浅层水平井钻井技术探讨

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　　【摘要】随着石油勘探开发的深入及水平井钻井技术的不断发展，水平井施工难度也在增大。某井下作业公司施工的一口水平井属定向点浅、位垂比大的水平井。该口水平井的顺利完工为该类井的施工提供了宝贵的经验，也创出了该公司同类型井新纪录。
　　【关键词】位垂比  井身轨迹  钻具组合
　　一、某水平井概况
　　某水平井是一口上翘水平井，实际造斜点位于井深352m。A靶斜深794.83m，垂深634.95m。B靶斜深1396.97m，垂深615.9m。该井最大井斜94.4，位于井深1183.69m。完钻斜深1400m，垂深615.82m。井底水平位移878.29m，位垂比达1.43 ：1，创该公司水平井位垂比最高纪录。
　　钻具结构：
　　一开Ф346.1mm钻头×301m，Ф273.1mm套管×300m
　　二开Ф241.3mm钻头×1411m，Ф177.8mm套管×1058m+筛管×1408m。
　　二、施工重点难点
　　（1）定向层位浅，水平位移大，设计完钻层位浅，而且设计最大井斜达91.90，井身轨迹难控制。
　　（2）位垂比大，水平段长，且垂深较浅，携砂困难，中后期施工困难，主要在下钻和钻进施工中摩阻扭矩大，加压困难，易发生卡钻事故。
　　（3）水平段鉆遇多个红泥岩夹层，蒙脱石含量高，易吸水膨胀，造浆严重，钻进中钻井液稠化严重，粘切升高快，极易泥糊井眼造成憋泵、摩阻增大、钻井液性能难以维护。
　　（4）水平段长，电测困难。下套管钻柱压力不够造成遇阻现象。
　　（5）直井段短、井眼曲率大、水平段长，套管自重下滑力小、摩阻大，套管下入比较困难，理论计算进入井底前下滑力为零，无井口加压，无法保证套管下到预定位置。
　　三、钻井技术措施
　　工程技术措施：
　　（1）浅层定向技术。工具的选择。该井在二开垂深358.75m处定向，底层比较靠上且比较松软。选用牙轮钻头，其造斜率高达21°/100m，选用Ф197mm，扶正块Ф238mm，1.5°的单弯螺杆钻具，这样解决在松软地层造斜难的难点，满足井身轨迹所需的高造斜率。
　　钻进参数的优选。从定向钻进开始，为了达到设计造斜率，在参数的选择上通过优选排量，来保证造斜率，同时满足清洁井底的要求。优选钻压、转速来保证井径的规则和造斜率。在该井钻进时，排量32L/S，钻压40KN，转速85r/min，泵压最高8MPa。
　　辅助技术措施。每钻完一根单根进行一次划眼。通过划眼，及时地修正井壁和清除附着在井壁上的岩屑，从而保证了井眼的规则。同时，根据岩屑床的形成规律，即井斜在50°以后易形成岩屑床。为防止因岩屑床而卡钻事故的发生。每钻进100m进行一次短起下钻，及时清除粘附在井壁上的钻屑和对新井眼的修整，确保井底干净和起下钻的畅通。
　　（2）水平段施工技术。定向工具选择。由于二开设计使用Ф241.3mm钻头，设计井斜91.90°，水平段890m，故选用Ф197mm扶正块Ф238mm，1.5°单弯螺杆钻具1根。
　　钻具组合。由于水平段长，垂深浅，钻具与井壁接触面较多。为了防止卡钻事故的发生，在钻具选择和组合上面尽量简化。钻具组合：Ф241.3mm钻头+Ф197mm动力钻具+回压凡尔+Ф127mm无磁承压钻杆+MWD1根+Ф127mm钻杆+Ф127mm加重钻杆。
　　钻井参数优选。为了岩屑及时地被钻井液带出，保证井眼清洁，采用大排量，即35L/S。在复合钻进时控制转速为50r/min，以保证井身轨迹的平滑，由于排量和钻井液性能确定了，水力参数的调节只有通过钻头水眼大小来控制，选装3只16mm大水眼，泵压控制在13MPa左右。
　　岩屑床的清除。由于水平井井斜角较大，钻屑易在下井壁堆积成岩屑床，因此必须及时地清除岩屑床。首先通过定点短程起下钻破坏岩屑床;其次就是在循环时上下大幅度活动钻具，变排量，经过循环将岩屑循环出，达到清洁井眼的目的。
　　井眼轨迹控制。本井靶心半径小（10m），位移大，稳斜段长给施工带来了极大困难，为此采用了FLWD地质导向仪器连续监测井斜方位，发现井斜变化或方位漂移时，及时停止转盘钻进，用单弯螺杆控制，避免了因调整井斜方位而起下钻具的过程。
　　安全钻进技术。入井所有钻具要有探伤记录，所有钻具必须通内径，防止有异物堵水眼和仪器;接头偏磨超标、钻具本体有伤痕、丝扣磨损严重的都不能入井。入井接头使用时间不能走过200h，否则要更换。螺杆钻头要用HJT517系列高速钻头，掌握时间及时起钻，防止钻头出问题。采用井口的加压方法，为钻具提供钻压。操作人员应密切注意泵压变化、进尺快慢、转盘负荷和上提摩阻的大小，分析判断井下岩屑床的形成情况，防止粘卡事故的发生，适时进行短起下或通井予以清除。
　　四、钻井液技术措施
　　（一）一开井段（0-301m）
　　该井段为疏松粘土和流沙层，地层可钻性好，易坍塌，钻井液自然造浆。密度1.05-1.10g/cm3，钻进期间，采用低浓度聚合物和清水进行维护，使钻井液粘度维持在40-50S，完钻后加入WFL-1，循环2周将钻井液粘度提至50S以上，顺利下入表层套管。
　　（二）二开井段（301-1400）
　　用一开钻井液加清水进行二开，采用大循环钻进，钻进时要不断补充相对分子质量在300-500万水解度20-40%，浓度为0.2-0.3%聚合物胶液维护，细水长流维护钻井液用以抑制地层造浆。同时采用大排量低粘切钻进，使该井段井眼适当放大，防止在下部井眼施工时该井段“糊井眼”。由于在钻进过程中钻遇多段红色泥岩，造浆及缩径严重，机械钻速快，采用聚合物抑制造浆，充分利用固控设备清除有害固相，配合工程措施每钻进100m短起一次，再钻100m起至定向段的技术措施净化了井眼，清除了岩屑床。随着水平段的增加，润滑问题显得更加突出，就得降低摩阻，提高原油含量在7-10%，控制润滑系数小于0.06，增强润滑性。
　　五、完井电测技术措施
　　该井电测采用水平井测井工艺。为了保证仪器下入的安全顺利和电缆对接的成功率，在完钻后将钻具全部起出，重新下入简化后的钻具，Ф241.3mm钻头+Ф127mm钻杆+Ф127mm加重钻杆。分段循环处理钻井液，加入300Kg WNP-1，1000Kg KFT，2000Kg聚醚多元醇润滑剂，经过充分循环洗井后，待振动筛基本无砂时用高一点粘度的钻井液封住水平段，最后起钻电测。使该井电测一次成功，非常顺利。
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