擇。

結語

大斜度雙靶定向井因其獨特的優勢及作用，現已廣泛應用于油田開發當中。為加快企業發展，提高鉆井速度，有必要研究大斜度雙靶定向井的鉆井技術。首先要優選井身剖面類型及造斜點，其次要控制井眼的軌跡，再次要使用相應的防卡技術，同時還要注意井眼的穩定，最后還要注意鉆井液體系的選擇。

[1]于培志,王學英.中原油田大斜度定向井鉆井液技術[J].鉆井液與完井液.2012(06),pp.142-143+165.

[2]付小營.大斜度近水平井井定向技術分析[J].中國石油和化工標準與質量.2011(04),pp.256-259.

[3]魏鳳勇,張雪蓮,張建華.大斜度雙靶定向井技術[J].斷塊油氣田.2011(03),pp.54-56.