川西中江區塊水平井鉆井技術

周巍巍++李建強++宗福升++劉瑞杰

摘 要：中江區塊水平井具有地層穩定性差、軌跡控制難度大、壓力系數高等特點。通過分析其地層特點和鉆井難點，開展技術攻關和在江沙3-1HF、江沙24-1HF、江沙21-8HF等水平井的鉆井實踐，確定了該區塊水平井直井段、定向段和水平段的鉆井工藝技術，形成了中江區塊水平井鉆頭優選、軌跡控制等工藝技術，為川西地區水平井的鉆井提速奠定了良好基礎。

關鍵詞：鉆頭優選 軌跡控制 水平井 川西中江

中圖分類號：TE242 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0084-01

中江區塊是川西地區鉆井施工難度較高的區塊之一。具有地層穩定性差、軌跡控制難度大、壓力系數高（1.70～2.30 g/cm3）等特點。通過江沙3-1HF、江沙24-1HF和江沙21-8HF等水平井的鉆井實踐，初步掌握了該區塊直井段、定向段和水平段的鉆井工藝技術，形成了中江區塊鉆頭優選、軌跡控制等工藝技術。

1 地層特點

中江地區為山地丘陵地貌，海拔高度在400～800 m。鉆遇地層：第四系、劍門關組、蓬四段、蓬三段、蓬二段、沙溪廟。設計井深2000～3400 m。壓實程度較高，地層壓力系數高，可鉆性較差。劍門關組灰、褐灰色礫巖，含礫中粗砂巖、細砂巖、棕褐色粉砂巖與棕紅色泥巖不等厚互層夾少量礫巖，蓬萊鎮、遂寧組及沙溪廟組主要以砂泥巖互層為主。

2 主要施工難點

（1）受地層非均質影響，可鉆性差別大，鉆頭選型難度大。定向過程中托壓嚴重，定向速度慢。

（2）蓬2段以上地層水敏性強，易形成“糖葫蘆”井眼，定向過程中托壓嚴重，工具面難以穩定，增斜率不高，井眼軌跡控制難度大。

（3）蓬萊鎮2段以上地層水敏性強，粘土高度分散極易發生水敏性垮塌，形成“糖葫蘆”井眼，地層垮塌嚴重。

3 鉆井工藝技術的應用

3.1 直井段的防斜快打技術

3.1.1 鉆頭選型

第四系（導管段），使用437牙輪鉆穿第四系及劍門關組上部礫石層；劍門關和蓬萊鎮組地層，采用19 mm復合片S5655A型號五刀翼PDC+鐘擺鉆具（轉盤驅動）/螺桿雙驅鉆進。

3.1.2 鉆具組合

Φ444.5 mmPDC鉆頭+Φ228.6 mm鉆鋌（2根）+Φ404 mm扶正器+Φ203.2 mm無磁鉆鋌（1根）+Φ203.2 mm鉆鋌（4根）+631×410+Φ177.8 mm鉆鋌（3根）+Φ127 mm鉆桿。

Φ311.2 mmPDC鉆頭+Φ244 mm直螺桿+Φ228.6 mm鉆鋌（2根）+Φ310 mm扶正器+Φ203.2 mm無磁鉆鋌（1根）+Φ203.2 mm鉆鋌（4根）+Φ177.8 mm鉆鋌（3根）+Φ127 mm鉆桿。

Φ215.9 mmPDC鉆頭+Φ172 mm直螺桿+Φ178 mm無磁鉆鋌（1根）+Φ212 mm扶正器+Φ178 mm鉆鋌（1根）+Φ158 mm鉆鋌（6根）+Φ127加重鉆桿。

3.1.3 主要技術要點及措施

（1）蓬萊鎮組1段石英含量高，易造成PDC鉆頭損毀，可根據鉆時，結合地層巖性，準確判斷，及時采取措施。

（2）以大剛性塔式鐘擺鉆具和大尺寸螺桿鉆具為依托，強化水力參數、解放鉆壓，實現防斜快打。以300～500 m為單位做好短起下拉井壁。

（3）加強井眼軌跡監測，滿足防碰及定向需要，如有異常及時處理，為定向段做好準備。

3.2 定向段的軌跡控制技術

3.2.1 優化定向剖面設計

定向點100 m前加密測斜，以確定最優定向位置。剖面設計時盡可能降低30°～40°易托壓段的增斜率要求，最大限度的利用復合增斜，解決上部地層非均質性影響導致的定向過程中托壓、工具面難以穩定的問題，提高定向速度。

3.2.2 鉆具組合及螺桿選擇

因造斜點較深，下入PDC+（1.5°～ 1.75°）單彎單扶螺桿，上部下入3-6根鉆鋌，增加下步鉆具重量，保證一定的剛性，提高造斜力，增加提高雙驅比例。40°井斜后，可視井下情況減少鉆鋌數量。

3.3 水平段的鉆井工藝技術

3.3.1 鉆頭選型與應用工藝

19 mm/五刀翼PDC，19 mm五刀翼PDC+（1.0°～1.25°）雙扶螺桿鉆具，水平段PDC鉆頭要求強保徑，偏心設計、切削齒布齒考慮沖擊性，均適合砂巖、泥巖地層。

3.3.2 鉆具組合

Φ215.9 mmPDC+Φ172 mm單彎（1～1.25）度雙扶螺桿+定向接頭+Φ127 mm無磁承壓鉆桿+回壓閥+Φ127 mm加重鉆桿1-2柱+Φ127 mm鉆桿30柱+127 mm加重鉆桿30根+Φ127 mm鉆桿

3.3.3 主要技術要點

水平段PDC鉆頭特別要加強保徑處理及倒劃眼布齒，以適應水平段長距離鉆進及復雜情況的處理；水平段采用倒裝鉆具組合，設想用一趟鉆鉆完水平段，直到完鉆時加重鉆桿始終處在井斜60°以上的井段；為了更好地穩工具面，在無磁鉆桿之上接1-3柱Φ127 mm加重鉆桿，增加下部鉆具的剛度，減小螺桿反扭角，定向時工具面將比較穩定。

4 認識與結論

（1）中江水平井鉆頭選型對解決因地層非均質影響而導致的高可鉆性差別，提高機械鉆速有著重要意義。（2）直井段防斜打直技術和定向段的軌跡控制技術的探索和應用，鉆井參數的優化和鉆具組合的優選是保證水平段安全鉆井的基本條件。（3）因軌跡控制難度大，建議軌跡控制中應用MWD技術

參考文獻

[1] 馮光通，易燦.川西水平井井身軌跡控制技術[J].油氣地質與采收率，2011（6）.

[2] 蔣平屏.川西新場須四段氣藏深井水平井鉆井技術[J].鉆采工藝，2011（2）.endprint