灘海地區大位移定向井優快鉆井技術

來延寧 王西峰 呂興輝

摘要：勝利油田灘海地區大位移定向井鉆井技術逐漸成熟完善，已形成了較完整的海油陸采鉆井技術。本文對淺層大位移定向井現場施工的技術難點、大位移井眼軌道、井身結構、大位移優快鉆井技術、PDC鉆頭應用進行研究，提高鉆井速度，縮短鉆井周期。

關鍵詞：大位移;軌跡控制;井眼凈化;井身結構

一、現場施工的技術難點

1.對鉆井液性能要求高，鉆井液應具有良好的抑制性、潤滑性、流變性、防塌性。

2.造斜點淺，易形成軟鍵槽。

3.井斜大，斜井段長，水平位移大，井眼軌跡控制難度大，最大摩阻600-700KN，扭矩大35KN.M，鉆井作業風險大。

4.穩斜井段長，井斜角大于45度，清洗效果差，極易形成巖屑床，井內情況復雜。

二、淺層定向大位移井井身結構

三、大位移定向井優快鉆井技術

1.大井眼定向鉆進技術

大井眼定向時造斜點都在上部，地層特別松軟，所以不易造斜。同時井眼大，為了保證安全，要求的排量大。大井眼定向技術關鍵是按照井眼剖面及時定出向去并控制好初始造斜率，保證井眼的圓滑，為以后施工控制摩阻和扭矩奠定基礎。

1）311.15mm井眼：定向點一般在500米-1000米之間，地層相對穩定，所以可采用單彎直接定向，并結合復合鉆進控制。為滿足井下安全，要求的排量達到45-50l/s。鉆具結構采用：

2）311.15mm鉆頭+197mm單彎動力鉆具+203mm無磁鉆鋌+177.8mm鉆鋌1根+241mm扶正器+127mm加重鉆桿根據設計軌道和井眼軌跡控制的需要，單彎以上配以不同直徑的扶正器。需要說明的是：不帶螺旋扶正器的鉆具組合，在復合鉆進時增斜;上部帶有螺旋扶正器的鉆具組合在復合鉆進時微增斜或穩斜。

2、穩斜段井眼軌跡控制及鉆進技術：

穩斜段井眼軌跡控制主要是以不同的鉆具結構和鉆進方式及相關參數的調整，達到井眼軌跡參數的微調值的控制。

1）單彎動力鉆具鉆進

應用動力鉆具鉆進，隨時可以進行軌跡微調，頂驅扭矩相對較小，且有較高機械鉆速。

2）用MWD跟蹤監測，并預測井眼軌跡的變化趨勢，以選用不同的鉆進的方式，隨時對井眼軌跡進行微調，這樣既可保證了井眼軌跡控制的精度，又保證了井眼的圓滑。

3、大位移定向井鉆進過程中的摩阻和扭矩值控制

1）摩阻和扭矩值控制

摩阻和扭矩值控制是定向井鉆井技術中的一項關鍵技術，在實鉆井眼軌跡與設計井身軌道剖面符合率高的井眼中，摩阻和扭矩值隨位移延伸而成等比遞增。正常壓力梯度經驗估測遞增值為：10KN/100m;非正常壓力經驗估測梯度遞增值為：12KN/100m。

2）保證泥漿具有良好的潤滑性

根據井眼軌跡，針對不同的井斜，在混潤滑劑的基礎上適時適量地復配石墨、陽離子乳化瀝青，很好地解決了因水平位移大、井斜角大，托壓問題突出、防卡難度大的問題。粘卡嚴重的大位移井混入塑料小球，將會顯著降低摩阻，防止粘卡。

3）保證井眼的清潔度

可通過改善鉆井液的流變性、增大鉆井液排量，以較高的鉆井液懸浮力，降低鉆屑沉降速度;也可以通過使用采用定時間、定井段短程起下鉆、分段循環等多種方法，清除巖屑;在滿足井眼軌跡控制所需造斜率的要求下，盡量采用轉動鉆進工作方式，既有效地提高了井眼軌跡的圓滑度，也破壞了巖屑床，提高了井眼的清潔;保證四級凈化，固控設備的正常使用，保證了井眼清潔;及時補充潤滑劑，并優化鉆具結構，減小摩阻扭矩。

4、井眼穩定技術

1）在上部地層鉆井液處理和維護過程中，把聚合物含量由0.2%提高到0.5%，從而增強鉆井液的抑制上部地層泥巖吸水膨脹的能力。

2）采用聚合物鉆井液體系，該鉆井液流型好、性能穩定，控制井徑擴大率;利用乳化瀝青，封堵微裂縫的特點，達到防塌和潤滑的效果。

5、PDC鉆頭在大位移定向井應用技術

以往大位移定向井機械鉆速低的主要原因之一是只能用牙輪鉆頭鉆進，沒能解決PDC鉆頭在使用中的問題，現在PDC鉆頭在大位移定向井中的使用成功。

1）用PDC鉆頭+動力鉆具復合鉆進，通過改善泥漿的潤滑性、簡化鉆具結構、提高井眼的清潔度及增加短起下鉆次數加以解決PDC鉆頭扭矩大的問題。

2）軌跡控制：根據區域地質特點和地層對形成井眼軌跡漂移規律影響來確定鉆具組合，應用PDC鉆頭時，隨著井眼軌跡變化調整鉆井參數。總之，在大位移定向井高效能PDC、可變徑扶正器的應用，大幅度提高了鉆井速度。

參考文獻：

[1] 淺層定向大位移定向井技術難點主要是摩阻與扭矩的控制、軌跡控制、井眼凈化等問題。

[2] 現場施工中，定向段防鍵槽卡鉆是重要問題，在鉆具和鉆具結構的選用具有防鍵槽卡鉆的特征。

[3] PDC鉆頭在大位移定向井中的應用，配合復合鉆進技術，提速效果顯著。

[4] 聚合物封堵潤滑防塌鉆井液能較好的滿足大位移井的施工

（作者單位：中石化勝利石油工程公司）