架嶺607塊大位移井鉆采技術高效開發實踐

張崇剛 李峰 李坤遙（中國石油遼河油田分公司淺海石油開發公司， 遼寧 盤錦 124010）

架嶺607塊大位移井鉆采技術高效開發實踐

張崇剛 李峰 李坤遙（中國石油遼河油田分公司淺海石油開發公司， 遼寧 盤錦 124010）

架嶺607塊是成功采用大位移叢式井實現海油陸采、高效開發的產能建設區塊。本文詳實論述了在大位移井產能建設中應用的鉆井、錄井、測井、射孔及采油舉升配套等技術，取得了較好的開發效果，達到了保護海灘環境，降低安全風險的目的，且大幅度降低了油氣生產成本。對位于灘（淺）海類似油田的開發具有一定的指導和借鑒作用。

海油陸采；鉆采技術；大位移井；軌跡控制；旋轉導向；采油舉升

0 引言

經勘探證實，在中國的環渤海灣灘（淺）海地區蘊藏著豐富的石油資源，但由于受到所處地理環境的制約，一直未能實現大規模的開發利用。架嶺607塊位于水陸交界之處，為淺水、淤泥、潮間帶，漲潮為海，落潮為灘。在如此環境下新建采油生產平臺，一是施工艱難，二是成本高昂，三是環保評估難以通過。通過大位移鉆井及相關配套技術，使遼河灘海的架嶺607塊在產能建設中很好地解決這一難題，為淺（灘）海地區油氣資源的開發探索一條發展之路。

1 研究區地質概況

架嶺607塊是2011年通過滾動勘探發現的產能建設新區，位于遼河灘海地區，平均水深2m左右，海灘平緩，陸灘低洼，潮汐活躍，潮起、潮落頻繁。近4年來，利用原有采油生產平臺，采用大位移井鉆采技術，成功鉆完井10口（表1），投產9口，新建產能6.6×104t/a，目前日產油為200t/d。架嶺607塊的高效開發，得利于大位移井鉆采技術的綜合應用。

2 大位移井鉆采技術的應用

2.1 鉆井技術

（1）井身軌跡優化設計。 針對大位移井，可滿足地質條件要求下，優化造斜點位置。采用三段制剖面，提高造斜點，降低造斜率，減少深部扭方位和降斜井段，提高復合鉆井比例，加快鉆井速度。

表1 架嶺607塊大位移鉆采技術完井及生產情況

（2）身軌跡控制技術。在鉆井施工過程中，二開后全井采用導向鉆進，MWD無線隨鉆測量系統連續監控井眼軌跡，可解決叢式井防碰問題。在三開中使用旋轉導向技術，使鉆具在井眼內保持旋轉狀態，改變泥漿在井眼內的流態，使泥漿達到更好的紊流效果，提高攜砂能力。

（3）新型鉆井液技術。在鉆井施工過程中，采用正電膠體系鉆井液并加入新型渣油潤滑劑，保證泥漿具有適當的黏度和剪切力，在增強攜屑能力的同時又具有良好的潤滑效果。

（4）攜巖及井眼清潔技術。施工過程中使用雙泵鉆進、循環，可充分發揮固控凈化設備的能力。采用120目以上篩布，配備高速離心機，最大限度消除有害固相，保證井眼的凈化。同時，在短起下過程中，采用倒劃眼技術破壞巖屑床，清理井眼。起鉆前采用稠塞與稀塞配合，加強巖屑攜帶效果。

（5）潤滑減阻防卡技術。施工中隨著井深增加，磨阻不斷增大。在鉆具組合適當位置加入減阻防磨接頭，減少鉆具與套管壁、井壁之間的摩阻及傷害。

（6）擴眼技術。架嶺607塊館陶組底部及東營組一段上部可見幾段30～50m（斜深）泥巖，在施工中極易產生縮徑，使用傳統扶正器通井鉆具組合，在起下鉆過程中易造成泥包，極易造成憋泵，導致井漏、卡鉆等問題。針對此問題，引進PDC擴眼鉆頭，確保通井安全性。

（7）漂浮下套管完井技術。在完井下套管過程中采用漂浮下套管技術，減少套管底邊的摩擦力及臺階遇阻的可能性，極大提高了套管下入的安全性。

（8）導軌平移技術。導軌平移技術的裝置主要由軌道、滑板、液壓系統及棘爪總成、連桿和斜拉桿等部件組成。

導軌平移技術的原理是，在地面預先鋪設軌道，將鉆機和井架安裝在軌道上方。鉆井完井后，利用軌道，采用滑動步進式的移動裝置實現鉆機整體平移至下一口井。該技術不但能有效縮短鉆井周期5～7d，還可節約成本5～8×104元，而且安全系數高。

2.2 錄井技術

隨著鉆井技術的提高，大位移井技術已經成為油田開發的重要手段，但同時也給錄井工作提出了挑戰：巖屑混雜導致巖性識別相對困難；鉆井液中混油條件下，真假油氣顯示難以區分；井斜較大，地層對比等困難。

針對上述存在的錄井工作困難，采取了以下解決辦法：①將鉆井與地震資料充分結合，建立地質模型，并實行隨鉆一體化跟蹤分析系統，提高對隨鉆地層在現場的研判精度；②針對鉆井液添加潤滑劑給錄井油氣顯示識別帶來的困難，應用地化錄井、輕烴錄井、定量熒光錄井等技術，通過分析鉆井液譜圖特征，制作背景圖譜，消除假象，準確識別真假油氣顯示。

2.3 測井技術

對于大位移井的完井測井項目與常規井基本一致，主要測量項目有雙側向、聲波、中子、密度、自然伽馬、自然電位和井徑等7項。但是，由于大位移井的井斜都很大，超過50°，常規的電纜自由下放方式測井很難施工，為此，針對大位移井的測井采用了以下2種技術。

（1）鉆桿輸送電纜測井濕接頭技術。傳輸工具組成：旁通總成、公投總成、泵下槍總成、過渡短節等。

施工過程：①儀器串由過渡短節連接到鉆桿底部；②用鉆桿把儀器輸送到測量井段頂部；③電纜通過泵下槍總成與井下公頭總成在泥漿中完成與儀器串連接；④邊下放鉆桿邊測井（密度測井除外），邊上提鉆桿邊測井。

技術缺點：由于儀器裸露在鉆具的最底部，攜帶測井儀器的鉆具無法加壓或旋轉；在儀器下井過程中容易造成遇阻、遇卡、壓壞儀器、擠壞電纜等工程事故，測井成功率及測井時效受到一定影響；施工工藝比較復雜。

（2）鉆桿輸送無電纜測井技術。該技術是在不使用電纜的情況下，提供與常規電纜測井相同的裸眼井測井數據。

系統構成：地面儀器、井下儀器、電池及控制短節、特制鉆頭、特制自備鉆桿、保護套、釋放器、儀器上下懸掛等。

施工過程：①測井儀器安裝在特制鉆桿和保護套內；②用鉆桿傳輸至井底完成通井循環泥漿；③準備起鉆時將儀器從鉆桿內釋放到鉆頭外部；④起鉆時進行測井。

技術優點：相對于常用的鉆桿傳送濕接頭測井和普通電纜測井，該測井系統能夠提供更快速、更安全和更可靠的測井施工；由于測井與通井工作同時施工，可以大幅提高鉆井時效；在鉆具遇卡時可用電纜或連續抽油桿從鉆桿水眼中進行打撈，避免發生儀器損失和放射性源落井等事故。

2.4 射孔技術

由于大位移井的井斜很大，因此，采用油管傳輸地面打壓射孔技術，同時為了精準判斷井下射孔槍是否已響，特別在井下加裝延時啟爆器，在地面部署監測示波器。

2.5 配套舉升技術

（1）優化舉升設計。針對油層的特性，選用了HL級抽油桿。遼河油田分公司淺海石油開發公司的油井平均下泵深度為2000m，為了降低抽油機的懸點載荷，采用三級抽油桿的設計。并根據不同的泵深及泵徑，計算出不同比例的抽油桿配比。這些不同比例不同直徑抽油桿的組合，通過抽油桿強度校核均可保證各種桿徑的抽油桿在工作時都能夠滿足強度要求。合理設計泵型泵掛，積極調整生產參數，保證深井泵的正常運行。

（2）柔性金屬泵。柔性金屬泵采用相互完全獨立的多級密封單元結構柱塞，各級之間相互獨立，并強開、強閉，具有防氣功能。柱塞與泵筒之間的密封間隙為彈性間隙，在液柱壓力作用下，間隙值可自動補償，可以大幅度降低整泵的漏失量，提高泵效。單級密封單元采用非接觸式彈性間隙密封，密封單元結構短，不易砂卡。同時單元結構上端設計為銳角，起刮砂作用，能夠最大限度減少沉降砂粒進入密封間隙的可能性，適用于井斜角度大，氣液比高，出砂量較小的油井。

（3）內涂層防磨油管。內涂層油管的涂料是用以環氧樹脂和金屬粉末為主體的新型涂料，該涂層對于泥沙的磨損和抽油桿的偏磨具有很好的防護性能，抗磨性能遠高于金屬。涂料具有活性吸附作用，能將涂層表面的微觀凸起拉平，使其更加光滑。應用于大斜度油井上可以降低管桿之間的摩損，降低運行載荷。

（4）滑動式扶正器。該扶正器表面采用鎳鉻合金粉末作為固體潤滑膜，當與油管接觸摩擦時，固體潤滑劑在對偶面間發生微量遷移，摩擦只發生在固體潤滑劑內部，避免或減緩磨。同時采用同曲率接觸技術設計，改變了老式抽油桿節箍與油管接觸的方式，由線接觸變為面接觸，減少磨損量。

3 結語

①井身軌跡剖面優化設計是大位移井鉆探的基礎，相應的鉆井、錄井和測井工藝技術是實現大位移井鉆探的保障，配套的射孔和舉升工藝技術是實現大位移井有效開發的手段。

②在原有生產平臺上，應用大位移井鉆采技術開發新的產能區塊，實現海油陸采，不僅可以保護海灘環境，降低安全風險，還能降低油氣生產成本，一舉多得。

③遼河灘海架嶺607塊的高效開發，受益于大位移井鉆采技術的發展和綜合應用。

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張崇剛（1966- ），男，高級工程師，遼河油田分公司技術專家，1988年畢業于大慶石油學院石油地質勘查專業，現從事淺（灘）海油氣田開發管理工作。