深井鉆井技術在樁129—1HF井的應用

趙志華+王虎文+王洪臣

摘 要：深井的地質條件復雜，鉆井深度和工藝難度較大，井深結構復雜，設備選型要求高，井身質量要求嚴格，井網布置空間選擇性小，軌道設計復雜。深井鉆井技術的應用在樁129-1HF井得到了成功實踐。

關鍵詞：深井鉆井技術；應用；樁129-1HF井

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.072

1 樁129-1HF井概況

樁129-1HF井是一口非常規開發水平井，設計鉆深5560.42m，設計垂深3340.00m，水平位移3400.74m，該井位于勝利油田樁西潛山和埕島潛山披覆構造的結合部，構造形態受沉積基底及埕北大斷層影響和控制。該井具備軌跡復雜、靶點多、中靶難度大、施工工藝復雜，巖性的不確定性大等特點。

2 樁129-1HF井的主要技術難點

（1）井深結構復雜，采用導管、一開、二開、三開結構設計。

1）導管采用Φ660.45mm鉆頭鉆進，下入Φ508mm導管50m，水泥返至地面。建立井口；表層套管一開采用Φ444.5mm鉆頭鉆進，下入Φ339.7mm套管1550m左右，水泥返至地面。封隔上部松散易坍塌地層；二開井眼采用Φ311.2mm鉆頭鉆至井深3802m，下入Φ244.5mm技術套管封至儲層段以上，水泥返至1150m；三開使用Φ215.9mm鉆頭鉆至設計井深完鉆。水平段以上采用直徑139.7mm的油層套管，水平段采用直徑139.7mm篩管完井。

（2）軌道設計復雜，軌道類型采用直-增-穩-增-穩-增-平型設計，井底垂深3314.03 m，井底閉合距3400.74 m，井底閉合方位37.85 °，造斜點 1200.88m，最大井斜角 91.86°。

（3）井身質量要求高。1）直井段全角變化率要求0～1000m全角變化率（≤°/25m ） 1.25，水平位移（≤m） 20m；1000～1200.88全角變化率（≤°/25m ）1.50，水平位移（≤m） 30m；水平段靶框要求：靶半高1 m，靶半寬10m。

（4）井網井距密度大。1）樁129-斜10區塊由于地面條件限制，采用常規開發手段實施難度大，因此樁129-1HF井采用長井段水平井開發，水平段沿南西方-北東向延伸。2）井距采取在效厚大于8m區域部署。

3 樁129-1HF井的主要技術措施

3.1 地面控制措施

（1）地面設備的選擇，由于本井設計鉆深5560.42m，垂深3340.00m，水平位移3400.74m。鉆機負荷大，選擇的鉆機設備負荷能力及配置能夠滿足鉆井的需要的上限，選擇70型鉆機，并配備頂驅。

2.1.2地面鉆井設備的安裝控制措施，設備安裝嚴格按照《鉆井井場、設備、作業安全技術規程》（SY 5974-2014）安裝，做到基礎牢固、底座平整、設備設施齊全、防碰天車及安全控件靈敏可靠、控制氣路暢通、水源充足；井控設施安裝按照《中國石化井控管理規定》（中國石化油〔2015〕374號）進行安裝，開鉆前對封井器進行試壓，做到壓力穩定、設施管路及壓井、節流管匯不刺不漏；電路及電氣安裝按照《石油天然氣鉆井、開發、儲運防火防爆安全生產技術規程》（SY/T 5225-2005）進行配置安裝，做到電氣控制使用集中控制房，地面敷設電氣線路應使用電纜槽集中排放，鉆臺、機房、凈化系統的電氣設備、照明器具應分開控制，井架 、鉆臺、機房、泵房、野營房的照明線路應各接一組專線，地質綜合錄井、測井等井場用電應設專線，探照燈的電源線路應在配電房內單獨控制，井場以內的電氣系統的所有電氣設備應符合防爆要求，做到整體防爆。

3.2 工程技術控制措施

（1）導管采用清水開鉆，鉆進時采取快鉆快完的原則，固井水泥漿返至地面，防止地面坍塌，影響井架的穩固。

（2）一開直井段（50-1200m）表層配漿開鉆，保障起鉆和下表層順利，吊打鉆進，保證上部井眼垂直，口袋長度≤1.0m，防止沉沙導致井深不足，影響一開套管的下入深度，起鉆時進行電子單、多點井眼測斜，確保直井段打直。

（3）一開定向段、穩斜段，井段（1200.88～1552m），1）采用MWD無線隨鉆測斜儀跟蹤調整井眼軌跡，有偏離設計時及時調整井斜方位；2）下鉆前必須檢測動力鉆具彎曲度數，鉆具配完在井口測試動力鉆具，井口檢測、檢查MWD儀器的組裝情況；3）下鉆前鉆井液性能穩定，達到設計要求，凈化設備運轉正常；4）動力鉆具鉆進完，短起下鉆修整井壁。

（4）二開穩斜段、造斜段、穩斜段，井段（1552～3802m），（1）采用MWD無線隨鉆測斜儀跟蹤調整井眼軌跡；（2）下鉆前檢測彎套度數，地面測試動力鉆具，檢查MWD儀器的組裝；（3）下鉆前鉆井液性能穩定，達到設計要求，凈化設備運轉正常；（4）動力鉆具鉆進完，短起下鉆 5 個立柱。

（5）三開斜井段、水平段，井段（3802～5560.42m），1）自井深3270m（垂深）采用LWD隨鉆隨測監控井眼軌跡；鉆井采取滑動鉆進和復合鉆進兩種方法交互操作，方位有偏離設計時隨時進行方位調整；2）三開下鉆前必須在井口進行動力鉆具彎曲度檢測和性能測試；3）下鉆前鉆井液性能穩定，達到設計要求，凈化設備運轉正常；為滿足壓裂工藝要求，水平段井徑擴大率小于5%；4）根據第一趟鉆實鉆情況調整鉆具組合與鉆井參數滿足軌跡控制要求；5）動力鉆具鉆進完，短起下鉆 5 個立柱；6）鉆完進尺電測后，按照完井設計要求通井，保持井眼暢通。7）后期水平段主要以滑動鉆井控制軌跡為主，為了減少鉆具對井壁的摩擦阻力，要對螺桿鉆具本體上的扶正塊進行簡化，減少1～2mm，選擇欠尺寸扶正器，采用單彎+雙穩的組合的鉆具結構，增強穩定井斜效果，提高轉盤鉆井加動力鉆具鉆進比例；8）選用轉速低、扭矩大的螺桿；選擇1度左右單彎螺桿動力鉆具，避免滑動鉆進調整井斜時出現較高的井斜曲率。endprint

3.3 鉆井液技術控制措施

（1）一開直井段、斜井段，該井段地層成巖性差，泥巖性較軟且砂層發育，防坍塌、防漏、防卡、防止泥巖縮徑；（2）二開1000m采用清水大循環鉆進，鉆進中及時補充濃度為（0.3～0.5）%的PAM聚合物膠液，嚴格控制造漿，補充足量水，將上部井眼（主要明化鎮及館陶地層）打成開放式井眼；（3）根據鉆井液造漿情況改小循環，采用HPAN或其它降粘劑調整鉆井液流動形式，調整鉆井液性能達到設計要求。鉆井液的處理劑按比例配成膠液流動加入，不得將處理劑干粉直接加入循環鉆井液中，以防在處理劑完全生效前就被固控設備除去，起鉆前循環最少三周鉆井液，大幅度的活動鉆具，以刮擦井壁，攜帶沉積的巖屑；（4）利用PAM劑以抑制巖屑擴散，確保井壁穩定；（5）固控設備24小時運行，特別是3級與4級凈化設備，控制鉆井液中的劣質固相和低密度固相，鉆井液膨潤土含量控制在在（30～45）g/L之間。

二開斜井段、穩斜段，（1）由于井眼尺寸大（井眼直徑Φ311.2mm），造斜初期要控制鉆井液排量，保證鉆壓及工具面的平穩，嚴格控制造斜率，設備出現故障，嚴格禁止定點循環，保證井眼軌跡順暢，以減小鉆柱與井壁摩擦阻力和扭矩；（2）MWD下鉆前鉆井液性能穩定，達到設計要求，凈化設備運轉正常；泥漿混入潤滑劑，起鉆前采取大排量、大幅度上下活動等方式，消除巖屑床，確保井眼暢通和穩定；（3）起下鉆時，要預防鍵槽卡鉆，如阻卡嚴重，可下入破鍵器破壞鍵槽，防止卡鉆；（4）采用柔性鉆具組合通井。

進入井深3280m（垂深）以后，（1）采用LWD隨鉆隨測監控井眼軌跡；采用滑動鉆進和復合鉆進兩種方式進行鉆進，根據方位變化趨勢實時調整井斜方位；（2）下鉆前在地面準確測量動力鉆具彎曲度數，井口內開泵檢查動力鉆具運轉情況和LWD儀器的工作情況；（3）下鉆前鉆井液性能穩定，達到設計要求，凈化設備運轉正常；（4）水平段每鉆進（50～100）m，根據巖屑返出情況，進行短程起下鉆作業，泥漿應保持良好的流變性能及攜帶巖屑能力，防止巖屑沉積床的生成；（5）為了保護定向鉆具和LWD儀器，克服摩阻給鉆頭加壓時，可能造成隨鉆震擊器工作，鉆具組合可以不用配置隨鉆震擊器。該井段的重點是降低摩阻和增加上部鉆具的重量，提高鉆壓的傳遞效；（6）施工過程中采用倒裝鉆具，以增加鉆具重量來施加足夠的鉆壓，提高機械鉆速；（7）調整鉆井液性能，要重點增加鉆井液的潤滑性能，降低摩擦阻力，同時提高攜巖能力；（8）隨著井深水平段的增加，鉆井液中巖屑的運移阻力逐漸加大，容易在井眼井壁下形成巖屑沉積床，這時要進行短程起下鉆作業或分段循環，及時清除井眼內巖屑沉積床；（9）加密隨鉆測斜力度，控制井眼軌跡，保證軌跡的順暢；（10）復合鉆進時鉆壓的傳遞比較好，鉆頭能夠保證足夠的鉆壓。但根據單彎單穩鉆具組合的特性，復合鉆進時微增井斜，增到一定程度后必須降井斜；（11）鉆進過程中接單根速度非常重要，一般情況下要控制在3-5分鐘，如果時間過長要放棄接單根，接方鉆桿開泵循環，防止造成井下復雜和卡鉆事故發生；（12）若起下鉆遇阻需開泵劃眼時，嚴禁長時間停留在同一井段處循環和劃眼，以防劃出新井眼和井眼形成“大肚子”，劃眼時要密切觀察鉆具扭矩的變化，加鉆壓由小到大，但不得超過50千牛，每次起下鉆要定期進行上下鉆具立柱的倒換，防止鉆具長時間受同一種力的作用，產生疲勞破壞。

4 結束語

深井作為具有一定難度的井，其施工設備和施工技術都與一般性的井型開采不同，設計施工人員需要應對由井深結構，設備選型，井身質量，井網布置空間，軌道復雜等變化，并根據可能出現的問題及時的進行技術調整，才能確保相關技術符合設計施工要求，才能夠確保深井施工的順利進行。

參考文獻：

[1]趙金洲，趙金海.勝利油田深井超深井鉆井技術[J].石油鉆探技術 2005年9月第33卷5期（56-57）.

作者簡介：趙志華，山東東營人，技師，從事石油鉆井工作。endprint