慶92側(cè)高難度定向井技術(shù)

王自民 劉春林 王克林 王進(jìn)杰 王玉彬 劉 鵬

（中原石油勘探局鉆井一公司，河南濮陽(yáng) 457331）

慶92側(cè)高難度定向井技術(shù)

王自民 劉春林 王克林 王進(jìn)杰 王玉彬 劉 鵬

（中原石油勘探局鉆井一公司，河南濮陽(yáng) 457331）

慶92側(cè)井是中原油田一口?139.7 mm套管開窗側(cè)鉆井，該井施工過程中存在井斜位移大、裸眼段長(zhǎng)、井眼軌跡不易控制、鉆井液性能不易調(diào)整、完井電測(cè)與固井施工困難等難題。通過優(yōu)化大位移側(cè)鉆定向井剖面，加強(qiáng)井眼軌跡控制、優(yōu)選鉆頭、及時(shí)調(diào)整鉆井液性能、精心準(zhǔn)備完井電測(cè)與固井施工等技術(shù)，為該井順利施工創(chuàng)造了有利條件，該井的成功完鉆對(duì)指導(dǎo)今后此類井順利施工起到了一定的借鑒作用。

慶92側(cè)井；軌跡控制；鉆井液；完井；借鑒

慶92側(cè)井是部署在東濮凹陷西部斜坡帶慶祖集慶92斷塊的一口雙靶、小靶徑、大井斜、大位移、長(zhǎng)裸眼段的高難度開窗側(cè)鉆井，設(shè)計(jì)垂深2 750 m，最大井斜37°，靶心半徑10 m，鉆探目的為完善慶92斷塊沙三中10～12、沙三下1～2注采井網(wǎng)，該井存在以下難點(diǎn)：穩(wěn)斜控制段長(zhǎng)度800 m，軌跡控制難度大；裸眼長(zhǎng)達(dá)984 m，井斜大、密度高、泵壓高；鉆井液性能維護(hù)調(diào)整難度大；完井工作難度大。通過對(duì)前期準(zhǔn)備、軌跡控制、鉆井液與完井等技術(shù)進(jìn)行了探索應(yīng)用，效果顯著，該井完井電測(cè)、下套管、固井均一次成功，復(fù)雜故障時(shí)效為零，井身質(zhì)量、固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)。

1 前期準(zhǔn)備

（1）考慮到鉆井周期長(zhǎng)，優(yōu)選了雙液缸斜向器，確保施工中窗口質(zhì)量安全、可靠。

（2）下入“雙缸斜向器＋送斜器＋定向接頭＋?73 mm鉆桿”鉆具組合，避開套管接箍4 m，選擇固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)井段1 894 m處作為開窗位置。

（3）使用有線隨鉆高邊儀器定向、預(yù)置斜向器斜面方位139°，側(cè)鉆出去實(shí)鉆方位顯示105.7°，與對(duì)靶方位基本一致，保證了上部井眼軌跡圓滑，為后期定向創(chuàng)造了有利條件。

2 井眼軌跡控制

2.1 設(shè)計(jì)剖面優(yōu)化

設(shè)計(jì)第1增斜段自1 933～2 030 m定向至井斜29.15°，方位 139.41°，穩(wěn)斜鉆進(jìn) 528 m；第 2增斜段自2 558～2 586 m二次定向至井斜36.78°、方位138.01°，中1靶，穩(wěn)斜鉆進(jìn)230 m（2 812 m）中2靶。因小井眼穩(wěn)斜困難，為保障后期定向順利，現(xiàn)場(chǎng)降低了設(shè)計(jì)第一穩(wěn)斜段井斜大小和穩(wěn)斜長(zhǎng)度，優(yōu)選以下雙增剖面，見表1。

表1 慶92側(cè)井雙增剖面數(shù)據(jù)

2.2 實(shí)鉆軌跡控制

采用有線隨鉆儀器控制軌跡，一是掌握第1造斜段鉆具增斜能力，密切跟蹤第1穩(wěn)斜段軌跡變化規(guī)律，杜絕穩(wěn)斜段軌跡調(diào)整幅度過大；二是根據(jù)第1增斜段動(dòng)力鉆具增斜能力和第1穩(wěn)斜段軌跡變化規(guī)律，預(yù)計(jì)鉆至最大井斜36.59°后，穩(wěn)斜鉆進(jìn)500 m中二靶；三是強(qiáng)化穩(wěn)斜段測(cè)斜，2個(gè)測(cè)點(diǎn)距離不大于60 m，若軌跡變化不大，可適量增加2個(gè)測(cè)點(diǎn)之間距離，堅(jiān)持“隨時(shí)測(cè)量、隨時(shí)糾正”原則，同時(shí)加強(qiáng)下部井眼軌跡預(yù)測(cè)，預(yù)留一定提前量，靠地層自然變化規(guī)律中靶，從而減少定向工作和保持井眼曲率圓滑。

（1）側(cè)鉆脫離老井眼段（1 894～1 924 m）。鉆具組合：?118 mmYC517鉆頭＋?95 mm1.25°單彎螺桿＋?88.9 mm無磁承壓加重鉆桿鉆鋌×1根＋?88.9 mm加重鉆桿×12根＋?73 mm鉆桿，鉆井參數(shù)：鉆壓10～20 kN，排量8 L/s?？刂沏@時(shí)0.5 h/m，復(fù)合鉆至1 924 m，返出砂樣和磁場(chǎng)強(qiáng)度均顯示正常，側(cè)鉆脫離老井眼一次成功，井斜0.8°、方位105.7°（對(duì)靶方位139°），減少了扭方位量。

（2）第1增斜段（1 924～2 076 m）。鉆具組合不變，鉆井參數(shù)：鉆壓10～40 kN，排量8 L/s。自井深1 924 m開始定向，先用磁性工具面定至井深1 940 m、井斜2.8°、方位135°后改用高邊工具面，由于地層可鉆性好，增斜率達(dá)33 （°）/100 m，采取“定向滑動(dòng)+復(fù)合”方式交替鉆至2 076 m，預(yù)計(jì)井底井斜27°、方位 139°，第 1 增斜段結(jié)束。

（3）第1穩(wěn)斜段（2 076～2 350 m）。鉆具組合及鉆井參數(shù)與第1增斜段相同。

①2 076～2 127 m復(fù)合鉆進(jìn)，測(cè)斜井斜25.2°、方位138°，降斜率3.6 （°）/100 m；于2 127～2 143 m隨鉆增斜，預(yù)計(jì)井底井斜30.5°、方位139°。②2 143～2 195 m復(fù)合鉆進(jìn)，測(cè)斜井斜29.5°、方位140°，降斜率2 （°）/100 m。③2 195～2 282 m復(fù)合鉆進(jìn)，測(cè)斜井斜29°、方位143°，降斜率0.5 （°）/100 m，增方位率3.5 （°）/100 m，2 282～2 287 m隨鉆控制高邊280°減方位，預(yù)計(jì)井底井斜29°、方位142°。④2 287～2 350 m復(fù)合鉆進(jìn)，測(cè)斜井斜26.2°、方位145°，降斜率4.5（°）/100 m，增方位率5 （°）/100 m。

（4）第2增斜段（2 350～2 453 m）。鉆具組合及鉆井參數(shù)與第1增斜段相同。

① 2 350～2 411 m 控制高邊 290～300°減方位，預(yù)計(jì)井底井斜26.5°、方位136.5°；自2 411～2 438 m 控制高邊 350～360°增斜，顯示井斜 28.5°、方位140°，全增效果僅10 （°）/100 m，分析為2 350～2 438 m地層強(qiáng)增方位造成增斜效果差。②為防止下部井斜過大，起鉆下入1.5°螺桿，自2 438～2 445 m控制高邊330～345°增斜減方位，井斜、方位變化明顯，顯示井斜 30°、方位 143.6°后，改控高邊 350～355°增斜至 2 453 m，預(yù)計(jì)井底井斜 36.5°、方位 137°，1.5°螺桿增斜率達(dá)40～45 （°）/100 m。

（5）第2穩(wěn)斜段（2 453～2 878 m）。鉆具組合只需要將單彎螺桿的彎度改為1.5°，鉆井參數(shù)：鉆壓10～40 kN，由于井深、裸眼段長(zhǎng)，泵壓已達(dá)25 MPa，采取5 L/s排量鉆進(jìn)+8 L/s排量循環(huán)方式交替施工。

①2 453～2 500 m復(fù)合鉆進(jìn)，測(cè)斜井斜36°、方位136°，井斜方位變化不明顯。②2 500～2 572 m復(fù)合鉆進(jìn)，測(cè)斜井斜34°、方位140°，降斜率3 （°）/100 m，增方位率5.5 （°）/100m；于2 572～2 588 m全增斜，預(yù)計(jì)井底井斜39.5°、方位140°。③2 588～2 639 m復(fù)合鉆進(jìn)，測(cè)斜井斜36.5°、方位138°，降斜率6 （°）/100 m，減方位率4 （°）/100 m；于2 639～2 655 m全增斜，預(yù)計(jì)井底井斜41°、方位140°。④2 655～2 717 m復(fù)合鉆進(jìn)，測(cè)斜井斜36°、方位131°，降斜率8 （°）/100 m，減方位率15 （°）/100 m，可順利中達(dá)Ⅱ靶。該井實(shí)鉆井眼軌跡控制與中靶情況良好。

3 鉆頭優(yōu)選

由于整個(gè)穩(wěn)斜段長(zhǎng)度達(dá)856 m，需要多次調(diào)整軌跡，該井優(yōu)選了YC517鉆頭，共使用4只，該鉆頭質(zhì)量穩(wěn)定，平均機(jī)械鉆速2.19 m/h，純鉆時(shí)間均達(dá)100 h以上，見表2。

表2 慶92側(cè)井鉆頭使用統(tǒng)計(jì)

4 鉆井液

由于該井井斜位移大，裸眼段較長(zhǎng)，鉆井液性能不易調(diào)整，主要存在以下難題：（1）井壁易失穩(wěn)、坍塌掉塊；（2）巖屑易沉到下井壁，形成巖屑床，攜砂困難；（3）軌跡復(fù)雜加大了鉆具與井壁的接觸面積，容易造成黏附卡鉆，為保證施工安全，主要采取以下措施：

4.1 鉆井液體系優(yōu)選

優(yōu)選硅醇鉀鹽鉆井液體系，開窗前對(duì)送井老漿進(jìn)行預(yù)處理，轉(zhuǎn)換體系，加入KCl 10 t、硅甲基防塌劑 SAK-1 1 t、LV-CMC 200 kg，要求氯根含量大于10×104mg/L，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)性能要求。

4.2 合理控制鉆井液密度

（1）根據(jù)鄰井調(diào)研，初始密度控制1.30～1.35 g/cm3，井斜增至 25°以后，密度控制為 1.35～1.38 g/ cm3，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)具體情況及時(shí)調(diào)整，以滿足井壁穩(wěn)定需要，電測(cè)前全井密度加至1.40 g/cm3。

（2）電測(cè)完，分為3段1 890 m、2 400 m、2 890 m下鉆循環(huán)處理鉆井液，下至2 780 m時(shí)遇阻劃眼，施工難度較大。分析原因?yàn)榫? 780～2 878 m井段地層砂層發(fā)育多，加上鉆井液靜止時(shí)間長(zhǎng)，砂巖地層有些縮徑造成，劃眼到底后將鉆井液密度提至1.45 g/cm3，井下正常。

（3）鉆井液潤(rùn)滑、防塌、防卡性能控制

①開窗前加入硅甲基防塌劑2 t，井深2 350 m以后，采用定井深補(bǔ)充SAK-1、QS-2，即每隔100 m，補(bǔ)充硅甲基防塌劑0.5 t，使SAK-1在鉆井液中含量不低于2%，以改善濾餅質(zhì)量，提高防塌效果，并用LV-CMC、PAMS-150膠液進(jìn)行日常維護(hù)。

②定向前第1次混油5 t，配合加入乳化劑400 kg，控制摩阻因數(shù)小于0.1，起鉆摩阻小于60 kN，確保定向施工順利。

③穩(wěn)斜控制段，根據(jù)起下鉆摩阻大小和定向施工是否托壓，每次及時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑劑0.5 t。主要是最后3次定向托壓較為嚴(yán)重，先后加入潤(rùn)滑防卡劑1 t、低濁點(diǎn)（50 ℃）聚合醇2 t，確保了穩(wěn)斜段定向施工順利。

④完鉆前、井深2 809 m第2次混油5 t，控制摩阻因數(shù)小于0.1，起鉆摩阻小于100 kN；同時(shí)，提高鉆井液的黏切，黏度由65 s提高至80 s，靜切力1/7 Pa提高至2/12 Pa，動(dòng)切力6.5 Pa提高至10 Pa，結(jié)合短起下等工程措施，進(jìn)一步提高了鉆井液的攜砂、潤(rùn)滑性能，確保了井眼清潔和電測(cè)一次成功。

（4）鉆井液固相控制。重點(diǎn)加強(qiáng)機(jī)械除砂工作，控制低密度固相含量＜10%，維持膨潤(rùn)土含量30～40 g/L，進(jìn)一步提高機(jī)械鉆速。①提高振動(dòng)篩篩布目數(shù)至220目，除砂器使用率100%。②堅(jiān)持每天使用離心機(jī)1.5～2 h，尤其拉井壁、起下鉆、劃眼施工到底，延長(zhǎng)離心機(jī)使用時(shí)間，清除細(xì)顆粒劣質(zhì)固相。如電測(cè)完下鉆通井、劃眼時(shí)，密度自1.40提高至1.43 g/cm3，含砂量達(dá)1%，返出細(xì)砂很多，此時(shí)連續(xù)使用離心機(jī)8 h，控制進(jìn)口密度不低于1.35 g/cm3，然后重新加重至1.45 g/cm3。③每次起下鉆清理錐形罐1次。

5 完井準(zhǔn)備

（1）完鉆前拉井壁至套管內(nèi)，然后下鉆到底循環(huán)觀察有無后效，確保鉆井液密度能夠壓穩(wěn)地層 ，若起下鉆中仍有阻卡現(xiàn)象，則采用鉆具結(jié)構(gòu)“?118 mm鉆頭+扶正器+?73 mm鉆桿”通井，對(duì)遇阻、卡或縮徑井段充分劃眼，確保井眼暢通，電測(cè)順利。

（2）根據(jù)甲方下發(fā)的完井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)井眼進(jìn)行承壓試驗(yàn)，依據(jù)固井施工壓力采取大排量循環(huán)試漏或地層安全破裂試驗(yàn)，打入1 t高強(qiáng)+超細(xì)目封閉液，起至套管內(nèi)做承壓試驗(yàn)3～4 MPa。

（3）起鉆前使用3個(gè)閥大排量循環(huán)，開窗點(diǎn)以下裸眼段按要求全部打封閉鉆井液，起鉆至套管內(nèi)進(jìn)行鉆桿膠塞通徑試驗(yàn)。

（4）簡(jiǎn)化套管串結(jié)構(gòu)，自下而上：旋流短節(jié)×1.5 m+浮箍×1+短套×2.5 m+浮箍×1+短套×2.5 m+球座×1+套管+懸掛器。

（5）嚴(yán)格控制下放速度為0.5～1 min/10 m，套管每下15～20根灌滿鉆井液1次，過窗口及出窗口后嚴(yán)格控制下放速度為1 min /10 m，鉆桿每下5～10柱灌滿鉆井液1次，進(jìn)入裸眼段采取邊下邊灌鉆井液辦法，井口設(shè)有專人觀察鉆井液返出情況。

（6）由于井深、鉆井液密度大，循環(huán)壓力高，固井極易發(fā)生井漏，為降低井漏風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)際施工共替入平衡液4 m3，選用優(yōu)質(zhì)膠液作為壓塞、頂替液，采用塞流頂替，確保固井施工順利，聲波變密度測(cè)井一次成功。 慶92側(cè)井完成技術(shù)指標(biāo)見表3。

表3 慶92側(cè)井完成技術(shù)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

6 認(rèn)識(shí)與建議

（1）鉆井液性能與軌跡優(yōu)化控制是確保大井斜、長(zhǎng)穩(wěn)斜段側(cè)鉆井井身質(zhì)量和井下安全施工的關(guān)鍵，在條件允許情況下，盡量使用無線隨鉆控制軌跡。

（2）過斷層或地層軟硬界面時(shí)應(yīng)加強(qiáng)測(cè)斜，防止軌跡變化過快、失控或造成軌跡復(fù)雜。

（3）泵壓超過25 MPa時(shí)，可采取5 L/s排量鉆進(jìn)+8 L/s排量循環(huán)方法清砂，配合短起下拉井壁工作，可有效清除巖屑床。

（4）通過強(qiáng)化下套管前通井、地層承壓堵漏、鉆具水眼通徑工作，優(yōu)選平衡液、壓塞、頂替膠液，控制替入排量等措施，可大幅提高小井眼下套管、固井一次成功率。

［1］ 許欽銳，卜凡偉，馬開良.開窗側(cè)鉆水平井周32-11A側(cè)平井施工技術(shù)［J］.復(fù)雜油氣藏，2009，2（3）：66-68.

［2］ 左衛(wèi)青，閆振來，張佃賓.YH23-2-4側(cè)鉆井鉆井實(shí)踐［J］.中外能源，2010，15（2）：53-55.

［3］ 曹軍，李根奎.DK262A開窗側(cè)鉆水平井小井眼鉆井技術(shù)［J］.鉆采工藝，2001，24（6）：7-9.

（修改稿收到日期 2013-06-11）

Directional well drilling technology on Well Qing-92

WANG Zimin, LIU Chunlin, WANG Kelin, WANG Jinjie, Wang Yubin, LIU Peng
（No.1Drilling Company,Zhongyuan Petroleum Exploration Administration Bureau,Puyang457331,China）

Well Qing-92 is a sidetracked well with diameter of 139.7 mm in Zhongyuan Oilfield. During the drilling process, difficulties were encountered, such as large displacement, long openhole section, hard trajectory control, difficult drilling fluid property adjustment, difficult completion logging and cementing operation, etc. Through optimizing large displacement sidetracking profile,enhancing trajectory control, bit selection, promptly adjusting drilling fluid property, and decently preparing completion logging and cementing operation, the well drilling favorable conditions are guaranteed. The successful drilling of the well plays a referencing role to similar type of well drilling in the future.

Well Qing-92; trajectory control; drilling fluid; completion; reference

王自民，劉春林，王克林，等. 慶92側(cè)高難度定向井技術(shù)［J］. 石油鉆采工藝，2013，35（4）：40-43.

TE243

：B

1000–7393（2013） 04–0040–04

王自民，1967年生。1990年畢業(yè)于西南石油學(xué)院鉆井工程專業(yè)，現(xiàn)主要從事現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理與技術(shù)攻關(guān)工作，總工程師。電話：0393-4800550。E-mail：wangzimin001@163.com。

〔編輯 薛改珍〕