淺析小井眼鉆井技術(shù)

趙恒

摘 要：本文結(jié)合小井眼鉆井技術(shù)的基本含義、適用環(huán)境和作業(yè)特點(diǎn)等基本情況的分析，著重結(jié)合具體的應(yīng)用油井，對(duì)合理配套二開設(shè)備、優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)、優(yōu)選鉆頭和鉆具、選擇合理的鉆井模式、合理配套鉆井液等小井眼鉆井的具體技術(shù)應(yīng)用措施進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：小井眼鉆井；適用環(huán)境；作業(yè)特點(diǎn)

小井眼鉆井技術(shù)具有鉆井成本較低、開發(fā)效益較好的特點(diǎn)，在當(dāng)前石油企業(yè)降本增效的背景下，應(yīng)用小井眼鉆井技術(shù)具有較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。因此，通過對(duì)小井眼鉆井技術(shù)的基本情況分析，以及對(duì)主要應(yīng)用技術(shù)措施的研究，有利于提升對(duì)小井眼鉆井技術(shù)的認(rèn)識(shí)，更好地應(yīng)用小井眼鉆井技術(shù)進(jìn)行油氣資源開發(fā)。

1 小井眼鉆井技術(shù)基本情況

小井眼鉆井技術(shù)就是利用尺寸較小的鉆頭進(jìn)行井徑較小的油井鉆進(jìn)，并配套隨鉆監(jiān)測(cè)、井涌早期預(yù)警等措施，對(duì)規(guī)模較小的區(qū)塊進(jìn)行鉆井開發(fā)的應(yīng)用技術(shù)。在開發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)的油田中，小井眼鉆井技術(shù)是低成本開發(fā)的首要選擇。小井眼與常規(guī)鉆井技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)如表1所示。

小井眼鉆井技術(shù)應(yīng)用首先必須合理設(shè)計(jì)井身軌跡，特別是需要在老油井套管進(jìn)行開窗側(cè)鉆的油井和水平井而言，需要提前設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)鉆進(jìn)的軌跡和形狀，統(tǒng)籌開窗部位、造斜率、井段長(zhǎng)度、井眼規(guī)格等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其次是要進(jìn)行開窗試鉆并輔助進(jìn)行修窗處理，提前檢查鉆井儀器，確保螺旋和有線儀器一次性下入井底，在開窗套管初銑中，要盡量采用低壓和低轉(zhuǎn)速進(jìn)行鉆進(jìn)，并借助強(qiáng)力磁鐵等進(jìn)行鐵屑吸附，通過多次測(cè)試確保窗口無(wú)異常，修窗合格后進(jìn)行試鉆，在鉆進(jìn)順利的情況下再進(jìn)行鉆進(jìn)。要注重確保鉆井液潤(rùn)滑性能達(dá)標(biāo)，滿足小井眼鉆井造斜率高、井斜角大的問題，同時(shí)鉆井液必須具備較高的粘度，實(shí)現(xiàn)良好的潤(rùn)滑和攜砂。

相比常規(guī)鉆井技術(shù)，小井眼鉆井技術(shù)應(yīng)用中需要著重克服以下因素：空間因素，小井眼鉆井井筒空間有限，加大了環(huán)空壓力，增加了井漏概率；泵壓因素，鉆井泵壓相對(duì)較高，長(zhǎng)期持續(xù)性運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)鉆井設(shè)備提出了更高要求；循環(huán)排量問題，受井筒排量限制，鉆井中泥沙循環(huán)返排和排沙工作較為困難；隨鉆監(jiān)測(cè)要求高，需要加強(qiáng)預(yù)測(cè)和繪制井眼軌跡，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、反復(fù)測(cè)量，確保控制鉆進(jìn)誤差；鉆井液因素，對(duì)粘度等指標(biāo)要求較高，且要防止井下落物引發(fā)復(fù)雜事故。

2 小井眼鉆井應(yīng)用技術(shù)措施

2.1合理配套二開設(shè)備

二開鉆井是小井眼鉆井的關(guān)鍵井段，可選擇ZJ30L 型鉆機(jī)，通過機(jī)械一體化驅(qū)動(dòng)、液力傳動(dòng)、鏈條并車，配套柴油機(jī)和偶合正車減速箱組成動(dòng)力機(jī)組提供作業(yè)動(dòng)力，利用萬(wàn)向軸驅(qū)動(dòng)泥漿泵和絞車，將鉆臺(tái)設(shè)置為高度6m、井臺(tái)工具齊全、在后臺(tái)底座設(shè)置絞車，通過低位安裝、整體起升的方式進(jìn)行井架安裝，并配套網(wǎng)電鉆機(jī)進(jìn)行應(yīng)用。

2.2優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)

針對(duì)具體區(qū)塊，比如裸眼井段存在壓力層系較多、相互間壓力差異較大的地層，要通過合理的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減少?gòu)?fù)雜情況的發(fā)生。在鉆井井控安全的基礎(chǔ)上，可利用φ339.7mm 表層套管進(jìn)行應(yīng)用優(yōu)化，利用φ311.2mm鉆頭與φ244.5mm 的技術(shù)套管進(jìn)行鉆進(jìn)，達(dá)到一定深度可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行鉆具的參數(shù)調(diào)整。要注意需要確保下深要對(duì)目的儲(chǔ)層上部的斷層以上進(jìn)行封堵。在三開鉆井后，要將鉆具尺寸適當(dāng)加大、技術(shù)套管規(guī)格適當(dāng)降低，三開井眼和技術(shù)套管也相應(yīng)調(diào)。

2.3優(yōu)選鉆頭和鉆具

小井眼鉆井中，定向鉆進(jìn)是必不可少的步驟，可采用Ф165. 1mm型的三牙輪鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)，在鉆至增斜段后期和穩(wěn)斜段后，改用PDC鉆頭，通過一次穿越多個(gè)壓力層析實(shí)現(xiàn)鉆速提升的目的。比如，165. 1mm 專用PDC 鉆頭相比常規(guī)鉆頭，具有低鉆壓驅(qū)動(dòng)下的高轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)，能夠?qū)崿F(xiàn)軟到中等硬度地層的鉆進(jìn)，在2000m以內(nèi)的油井可以實(shí)現(xiàn)一次性完鉆。對(duì)淺層地層可采用牙輪鉆頭鉆進(jìn)，特別是低抗壓力和高可鉆性軟地層的鉆進(jìn)。可采用Ф130mm 型大扭矩動(dòng)力鉆具，實(shí)現(xiàn)扭矩和動(dòng)力鉆具強(qiáng)度大幅增加的目的。研制配套鉆鋌、單彎螺桿鉆具等配合的各尺寸扶正器。利用Ф101.6mm鉆桿降低內(nèi)耗，泵壓相同時(shí)將壓降提高90%以上。

2.4選擇合理的鉆井模式和鉆井液

直井段利用雙驅(qū)動(dòng)PDC鉆頭復(fù)合鉆井技術(shù)。在定向段和穩(wěn)斜段，通過“四合一”鉆具進(jìn)行一次性完鉆，比如以下鉆具組合：φ165. 1mm的PDC鉆頭+φ130mm 的單彎動(dòng)力鉆具× 1. 25° φ143mm 的扶正器+φ120mm 的無(wú)磁鉆鋌+ MWD 短節(jié)+φ88. 9mm的加重鉆桿×24 根+φ101.6mm 鉆桿。在鉆井液選擇上，不同井段要求不同，一開鉆進(jìn)配套預(yù)水化膨潤(rùn)土漿+ 清水+ 0. 5% Na2CO3 +0. 1% HV - CMC的鉆井液，注意完鉆前根據(jù)實(shí)際需要添加增粘劑，確保黏度超過40s，隨后進(jìn)行大排量的洗井和循環(huán)起鉆，實(shí)現(xiàn)表層套管的順利下入和固井時(shí)水泥的順利返排；二開井段在前述鉆井液基礎(chǔ)上添加0.3%-0.5%的PAM 和 0.5% 的銨鹽，根據(jù)需要添加重晶石、防塌劑、降失水劑等，根據(jù)實(shí)際需要保持固相含量穩(wěn)定、聚合物充足，增強(qiáng)抑制性確保上部的井眼擴(kuò)大率達(dá)標(biāo)，杜絕糊井眼、起下鉆困難等問題，必要時(shí)采用雙路循環(huán)鉆進(jìn)和小循環(huán)鉆進(jìn)；斜井段要增強(qiáng)鉆井液的潤(rùn)滑性和防塌性，應(yīng)用瀝青質(zhì)類封堵劑進(jìn)行地層封堵，保持原油含量在8%-10%范圍內(nèi)，具體是在上部鉆井液基礎(chǔ)上添加加重劑、0. 5% 的NaOH + 0. 3%-0.5% 的PAM + 0. 5% 額銨鹽等，注意增強(qiáng)鉆井液流變性，防止井眼過分?jǐn)U大；三開井段主要是加強(qiáng)鉆井液的溫度和密度控制。

3 結(jié)論

綜上所述，小井眼鉆井技術(shù)因?yàn)槌杀镜汀?shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，在當(dāng)前油田降本增效的背景下應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，通過對(duì)其影響因素和典型區(qū)塊鉆井技術(shù)應(yīng)用措施的探究，有利于提升對(duì)該技術(shù)的認(rèn)識(shí)，更好地借助技術(shù)進(jìn)行油氣資源開發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙榮，謝立志，高學(xué)胡.小井眼鉆井施工技術(shù)分析[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（07）.

[2]譚世武，秦本良，吳強(qiáng).小井眼鉆井井控技術(shù)[J].石油技術(shù)工業(yè)監(jiān)督，2011（03）.