威頁35平臺二開大井眼定向施工

李子杰 楊春旭 吳明波

摘要：威頁35平臺是部署在川西南坳陷北部白馬鎮向斜構造，地質條件復雜，鉆井工程施工難度大，深入分析了該平臺二開施工過程中遇到的復雜情況以及采取的技術措施，為同臺后續開次井作業提供了便利條件。

關鍵詞：威頁35平臺;頁巖氣;龍馬溪;水平井

中圖分類號：TE242 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）12-0087-04

1工程設計

1.1井位布局

井場部署8口井，威頁35 1HF、威頁35-2HF、威頁35-3HF、威頁35-4HF、威頁35-5HF、威頁35-6HF、威頁35-7HF、威頁35-8HF，其中威頁35-1HF井已經完鉆。

1.2井身結構設計

威頁35平臺采用叢式井組水平井開發龍馬溪組頁巖氣，（1）井身結構的設計應充分考慮到地層和長水平段生產工藝的要求，各套管程序的選擇為各開次鉆進安全相對留有余，以保證完成鉆探目的;（2）封隔上部易漏層及淺層水、封沙溪廟組中部以上不穩定、易漏地層;（3）龍馬溪組上部存在大套泥巖地層，在揭開龍馬溪組頁巖層之前應下入技術套管，封隔上部易漏、易垮塌地層。井身結構設計以威頁35-2HF井為例，導管、不同開次的鉆頭尺寸、套管外徑等井身結構數據見表1。

1.3井眼軌道設計（以威頁35-2HF為例）（如表2）

2鉆井技術難點

（1）上部井段地層失穩，龍馬溪組高壓裂縫發育無規律。

（2）大井眼定向，地層傾角大，直井段易井斜，定向效率低、軌跡調整頻繁。

（3）龍潭組一石牛欄組地層可鉆性差，鉆速低，鉆井周期長。

（4）儲層埋藏深，溫度高，工具儀器失效問題突出。

3關鍵技術

3.1摩阻扭矩分析

威頁35-6HF井井斜為27.65°，方位變化70°，施工難度最大，以威頁35-6HF井為例分析其摩阻扭矩。利用Well Dlan摩阻扭矩分析軟件，對待鉆設計井眼軌道進行摩阻扭矩計算分析，優選摩阻扭矩較小的施工剖面，指導施工。

鉆具組合：Ф311.2mmPDC+Ф216raml.25°等壁厚螺桿（308mm扶正塊）+Ф300mm扶正器+回壓閥+Ф203.2mm無磁鉆鋌×1根+MWD短節+Ф203.2mm鉆鋌×3根+Ф139.7mmHWDPx48根+Ф139.7mmDP。

（1）摩擦系數：套管內摩擦系數0.25，裸眼內摩擦系數分別取0.30、0.35、0.40、0.45。

（2）鉆井參數：鉆壓40kN，鉆頭扭矩6kN·m。

（3）水基鉆井液，鉆井液密度1.75g/cm³，塑性黏度30mPa.s，屈服值10Pa。

計算結論（如表3）：a.本井二開扭矩較小，屬于可控狀態;b.隨著摩阻系數的增加，摩阻和扭矩均增加;c.摩阻系數為0.45時，在滑動鉆進工況下，計算摩阻65.4kN，不發生屈曲。總體而言，二開井眼軌道簡單，摩阻扭矩不大。

3.2水力參數分析

利用WellDlan水力計算分析模塊，對二開待鉆設計井眼軌道進行水力參數分析，計算泵壓數據，以及考慮在扭方位井段摩阻大的情況下，是否滿足下入水力振蕩器的要求。模擬計算參數如表4。

經過計算分析可知，在滑動摩阻較大的扭方位井段，定向效率低的情況下，可以在BHA中加入水力振蕩器，解決脫壓問題。

4現場施工及效果

4.1一開鉆進

鉆具組合1（小鐘擺防斜打直）：Ф406.4mmPDC+Ф254mm扭沖工具+Ф244mm0.5°等壁厚螺桿（帶402mm螺旋扶正器）+浮閥（731*730）+Ф402mm扶正器+Ф228.6mm回壓閥+Ф228.6mm鉆鋌3根+Ф228.6mm無磁鉆鋌1根+Ф203mmMWD無磁短節+Ф203mm鉆鋌6根+Ф631x520+Ф139.7mm鉆桿。

鉆具組合2（糾斜繞障）：Ф406.4mm三牙輪+Ф244mm1.5°等壁厚螺桿+Ф228.6mm回壓閥+Ф228.6mm無磁鉆鋌1根+Ф203mmMWD無磁短節+Ф203mm鉆鋌6根+Ф631×520+Ф139.7mm鉆桿。

鉆井參數：鉆壓：50～120kN，轉速：50～60r/min，排量：60L/s。

技術措施：

（1）實鉆中應根據地層巖性和可鉆性選用PDC鉆頭，鉆進參數要隨地層變化及時調整。

（2）大尺寸鉆頭鉆進中要操作平穩、送鉆均勻防跳鉆，應做好防斜、防震、防鉆頭鉆具事故的技術措施。

（3）上部地層巖性變化頻繁，掉塊嚴重，調整好鉆井液性能，維護井壁穩定。

（4）以鉆頭選型、鉆具結構、鉆井參數作為防斜鉆進主要措施，提高鉆速。

（5）鉆進時盡可能使用設計上限排量，提高鉆頭水力能量。

4.2二開鉆進

二開使用Ф311.2mm鉆頭鉆至龍馬溪組頂部（井深3306/3273/3305m±、井深3278/3260/3261m±），下入Ф244.5mm套管，為下一開次專層專打創造條件。

鉆具組合1（直井段）：Ф311.2mmPDC+Ф254mm扭沖+Ф244mml°等壁厚螺桿+631*630回壓閥+Ф308mm扶正器+Ф203mm無磁鉆鋌+MWD儀器短節+Ф203mm鉆鋌+柔性短接+Ф203mm隨鉆震擊器+Ф203mm鉆鋌3根+631～520+Ф139.7mmHWDPx48根+Ф139.7mm鉆桿。

本鉆具組合以復合鉆進、提速提效為主，同時兼顧定向糾斜。

鉆具組合2（定向段穩斜段）：Ф311.2mmPDC+Ф216mml.25°等壁厚螺桿（308mm扶正塊）+Ф300mm扶正器+回壓閥+Ф203.2mm無磁鉆鋌×1根+MWD短節+Ф203.2mm鉆鋌x3根+Ф139.7mmHWDPx48根+Ф139.7mmDP。

本鉆具組合以增斜段、穩斜段復合鉆進、提速提效為主，同時兼顧井身軌跡調整。

鉆井參數：鉆壓：80～100kN，轉速：螺桿+50，排量：45～50Us。

鉆具組合3（扭方位井段）：Ф11.2mmPDC+Ф216mml.5°等壁厚螺桿（308mm扶正塊）+回壓閥+Ф203.2mm無磁鉆鋌×1根+MWD短節+Ф203.2mm鉆鋌×3根+Ф139.7mm加重鉆桿×15根+水力振蕩器+Ф139.7mm加重鉆桿x33根+Ф139.7mmDP。

本鉆具組合以增斜段、穩斜段復合鉆進、提速提效為主，同時兼顧井身軌跡調整。

鉆井參數：鉆壓：80-100kN，轉速：螺桿，排量：45～50L/s。

技術措施：

（1）實鉆中應根據具體情況及時更換相應的鉆具組合，同時摸清地層造斜特性，并根據地層巖性和可鉆性選用高效PDC鉆頭，鉆進參數要隨地層變化及時調整。

（2）按鉆井設計要求做好鉆井液性能維護與處理，井場應備有相應的堵漏材料及除硫劑，并按設計儲備足量優質鉆井液。

（3）龍潭組巖性鋁土質泥巖夾頁巖及凝灰質砂巖，存在煤層、碳質頁巖。鉆進中，要注意井下變化，如有垮塌現象，要及時調整鉆井液性能確保井下正常。嚴防垮塌卡鉆和井漏引起井下復雜情況和事故。

（4）直井段要確保打直，根據鉆具組合控制鉆壓，如果井斜過大，應立即采取糾斜措施，并注意防止糾斜過急出現較大狗腿度而產生鍵槽。

4.3施工效果（如表5）

5結束語

（1）頁巖氣井鉆井提速首先從設計入手，進一步優化軌道設計，二開設計井段不扭方位，減少二開定向工作量，在滿足地質需要前提下，盡量把造斜點選在可鉆性好的地層，以提高大井眼的鉆進效率。

（2）頁巖氣井鉆井提速還需要從鉆頭選型、井下提速工具、長壽命螺桿、穩定的MwD儀器、商性能的鉆井液、優良的鉆機設備等方面整體考慮，只有各個方面形成合力，“擰成一股繩”，才能提高全井的機械鉆速，從而降低鉆井成本。