安83井區工廠化水平井快速鉆井技術

孫海合

（西安石油大學地球科學與工程學院,西安 716001）

安83井區工廠化水平井快速鉆井技術

孫海合

（西安石油大學地球科學與工程學院,西安 716001）

本文結合安83井區工廠化施工實際情況，針對偏移距大、水平段長、滑動效率低、溢流頻發等難題，通過井位排序、提高滑動效率、安全處置井控險情、優化軌跡剖面和鉆井液配方，保障了生產任務的順利完成。

工廠化；偏移距；水平段；出水

1 工廠化基本情況

安83井區為采油六廠水平井工廠化施工的重點項目，目的層以長7為主。共施工了8口井，共占用兩個井場，動用3支鉆井隊。其中一個井場2支鉆井隊施工6口水平井，分別完成3口井；另一井場1支鉆井隊施工2口井。設計方位是345°和165°，且在一條直線上。

2 施工難點

2.1 靶前距、偏移距大，軌跡控制難度高

3口井靶前距超過500米，5口井偏移距超過100米，最大的偏移距達到213.68米，直井段走正位移、糾偏過程中需要頻繁調整井斜，軌跡控制難度高。

2.2 水平段長，摩阻和扭矩大

水平井水平段長均在800米以上，裸眼段長，施工時摩阻和扭矩大，攜砂、滑動困難，對鉆井液的要求增加。

2.3 滑動效率低

地層可鉆性較差，滑動粘阻、托壓嚴重，復合及滑動施工效率低。

2.4 溢流頻發

超前注水形成局部異常高壓，施工的8口井均出現不同程度溢流。

3 技術對策

3.1 優化軌跡設計

3.1.1 走負位移、糾偏

上提造斜點，提前消除偏移距，保證足夠的靶前距。使用牙輪造斜控制靶前距為240米，使用PDC造斜控制靶前距為320米。

直井段走負位移，糾偏后期采用微降斜扭方位，鉆至造斜點時達到設計靶體方位；如果直井段走正位移，則在施工后期穩斜扭方位。

3.1.2 不同靶前距井相應措施

靶前距小于260米的井，直井段調整至240米靶前距，牙輪鉆頭造斜。

靶前距300米左右井，調整至320米靶前距，二開直接下入造斜鉆具，PDC造斜。

靶前距400米以上井，直井段走正位移、消偏，在造斜段前逐步扭方位，適當提高第一增斜段增斜率，降低第二增斜段增斜率，盡量做到井斜60度后復合入窗，避開大井斜后滑動施工難度及油頁巖中滑動造成的井塌風險。

3.2 提高滑動效率和復合井段比率

3.2.1 鉆頭改進與優選

將EDS1925 PDC鉆頭復合片由16mm增大到19mm，由6刀翼改成5刀翼,增加攻擊性,提高機械鉆速。

該區塊井漏出水并存，鉆井液里有大量堵漏劑，PDC鉆頭滑動困難，而牙輪鉆頭受堵漏劑的影響較小，定向工具面穩定、增斜率高。因此，靶前距小于260米的井，斜井段選用牙輪鉆頭造斜。

3.2.2 推遲鉆井液轉換時機

轉換鉆井液之后，鉆時明顯變慢。安83井區上部地層穩定，在井斜40-50度之間轉換鉆井液。密度小于1.20g/cm3的井，使用復合鹽提高密度，解放機械鉆速。

3.2.3 增大排量

完成的8口水平井中，有4口井斜井段滑動鉆進時采用大排量，增加了螺桿周向振動頻率和幅度，減緩粘托；轉速高、破巖效率高；攜砂效果強，避免巖屑重復切削。PDC鉆頭滑動速度由2.5-3小時/根縮短到1.5小時/根。

3.2.4 調整扶正器外徑和位置

（1）減小造斜段螺桿扶正器外徑。在井眼中，將Ф165×1.25°螺桿扶正器由212mm降至208mm，托壓問題明顯改善。

（2）下移螺桿扶正器位置。為解決造斜初期PDC鉆頭的滑動增斜率低的問題，將螺桿扶正器位置下移5cm，滑動增斜率明顯提高。

3.2.5 優化水平段扶正器外徑

針對水平段復合增斜率高的問題，將后綴球型扶正器由208mm增大到210mm，將螺桿扶正器外徑由206mm縮小至204mm，經過改進后水平段增斜率由3～8°/100m降至1～5°/100m，水平段復合鉆進比例明顯提高。

3.2.6 充分利用固控設備，清除有害固相

鉆井液轉化后全部經過振動篩，除砂器和除泥器連續使用，根據情況使用離心機，離心機的轉速盡量在2500轉以上。充分發揮固控設備作用，清除鉆井液中的有害固相。

3.2.7 優化鉆井液配方

針對長水平段摩阻大、滑動困難，優化鉆井液配方，試驗了新的處理劑，取得良好效果。

（1）試驗RY-838油基潤滑劑，加大用量0.5～1.0％。安平75井水平段950米后，上提下放摩阻明顯增大，滑動托壓嚴重，加入RY-838油基潤滑劑，滑動效果有所改善。

（2）將SFT改換成軟化點更低的NRH，加強封堵，改善泥餅質量。

（3）JMP-1加量由1.5％提高至2％，增加0.1％XCD，增大了鉆井液動切力，提高了攜砂能力。

3.3 溢流預防與處置

3.3.1注水井停注

提前收集周邊3KM以內注水井情況，計算與施工井的井底距離，并建立檔案。施工過程中實地查看和核對1KM以內注水井停注情況，從源頭上削減井控風險。井控險情發生后，以地層主應力方向為依據擴大停注范圍。

3.3.2 控制鉆井液密度

漏溢、漏吐并存很難采取迅速提高壓井液密度平衡地層壓力。通過降低排量、減少循環壓耗、加入2～3％堵漏材料，降低漏速，控制鉆井液在微漏狀態下鉆進，鉆遇長6出水層前鉆井液密度提到1.18～1.20 g/cm3。

3.3.3 溢流處置

發生溢流后，采用先泄后壓工藝，通過注水井井口泄壓和出險井有效控制排放等措施，釋放和減小注水形成的高壓，減小處置作業強度、減小處置后井下復雜程度。根據井下出水量，及時補充處理劑，維護鉆井液性能。

中途起鉆時，為了補償環空壓耗，配制相應比重的重漿壓井，下鉆時分段循環，避免壓漏地層。

完鉆后采用稠漿（粘度70～80s,原比重）封水平段，防止重晶石沉淀造成卡鉆。起鉆至井斜50～60°時采用重漿（密度1.30～1.35 g/cm3）封上部井段，減少空井期間的出水量。

4 實施效果

4.1 安全快速完成工廠化施工

施工的8口水平井，在偏移距大、水平段長、井控險情頻發的情況下，平均機械鉆速達到18.82m/h，月速度達到4161m/臺月。

4.2 形成了工廠化水平井防碰繞障技術

通過直井段預分和斜井段左右靶區入靶等技術措施，確保了工廠化施工水平井井組的防碰安全，形成了工廠化水平井防碰繞障技術，并為后期水平井組施工防碰繞障積累了經驗。

4.3 二開兩趟鉆取得突破

通過優化軌跡剖面，改進螺桿及球形扶正器外徑和位置，完成的8口井中，有4口井實現了二開到入窗一趟鉆，3口井實現了二開到完鉆兩趟鉆，形成了工廠化快速鉆井模式。