元壩102-2 H井超深水平井鉆井技術應用

于玄昊(中石化勝利石油工程有限公司西南分公司 四川 德陽 618000)

元壩102-2H井安全順利的完成了鉆探施工任務，取得了多項區(qū)塊高新技術指標，元壩102-2H井順利完鉆與成功應用的鉆井技術對如何安全快速完成元壩區(qū)塊的超深水平井施工具有一定的指導意義。

一、元壩102-2井配套鉆井技術

1、干法固井技術

干法固井是空氣鉆或泡沫鉆完鉆后采用不轉換鉆井液的固井方式，通井后直接下套管進行固井施工作業(yè)，比常規(guī)固井節(jié)約時間3-5天左右，同時減小了環(huán)保排污的壓力。通常簡化套管串結構，不下浮箍只下入引鞋；通井措施得當，確保了套管的順利下入；采用多次注水泥方式，實現(xiàn)了環(huán)空全水泥封固，保證固井施工質量。

2、空氣鉆井技術

空氣鉆技術的實質主要是用壓縮空氣代替常規(guī)鉆進時使用的水或泥漿循環(huán)，起冷卻鉆頭、排出巖屑和保護井壁的作用。與泥漿常規(guī)鉆井相比，空氣鉆具有可延長鉆頭使用壽命、提高鉆探速度和鉆井時效、避免鉆井漏失、有利于判明井底情況、鉆井施工清潔環(huán)保等優(yōu)點。經過論證，元壩102-2H井可以再蓬萊鎮(zhèn)組、遂寧組、上沙溪廟組應用空氣鉆井技術。

3、高速渦輪+孕鑲金剛石鉆頭鉆井技術

渦輪鉆具是一種井底液動馬達，渦輪鉆具最大的優(yōu)點是沒有橡膠原件，轉速高、穩(wěn)定性強、耐高溫高壓，工作溫度可以達到250℃，適用于深井、超深井、高溫高壓井。孕鑲金剛石鉆頭切削齒不出刃，而是包裹在胎體材料內，其破巖機理近似于砂輪磨削原理，即在高轉速下以磨削的原理破碎地層。元壩102-2H井三開鉆遇陸相地層有下沙溪廟組、千佛崖組、自流井組、須家河組，尤其是自流井組與須家河組地層堅硬、研磨性強，高速渦輪+孕鑲金剛石鉆頭鉆井技術的應用正好解決這一難題。

4、超深水平井套管防磨技術

元壩102-2H井設計四開套管為油層套管，套管下深6768m，井斜61°，五開后繼續(xù)造斜，且水平段長，施工周期長，根據(jù)元壩102-2H井身結構的特點，四開套管斜井段的防磨工作是重中之重，為保護Φ193.7mm套管和鉆具，根據(jù)側向力模擬計算，在Φ101.6mm鉆具中加入23只尺寸為Φ158mm非金屬防磨接頭，配合高效減磨劑使用，對套管和鉆具起到了很好的保護作用。

二、現(xiàn)場應用情況

1、干法固井技術

元壩102-2H井在一開完鉆后應用干法固井技術完成固井施工，縮減了氣轉液清潔井眼的時間，節(jié)約鉆井周期3.86d，減少排污量265m3,一開套管下入順利，中間無阻卡顯示，干法固井在元壩102-2H井的成功應用對元壩地區(qū)的提速提效工作和安全環(huán)保工作具有積極地意義。

表1 元壩102-2H井一開泡沫鉆與二開空氣鉆應用情況

2、空氣鉆技術

元壩102-2H井在一開陸相地層使用泡沫鉆井，二開陸相地層應用空氣鉆井技術施工，平均機械鉆速達到7.06m/h，單只鉆頭最高機械鉆速9.93m/h元壩102-2H井空氣鉆施工數(shù)據(jù)如表1所示

從表1數(shù)據(jù)顯示元壩102-2H井空氣鉆井技術應用效果較好，在實鉆中達到了鉆井提速、降低成本和縮短工期的目的，相比泥漿常規(guī)鉆井具有明顯優(yōu)勢。

3、高速渦輪+孕鑲金剛石鉆頭鉆井技術

元壩102-2H井在三開陸相地層應用高速渦輪+孕鑲金剛石鉆頭鉆井技術，創(chuàng)造多項元壩區(qū)塊高新技術指標。元壩102-2H井三開陸相地層應用高速渦輪+孕鑲金剛石鉆頭鉆井技術結果表明，該項技術的應用成功克服了元壩區(qū)塊地層堅硬、研磨性強的陸相地層鉆探施工周期長、投入成本大、井眼復雜等施工難題。

4、超深水平井套管防磨技術

根據(jù)井身結構與鉆具組合模擬側向力計算，元壩102-2H井五開施工下入成都生產的TFFK158型非金屬防磨接頭23只，單獨使用TFFK158非金屬防磨接頭防磨效果一般，如果配合高效減磨劑使用防磨效果十分理想。

三、主要技術成果

（1）在元壩102-2H井一開成功應用干法固井，節(jié)省鉆井周期3.86d，減小排污量265m3，節(jié)約了鉆井成本。

（2）鉆進千佛崖組與自流井組的非礫石段，進尺353.6m，純鉆時間166h，機械鉆速達2.13m/h，創(chuàng)元壩區(qū)塊單趟進尺機械鉆速最高紀錄。

（3）自流井與須家河組地層使用一只孕鑲金剛石鉆頭實現(xiàn)總進尺547.44m，純鉆時間371.5h，平均機械鉆速1.47m/h，與牙輪鉆頭相比機械鉆速提高1倍以上。

（4）元壩102-2H在五開成功應用超深水平井小套管防磨技術，既做好套管防磨工作，又保護了鉆具，全井鉆具未出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象。

四、認識與建議

（1）能否順利實現(xiàn)干法固井，關鍵在于完鉆后的通井作業(yè)，在通井時徹底清理井內的沉砂和巖屑是保證下入套管和固井順利的前提。

（2）空氣鉆井對鉆具損害較大，應使用新鉆桿或一級鉆桿，并加強鉆具探傷工作，同時空氣鉆進時井眼易斜，隨著空氣錘質量的提高，建議在大尺寸井眼應用空氣錘鉆井技術，發(fā)揮空氣錘防斜打快的作用。

（3）高速渦輪+孕鑲金剛石鉆頭屬于滿眼鉆具，在實鉆中由于地層傾角和鉆壓較大易斜，渦輪施工結束后，可以應用鐘擺鉆具糾斜或塔式鉆具防斜的特點解決井斜較大的問題。