長慶油田隴東超1500水平段油井水平井鉆井工藝技術

易磊 譚學斌 李秀明（川慶鉆探工程公司長慶鉆井總公司，710018）

長慶油田隴東超1500水平段油井水平井鉆井工藝技術

易磊 譚學斌 李秀明（川慶鉆探工程公司長慶鉆井總公司，710018）

鄂爾多斯盆地油藏都屬于超低滲油藏，長水平段配合體積壓裂技術，是提高超低滲油藏單井產量，增加采出程度的主要方案，2016年開始在隴東區塊部署長水平段水平井，提高其單井產量和產建效益。同時為長水平段規模化開發提供依據。

本文分析超長水平段技術難點，通過井身結構優化、鉆頭優選、鉆具組合結構優化、高潤滑強抑制鉆井液配方改良、新工具應用等技術和工具的應用，解決長水平段軌跡控制、井壁維穩、泥巖防塌等技術難點，順利完成長水平段施工，并形成長水平段技術集成，為后期同類井施工提供技術支撐。

水平井；鉆井；超長水平段；鉆井液；鉆具結構

1 技術難點

（1）裸眼井段長，二開后81/2井眼，井壁穩定和井眼潤滑難度大。

（2）目的層垂深較淺，位垂比達1.7，水平段后期鉆具懸重與摩阻相當，接單根困難。

（3）大位垂比、超長水平段鉆頭處有效鉆壓傳遞難度大，防止單一鉆具極易發生“自鎖”的復雜情況，無法延伸水平段長度。

（4）水平段長，砂巖發育好，鉆遇裂縫幾率增大，存在失返性漏失和滲透性漏失風險。

（5）套管下入難度大。水平段長度大于入窗井深，下套管使用漂浮節箍，下完漂浮節箍，套管內無泥漿重量輕，下行困難；井筒內液柱壓力下降存在較大井控風險。

2 施工前技術準備

2.1 井身結構優化

最早1500米水平段水平井采用三開井身結構，技術套管下至入窗點。存在311mm鉆頭鉆進井段長，機械鉆速低，斜井段311mm鉆頭滑動困難，大井眼泥巖段坍塌風險大的問題。

隨著水平井施工技術的成熟，井身結構優化的新思路，從解決復雜，提高施工速度和降低成本三個方面綜合考慮。井身結構進行優化為二開，并縮短311鉆頭施工井段。

2.1.1 減少311鉆頭的施工井段，提高施工速度

井身結構優化路線，第一步從技術套管入窗到技術套管進入斜井段50°左右井段，第二步從技術套管進入斜井段50°井段到直接表層鉆頭穿直羅，進入延安30-50米。這種井身結構簡化的直接效果是311mm井段大幅縮短，機械鉆速明顯提高。

2.1.2 解決漏、噴、塌同井存在問題

進入延安50米封固，即可完全隔離洛河易漏層和直羅易塌兩個最復雜地層，二開后的施工只要考慮目的層泥巖防塌和防噴工作，并且屬于同層復雜，鉆井液處理預防簡單化。

2.2 鉆具組合結構優化

2.2.1 分段混接鉆具

延伸水平段長度，在鉆具結構方面，重點需要解決鉆頭部位的加壓問題，單一的鉆具，在水平段極易發生屈曲變形，進而導致鉆具“自鎖”，無法給鉆頭有效提供鉆壓。

在以往水平井施工鉆具的基礎上，提出分段混接、倒裝結構，破壞單一鉆具的屈曲模型，采用加厚+加重的分段入井方式，消除鉆具屈曲變形導致的自鎖現象，解決長水段水平井加壓問題。

2.3 井眼軌跡控制

間斷滑動方式，軌跡平滑，減少滑動井段，利用復合鉆進，有效傳遞鉆壓，減少鉆具摩擦力和偏磨現象。

2.3.1 水力振蕩器

水力振蕩器主要由振蕩短節，動力部分，閥門和軸承系統三部分組成。水力振蕩器器通過自身產生的徑向周期振動來提高鉆進過程中鉆壓傳遞的有效性，改變減少底部鉆具與井眼之間的摩阻。

特別是在使用動力鉆具的滑動鉆進中，水力振蕩器的徑向振動將下部鉆具的靜摩擦改為動摩擦，改善鉆壓的傳遞，減少鉆具組合粘卡的可能性，保障滑動施工工具面穩定，從而提高滑動效率，提高機械鉆速。

對于水力振蕩器的安放位置，主要考慮兩個方面：

（1）越靠近鉆頭，徑向震動增加，近鉆頭處的配合接頭多，定向用無線儀器軟連接故障增加，定向接頭和配合接頭故障率增加。

（2）越遠離鉆頭，軸向震動對鉆頭附近的影響較小，對鉆頭拖壓情況影響不大，降摩提高滑動效率的作用減弱

2.3.2 短起下作業

短起下鉆即進行部分鉆具起下鉆作業，已達到預定的目的，工程短起下的主要作用有：

（1）維護井壁穩定，修護井壁，打破虛泥餅，擠壓微裂縫、減弱泥漿滲透。

（2）保證鉆井液清巖、懸浮特性，

（3）攜帶巖屑，清除巖屑床，防止沉沙、沙橋、膨脹、縮徑等復雜情況，降低鉆具屈曲影響，降摩減阻。解決滑動拖壓問題。

（4）測油氣上串速度。

在長水平段施工中，短起下作業有著重要的保障和輔助作用。

2.4 漂浮接箍位置經驗計算

按照以往水平井施工經驗，在水平段小于1000米，泥漿體系基本相同的情況下，水平段套管摩阻為鉆具摩阻的0.6-0.8左右。

使用漂浮接箍，封閉套長為水平段的70%-90%之間，套管的最大下放摩阻可控制在15噸以內。

從上表可以看出，一般情況下，封閉套管占比越大，套管下放摩阻越小，但隨井深增加、井斜增大，套管浮力將逐漸增加。套管進入水平段后，處于水平段中的套管浮力將達到最大值。封閉的套管長度不能無限延長，過大而無法下放的情況。

因此，為保證下漂浮套管階段的封閉套管能順利入井，在水平段長度增加的情況下，漂浮接箍封閉套管長度要盡量靠近下限，即隨著水平段長度增加，封閉套管長度逐步接近水平段長度的70%。

3 結語

（1）井身結構優化，很好的解決了長水平段封固復雜層和提高施工速度的矛盾。

（2）采用分段鉆具混接、倒裝入井方式，減弱高摩阻、大扭矩情況下的鉆具屈曲影響，有效延伸水平段長度。

（3）合理利用短起下鉆作業，有效完成井眼防塌輔助、清除巖屑床、修正井眼的綜合作用。

（4）完井套管采用漂浮接箍管串結構，合理的漂浮接箍安放位置，保證油層套管的順利入井。