小井距淺表層大井眼定向鉆井技術

楊世杰

摘要：小井距淺表層大井眼定向井存在諸多難度，造斜點淺，地層松軟，井眼尺寸大，造斜率低，造斜點間距小，定向需要一次成功。在一定條件下巖屑床會發生滑移、堆積，特別是停止循環鉆井液時，巖屑會在下井壁處快速聚集，形成巖屑床，從而對施工造成威脅。在滿足鉆井工藝的條件下，鉆具結構越簡單越好。特殊設計的塔式動力鉆具和有效的導向鉆進技術措施確保了淺表層大井眼定向的一次成功。

關鍵詞：井眼凈化叢式井;小井距;淺表層;大井眼;定向鉆井

1工程概況及技術難點

KD481C井組大型叢式井組淺表層大井眼定向鉆井面臨以下技術難點：

1.1造斜點淺，地層松軟，井眼尺寸大，造斜率低

大斜度定向井是指井斜角在55～85°范圍內的定向井，當定向井井斜超過55°時，井身軌跡受地層傾角和地層可鉆性差異影響較大，從而給鉆井施工帶來種種問題;長水平位移定向井是在定向井、水平井技術之后又出現的一種特殊工藝井，顧名思義，長水平位移定向井具有較長的水平位移和高井斜穩斜井段。正是由于這一特征，即大井斜、長井段下的突出的重力效應，帶來了長位移井的一系列技術難點和特點，具體表現在鉆井工藝、固井工藝、井下工具和儀器等諸多方面。KD481C井組設計的定向井中，井斜角超過50°的有5口、超過55°的有3口、超過60°的有2口，水平位移超過1000 m的有7口、接近或超過1500 m的有5口。這類井施工難度很大，起下鉆和電測都會遇到困難，所以設計中將造斜點盡量上提，在淺表層定向造斜，盡可能減小最大井斜角。9口定向井中有全部設計在444.5 mm 大井眼定向，造斜點最深的僅290m，最淺的僅為97.81m。造斜點所處的第四系平原組地層非常松軟，且井眼尺寸大，造斜率低，常規鉆具組合很難實現有效造斜。

1.2井間距小，井眼軌跡交叉分布，防碰和繞障問題突出

KD481C井組中各井縱橫中心距離只有1.524 m ×1.829 m，在隔水管、表層直井段鉆進時井眼極易相碰和串槽。且KD481A、KD481B井組早已已投產，井眼軌跡交叉分布，防碰和繞障問題突出。

1.3造斜點間距小，定向需要一次成功

軟地層淺表層大井眼中定向需要一次成功，以確保井組后期施工有序、順利進行。KD481C井組所有的9口設計在Φ444.5 mm 大井眼中定向的井，造斜點間距都很小，若其中某一口井不能一次成功定向，既達不到預期的防碰目的，而且相鄰井及后續施工井的造斜點都得相應下調，整個井組井身剖面和井斜角都得相應改變，這是工程施工中最突出的一個難點。[1]

2鉆井技術措施

表層直井段鉆進：如果表層直井段偏離原設計井眼而占用了其他井的井眼位置，會給后續施工井帶來一系列的嚴重問題，因此必須保證表層Φ444.5 mm 井眼打直、不碰和不串，主要采取了以下三項技術措施。

1）采用了塔式鉆具：Φ444.5mm SKG124鉆頭+730×630接頭+Φ203.2鉆鋌×3根+631×410接頭+177.8mm鉆鋌×3根+Φ127mm加重鉆桿+Φ127mm鉆桿

2）采用了泥漿鉆進，小鉆壓、低排量進行吊打，確保直井段打直。

3）鉆井中不劃眼，不中途循環，打完進尺立即起鉆，以保證井眼規則，不出現大肚子井眼現象。

該井為表層定向井，表層造斜定向是與KD481A和KD481B井組各井不碰、不串及有序施工的關鍵環節。采用三維繞障技術，直井段防碰，設計造斜點以上5m開始定向，防止發生造斜困難，從而引起井斜滯后的被動局面，主要采取了以下措施：由于地層軟、馬達轉速快、定向較為困難，只得降低排量、加大鉆壓，且不采取劃眼措施。對于上部松軟地層來說，沉砂較快，給井下安全帶來了弊端，為防止沉砂卡鉆，在強調強調接單根速度的同時，及早調整泥漿，使其有一定的懸浮力。施工中，井斜角大于45°后，在重力作用下，鉆具在井眼中始終靠向下井壁，形成偏心環空。由于偏心環空流速不均勻（寬間隙處阻力小，流速快;窄間隙處阻力大，流速小），巖屑易沉向下井壁形成巖屑床。在一定條件下巖屑床會發生滑移、堆積，特別是停止循環鉆井液時，巖屑會在下井壁處快速聚集，形成巖屑床，從而對施工造成威脅。在滿足鉆井工藝的條件下，鉆具結構越簡單越好，用加重鉆桿來代替鉆鋌，減小鉆柱與井壁接觸面積，降低二者之間的摩阻。控制流量及環空返速。流量過小達不到洗井效果;流量過大，則會沖蝕井壁，造成膠結疏松的礫巖層出現垮塌掉塊或井徑擴大。專門定做了1.5°和1.25°兩種帶直條式偏置扶正塊的單彎動力鉆具，其扶正器尺寸為Φ 440 mm（常規為Φ438 mm），以增大初始造斜能力。其結構為：扶正塊中心距馬達下端距離900 mm;扶正塊滿眼尺寸為Φ 440mm;扶正塊數量3 片（比常規的去掉了彎曲面頂面一塊）;扶正塊底塊有效尺寸為130 mm ×390 mm。由于采用了這種特殊設計的扶正塊，定向效果很好。[2]

以往海上叢式井施工過程中基本上是采用MWD 無線隨鉆定向技術，但在淺表層大井眼，易出現脈沖信號難以識別和井徑擴大的問題。在保證足夠的井底攜砂流量的前提下，適當降低排量、加大鉆壓，且不采取劃眼措施。改變技術參數后，定向造斜效果很明顯，但是已經造成了井身實際軌跡滯后于井身設計軌跡，為了能夠順利中靶，最大井斜由原先設計的49.78度變成實際的54.11度，為以后的施工增加了難度，同時也增大了防碰工作的難度。

3結論與認識

（1）KD481C井組井眼軌跡設計復雜，定向地層松軟，井與井之間套管的磁干擾嚴重，施工中選用MWD無線隨鉆定向技術是確保測量數據有效、準確計算井眼軌跡和防止井眼相碰的關鍵。

（2）特殊設計的塔式動力鉆具和有效的導向鉆進技術措施確保了淺表層大井眼定向的一次成功;充分利用平臺叢式井組特點，施行表層及油層交叉作業工藝，提高了鉆井效率;采用優質聚合物海水鉆井液體系減少了摩阻、穩定了井壁，保證了電測及起下鉆的順利施工，減少了井下事故的發生;從而達到了安全、優質、快速鉆井的目的。

參考文獻：

[1]陳洪亮.大位移鉆井關鍵技術探討及在吉林油田的應用.內蒙古石油化工.2013

[2]徐全心.大斜度小半徑長穩斜段叢式井鉆井技術.江漢石油科技.2009