林中9區塊水平井鉆井實踐及認識

摘要：為加快林中9區塊水平井鉆井速度，確保固井質量，縮短建井周期，本文通過對該區塊水平井施工難點進行分析，總結了施工過程，探討了井眼軌跡控制，防卡鉆和穩定井壁及提高水平井固井質量措施，對指導該區域鉆井有一定的借鑒作用。

關鍵詞：林中9區塊；水平井；鉆井；軌跡控制；固井

作者簡介：高魯軍，2012年畢業于中國石油大學（華東）石油與天然氣工程專業，助理工程師

一、背景介紹

林中9區塊位于林樊家油田西南部。該區塊為不整合油藏，平面上砂體展布不連續，目的層孔店組與上覆館陶組地層呈明顯的角度不整合接觸。油層分布在各砂層組構造高部位，平面分布零散，縱向上含油砂體多，含油小層多、油水關系復雜，識別難度大。該區塊儲層沉積相為河流相沉積。儲層巖性主要為細砂巖和粉砂巖，巖性細、成巖性差、膠結疏松。

二、施工難點：

（1）該區塊油層分布在各砂層組構造高部位，平面分布零散，含油小層多、油水關系復雜，識別難度大。

（2）井眼軌跡控制難度大。隨著水平段的延伸，井眼摩阻隨之增加，鉆壓傳遞困難。該儲層為河道走向，鉆進時易脫離油層，井眼軌跡控制難度較大。

（3）防卡鉆和井壁穩定難度大。隨著井深的增加，摩阻扭矩逐漸增大，易發生卡鉆事故，井眼受到力學和化學兩方面的影響加劇，其穩定性變差，易發生坍塌；在斜井段和水平段，形成的巖屑床，易造成卡鉆；由于短程起下鉆和劃眼次數多，造斜、增斜、穩斜和扭方位等工序復雜，全角變化率較大，易形成鍵槽而發生鍵槽卡鉆。

（4）水平井固井質量難以保證。在大斜度井段和水平段，套管在自身重力下易靠近井壁下側，套管安全下入難，同時嚴重影響巖屑攜帶和注水泥驅替效果，影響固井質量。固井后，打撈免鉆塞時，鉆桿與套管碰撞，嚴重影響水泥膠結質量。

三、水平井施工情況及措施

3.1 一開

鉆具組合：13 5/8"牙輪鉆頭+7"鉆鋌×2柱+5"加重鉆桿×5柱+5"鉆桿

鉆進參數：鉆壓30～50KN，轉盤轉速90～120r/min，排量60～65L/s

（1） 一開清水開鉆，利用地層粘土自然造漿，一檔輕壓吊打出鉆鋌后，換二檔鉆進，井深100m左右時雙泵鉆進，保證井眼開放，鉆完一根劃眼一遍，修復井壁，確保套管下入。

（2） 完鉆后，調整鉆井液性能，提高粘度至40s左右，使鉆井液具有良好的懸浮性，起鉆前，充分循環，保證井眼暢通。

3.2 二開

（一）二開直接下入動力鉆具，減少起鉆次數。

鉆具組合：9 1/2"牙輪鉆頭+Φ197mm動力鉆具+7"無磁鉆鋌×1根 +MWD+無磁承壓×1根 +5"加重鉆桿×5柱+5"鉆桿

鉆進參數：鉆壓40～80KN，轉盤轉速90 r/min，排量32～34L/s

（1）二開輕壓吊打出表層3根后，換二檔鉆進，早開泵晚停泵，減小巖屑沉降速度，提高接單根效率，防止沉砂卡鉆。禁止長時間定點循環，防止井塌等復雜情況發生。測斜期間，機房降轉速，防止造成大肚子井眼，影響后續施工。

（2）定向后，加強劃眼，刮拉井壁，消除虛厚泥餅，降低泥餅的摩擦系數，防止卡鉆。

（3）改小循環前，采用細水長流的方式不斷補充膠液，確保粘土及時絮凝沉淀，抑制上部地層過早造漿，確保打出開放型井眼。改小循環后，使用好固控設備，清除有害固相。

（二）根據地質設計要求下入地質導向

鉆具組合：9 1/2"牙輪鉆頭+Φ197mm動力鉆具+7"無磁鉆鋌×1根 +FEWD/LWD+無磁承壓×1根 +5"加重鉆桿×5柱+5"鉆桿

鉆進參數：鉆壓80～100KN，轉盤轉速60～70r/min，排量30～32L/s

（1）采用倒置鉆具組合，下鉆時控制好下放速度，觀察好鉆井液返量。

（2）進入水平段前，調整鉆井液性能，使鉆井液具有較好的攜巖能力，較低的濾失量，利用固控設備消除有害固相，含砂量控制在0.5%以下。

（3）進入水平段后，每鉆進150m左右搞一次短起下，疏通井眼。起鉆時嚴禁硬拉硬拔，防止拔塌井眼，下鉆時觀察好返量，測量好后效。

3.3 井眼軌跡控制措施

（1）針對該地區目的層為河道走向，井眼軌跡易脫離目的層，鉆具結構中加入無磁承壓鉆桿，加長無磁環境，提高測量數據的精確性。

（2）復合鉆進與滑動鉆進交替進行。堅持“少滑動，多旋轉，微調勤調”原則，保證井眼規則，井壁穩定。

（3）優化鉆具結構。采用倒置鉆具組合，將加重鉆桿接于井斜較小的井段，斜坡鉆桿置于斜井段和水平段，保證鉆壓能有效地傳遞到鉆頭上，并減少粘卡的機會[1-3]。

3.4 防卡鉆和穩定井壁措施

（1）增大排量，控制環空返速，減緩巖屑床的形成。環空返速是影響井眼凈化的主要因素，但過高的環空返速將會對井壁造成嚴重的沖蝕，因此在減緩巖屑床形成的同時控制環空返速和排量。

（2）鉆進過程中配合短程起下鉆、分段循環和劃眼等措施，消除巖屑床。當井斜角超過30°后，適當搞短起下，有效清除巖屑；換鉆頭下鉆時，分段循環鉆井液，利于消除巖屑；如果巖屑床較為嚴重，需要多次劃眼消除巖屑床。

（3）嚴格控制鉆井液固相含量和濾失量。固相含量高，濾失量大，井壁易形成虛厚泥餅，增大了濾餅摩擦系數，造成黏附卡鉆。濾餅厚且松，膠結性差起鉆時易造成井眼垮塌。鉆井液濾失量大，地層吸水膨脹，造成縮徑。因此鉆進中隨時補充高分子聚合物，增強鉆井液的懸浮、攜巖能力；充分使用好除砂器和離心機等固控設備，徹底消除鉆井液中的有害固相，保證較低的含砂量；加入降濾失劑，控制鉆井液濾失量；加入防塌劑，使形成的濾餅致密堅硬，有效封堵和保護儲層 [3-4]。

3.5 提高水平井固井質量措施

（1）下套管前認真通井，疏通井眼，保證優質的井眼，利用旋轉管柱降低摩阻，提高下入能力，或用游車大鉤的自重往井下推動套管；下入40根左右套管，利用套管循環接頭循環鉆井液，減小下套管摩擦力，降低卡套管的可能性。

（2）安裝套管扶正器，確保套管居中。由于套管在自身重力作用下易靠近井壁下側，引起套管偏心，嚴重影響巖屑攜帶和注水泥驅替效果，因此選擇安裝扶正器的最優間距，使扶正器所受的側向力盡可能減小，套管居中程度最高。

（3）下套管完畢后，有效循環鉆井液，徹底將井內沉積的巖屑清潔干凈，消除井壁和套管壁上的虛濾餅，增強水泥漿和套管壁、井壁的膠結，提高固井質量[5]。

（4）固井后撈免鉆塞時，控制下放速度，減輕鉆桿與套管壁的碰撞強度，降低對固井質量的影響。

四、結論

（1）水平井施工中，搞好直井段防斜打直，為增斜段及水平段施工奠定基礎。

（2）通過加長無磁環境，優化鉆具結構，復合與滑動鉆進相結合，加強井眼軌跡控制，盡量避免井眼軌跡大幅度波動。

（3）優化鉆井液性能，提高其攜巖能力，穩定井壁。定期搞好短起下，及時清除巖屑床，防止井下復雜情況發生。

（4）加強完井作業監控，保證下套管順利和固井質量。

參考文獻

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[3]蘇義腦，竇修榮.大位移井鉆井概況、工藝難點和對工藝儀器的要求[J].石油鉆采工藝，2005，33（4）：6-10.

[4]郭元恒.長水平段水平井鉆井技術難點分析及對策[J].石油鉆采工藝，2003，35（1）：15-18.

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