淺層石油定向井鉆進工藝

張月民 孫偉濤 崔海林 張桂林 肖新磊

摘 要：隨著國家的經濟發展，我國在石油定向井鉆進工藝上也有了新的突破。本篇文章就介紹了淺層油田的地層條件、技術要求、配套設備和工具、定向井施工技術及技術經濟效益。

關鍵詞：淺層石油；定向井；鉆具；地層條件

1 地層情況及技術要求

1.1 地層

第四紀系主要為沖積性黃土。三疊紀長1是由長砂巖、砂質泥巖和頁巖組成的互層。長2+3以局部含油的中細粒砂巖為主。常4+5為粉質泥巖。長6層為主要產油層，細長石砂巖和砂質泥巖厚度不等。

1.2 主要技術要求

①井徑311mm，表面套管244.5mm，密封性好；完成鉆井作業，鉆徑215.9mm，套管直徑139.7mm；

②定向井偏轉段。3點鐘連續全角速率Gm不大于16°100m；穩定期，Gm 6°100m或以下；斜截面增厚，Gm 18°100m或以下；斜截面，Gm 6°100m或以下。靶心半徑20米。不允許使用鍵槽和“狗腿”。儲層的直徑膨脹率應小于15%。

2 設備及鉆具選擇

鉆機：開始選用XY-4型，后改為XY-5型，由于鉆桿內徑小，影響了泥漿的回流速度和排粉效果。該鉆機可鉆800米生產井，是目前較為理想的鉆機。泥漿泵：開始采用2臺BW250/5。V型泥漿泵并聯使用，排放效果不理想。后來改為Bw850型泥漿泵，適用于800m生產井。其它設備和機具有：SGZ-23m加重鉆塔；4135型柴油機；φ73mm鉆桿，φ159、105mm鉆挺及各種配合接頭，四翼三錐球齒鉆頭；自制108mm單作用雙筒取心裝置。

3 定向井鉆具組合及措施

3.1 直井段

①鉆具組合。1口直井：311.1mm鉆頭+159mm鉆鋌6柱+127mm鉆桿。兩口裸眼直井：215.9mm鉆頭+159mm鉆鋌6柱+127mm鉆桿。上述直線段造斜前鉆具組合用于造斜點較淺、地層穩定、不易造斜的情況。該結構在陜北群井施工中，撓度點偏差小（2°或更小），是一種理想的組合；

②工藝措施。鉆井參數：鉆壓60～80kN，轉數62～104r/min，泵量26～35L/s。見基巖輕壓慢轉，防止井斜。在基巖直段變徑過程中，需要先吊裝并更換定向組合鉆具進行測斜。

3.2 動力鉆具造斜段鉆具組合及措施

①鉆具組合。215.9mm鉆頭+165mm螺桿+2°彎接頭+165mm無磁鉆鋌1根+159mm鉆鋌8柱+12mm鉆桿；

②技術措施及效果。主要選擇2°和2.5°彎頭撓度。采用2°彎頭增加坡度為2°～3°30m。鉆井壓力60～80kN，泵壓3.5MPa，電機轉速120～180r/min，泵排量28L/s。調整鉆井液性能，控制含砂量。

3.3 轉盤增斜段鉆具組合及措施

①鉆具組合。215.9mm鉆頭+214mm穩定器+165mm無磁鉆鋌1根+214mm穩定器+159鉆鋌8柱+127mm鉆桿；

②技術措施及效果。增斜段技術參數：鉆壓140～160kN，轉數60～85r/min，泵壓2MPa，泵量28Ls。效果：一個單根回次造斜強度0.6°。全角變化率3°～4°100m。加強測量偏差、測井偏差、方位角的及時增大，如不能滿足要求，必須及時采取適當措施。加強鉆井液性能維護，提高防塌性能和攜砂能力，全面凈化鉆孔。

3.4 穩斜段鉆具組合及措施

①鉆具組合。215.9mm鉆頭+159mm短鉆鋌+214mm穩定器+165mm無磁鉆鋌1根+159mm鉆鋌8柱+127mm鉆桿；

②技術措施及效果。穩斜段技術參數：鉆壓140kN，轉數125r/min，泵壓2.5MPa。鉆井壓力作業三班一致，速度應均勻。加強偏差測量，防止急劇偏差和方位角變化。

4 常見問題及對策

首先，在定向井開采過程中，采用“全孔”鉆具組合法時，無論是在第二次開孔后的垂直段還是在表土中，鉆進過程中一旦發現巖層差異較大，或巖層變化頻繁時，都要用一組扶正器扶正。應將其添加到原鉆具組合方法的適當位置，并相互配合。它們之間的距離應在9-18m以內，具體數值應根據具體情況和鉆井效率確定。

其次，選用的扶正器的外徑應與鉆頭直徑規格相匹配，兩者的直接差不應超過3mm。

第三，鉆井過程中一旦出現表層土厚度或偏差問題，技術人員可在鉆具組合中增加非磁性鉆鋌，實現實時的偏差檢測。

經過多年的生產實踐，我們深刻認識到，只要設備匹配合理，選擇噴嘴類型，合理使用牙輪鉆頭，做出正確的判斷，提高牙輪鉆頭的使用壽命，加強鉆具的合理組合，加強機場管理和R。寬松的經濟合同責任制得到加強，即使合同價格較低，也能取得較好的經濟效益。

參考文獻：

[1]劉廣志等.金剛石鉆探手冊[M].北京：地質出版社，1991.

[2]趙爾信，等.金剛石鉆頭與擴孔器[M].北京：地質出版社，1982.

基金項目：國家科技重大專項“渤海灣盆地濟陽坳陷致密油開發示范工程”（編號：2017ZX05072）部分研究成果。