長裸眼定向井鉆井技術(shù)研究——以勝利油田某區(qū)塊為例

蓋國忠

長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北荊州 434020

長裸眼定向井鉆井技術(shù)研究
——以勝利油田某區(qū)塊為例

蓋國忠

長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北荊州 434020

隨著油田油氣開發(fā)向縱深推進(jìn)，長裸眼定向鉆井技術(shù)的優(yōu)勢(shì)也在日漸突出。本文以勝利油田的某區(qū)塊為例介紹長裸眼定向井鉆井技術(shù)在陸地石油開發(fā)上的運(yùn)用，指出了該技術(shù)在實(shí)施中需要解決的幾個(gè)難題及相應(yīng)措施。

長裸眼；定向井；鉆井技術(shù)

長裸眼定向井鉆井技術(shù)因能大面積增加油層段暴露面從而提高油井產(chǎn)量而逐漸在石油勘探開發(fā)領(lǐng)域得到普遍推廣。隨著當(dāng)前石油勘探開發(fā)向復(fù)雜陸地環(huán)境或深海挺近，受表層環(huán)境條件、復(fù)雜地下地質(zhì)條件的限制和要求，又對(duì)裸眼定向井鉆井液工藝技術(shù)提出了更高的技術(shù)要求。具體而言，鉆井液工藝技術(shù)在面對(duì)復(fù)雜的井下環(huán)境時(shí)除了要維持以往良好的常規(guī)鉆井液性能外，還必須解決井本身存在的井眼清潔、井壁穩(wěn)定、鉆具潤滑和防鹽水浸等技術(shù)難題。

本文所選取的勝利油田某區(qū)塊地質(zhì)環(huán)境和地下環(huán)境極其復(fù)雜，尤其是處于鹽堿化的沙地，定向井鉆層基本上處在鹽水層，面臨著鹽水浸透的考驗(yàn)。經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，施工隊(duì)在該區(qū)塊實(shí)施長裸眼定向井鉆井時(shí)，采用了聚硅氟鉆井液工藝，成功地解決了面臨的防鹽水侵難題，采用的獨(dú)特鉆井液工藝也證明可以較好地適于該區(qū)塊長裸眼定向鉆井對(duì)鉆井液工藝的要求。

1 鉆井液工藝選擇

勝利油田某區(qū)塊在實(shí)施長裸眼定向井施工中面臨的主要技術(shù)難題是由于鉆具與井壁接觸面對(duì)井傾角增大而增大，帶來的鉆具的活動(dòng)空間受阻，扭矩增大問題，這樣易發(fā)生卡鉆現(xiàn)象；鉆具旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的鉆屑容易形成巖屑床，易造成鉆具阻卡；井壁穩(wěn)定性差，易縮徑、塌陷；因特殊的巖層和水質(zhì)而出現(xiàn)的鹽水侵蝕等。

經(jīng)過研究和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)聚硅氟鉆井液具有阻滯、潤滑、耐高溫等特性，應(yīng)用到井下特殊的環(huán)境中能有效地起到穩(wěn)定井壁，凈化井眼，潤滑防卡、阻滯鹽水入侵的作用。

2 井壁穩(wěn)定性的處理

勝利油田的該區(qū)塊位于沙層上，在動(dòng)力鉆探中極其容易出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象，而在長裸眼定向井鉆井過程中，鉆具對(duì)井壁的沖擊力比直井要強(qiáng)烈，導(dǎo)致井壁垮塌的可能性也更高。因此從技術(shù)角度上來看，提高鉆井液流動(dòng)性，瞬間凝固地層裂縫，提高地層和井壁的穩(wěn)固性，對(duì)保護(hù)井壁至關(guān)重要。所以在施工中，該區(qū)塊采用了含有有機(jī)硅與褐煤接枝的化學(xué)劑，這種化學(xué)劑具有固壁和封堵裂縫的功用，可以有效地防止地下水滲入地層導(dǎo)致頁巖水化膨脹現(xiàn)象發(fā)生。從操作角度來說，要控制住鉆井液的流動(dòng)速度，防止其嚴(yán)重沖刷井壁；在下鉆過程中要合理控制停頓和剎閘速度，以免產(chǎn)生沖擊力造成井架垮塌等問題發(fā)生。

3 防鹽水浸的處理

勝利油田該區(qū)塊處于大面積的鹽堿地段，由于高濃度的鹽分深度附著，在鉆探過程中必然會(huì)出現(xiàn)極高的溫度，這對(duì)鉆井液在提高抗鹽侵蝕能力的同時(shí)，也對(duì)其抗高溫能力提出了考驗(yàn)。因此，當(dāng)鉆井液在觸及鹽水層時(shí)，必須時(shí)刻監(jiān)測(cè)鉆井液的流動(dòng)性和濾失性變化并隨時(shí)作出應(yīng)對(duì)性調(diào)整。可以采取事先檢測(cè)的方法，如當(dāng)鉆頭在進(jìn)入鹽水層前，用專門的磺化處理劑對(duì)鉆井液的抗污染能力進(jìn)行室內(nèi)評(píng)價(jià)，多以高溫高壓的方式為主。操作中，適當(dāng)提高鉆井液密度，防止周圍的巖層水過量浸入；使用抗鹽劑提高鉆井液的抗污染能力，保證鉆井液的流動(dòng)性，同時(shí)對(duì)已污染的鉆井液進(jìn)行稀釋處理或更換，始終保證鉆井液處于活躍狀態(tài)。鑒于當(dāng)前鉆井深度普遍偏大的現(xiàn)實(shí)，鉆井液使用量大，循環(huán)周期長，因此對(duì)排放量的均勻處理要控制在一定的周期內(nèi)，這樣才能保證鉆井液性能的穩(wěn)定發(fā)揮，防止人為原因?qū)е裸@井液性能波動(dòng)影響監(jiān)測(cè)，以致不能及時(shí)作出調(diào)整。

4 井眼清潔處理

解決井眼清潔的關(guān)鍵是確保鉆井液性能的可控。勝利油田的該區(qū)塊在處理此問題上引入了冥律模式。冥律模式認(rèn)為，稠度系數(shù)K主導(dǎo)著鉆屑粘附井壁的緊松程度，稠度系數(shù)越高，鉆井液的粘滯力越強(qiáng)，也即鉆屑越容易粘附到井壁；反之越低，則越不易粘附。因此，在運(yùn)用聚硅氟鉆井液清潔井眼時(shí)，將稠度系數(shù)控制在K<0.6，可以有效地阻止鉆屑粘附到井壁。不過，如果添加提高液相粘度的鉆井液，容易出現(xiàn)鉆屑被粘附到井壁的問題，這不利于井眼清潔狀況的改善。因此，從凈化井眼的角度來看，鉆屑環(huán)空往返的速度越快，越有利于阻滯巖屑床的形成，但速度過快又會(huì)反過來嚴(yán)重沖刷井壁，所以要結(jié)合周圍環(huán)境把速度控制在合理范圍內(nèi)。如果鉆井泵的排量達(dá)不到環(huán)空回繞的速度要求，則應(yīng)該撇棄不好控制的動(dòng)力鉆具，選擇普通鉆具進(jìn)行短起下鉆作業(yè)，通過可控的運(yùn)動(dòng)刮去粘附于井壁的鉆屑，破壞巖屑床，從而使井眼得到清潔。

5 防止卡具被卡的措施

聚硅氟鉆井液本身具有顯著的潤滑優(yōu)勢(shì)，加入原油或固體潤滑劑的聚硅氟鉆井液能有效地降低粘附系數(shù)，從而達(dá)到防止卡鉆的目的。勝利油田在操作過程中，當(dāng)進(jìn)入大斜井段時(shí)，分別將鉆井液濾失量和濾餅厚度控制在了5mL和0.5mL，同時(shí)又將鉆井液中的含沙量嚴(yán)格控制在0.3%范圍內(nèi)，以達(dá)到最低限度降低鉆井液中有害固相含量的目的，其初衷便是從提高濾餅質(zhì)量的角度考慮減少粘附卡鉆發(fā)生的可能性。另外，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來看，鉆具在井內(nèi)靜止的時(shí)間愈長，發(fā)生卡鉆的可能性也越大，因?yàn)橛泻嘞鄻O容易導(dǎo)致卡具粘附。因此如確實(shí)需要靜止卡具，必須事先大幅度地活動(dòng)卡具，減緩固相粘附的速度。在日常的維護(hù)上，技術(shù)人員必須控制鉆井液中容易混入的含沙量，提高聚硅氟鉆井液的純度，確保鉆井液性能的最大發(fā)揮。

6 結(jié)論

實(shí)踐證明，施工中運(yùn)用的鉆井液體系因在設(shè)計(jì)上的充分性和科學(xué)性，能與多種處理劑實(shí)現(xiàn)物理或化學(xué)反應(yīng)，從而促使鉆井液性能得到改善和提高，這對(duì)常見的井眼清潔問題效果明顯，而且借助處理劑的作用還能提高鉆井液的潤滑性。另外，聚硅氟鉆井液工藝因其成熟性，適用于類似地質(zhì)環(huán)境下的長裸眼定向井鉆井的施工，具有一定的參考和推廣價(jià)值。

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TE243

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1674-6708（2011）48-0079-02