川西中江區(qū)塊水平井鉆井技術(shù)

周巍巍++李建強++宗福升++劉瑞杰

摘 要：中江區(qū)塊水平井具有地層穩(wěn)定性差、軌跡控制難度大、壓力系數(shù)高等特點。通過分析其地層特點和鉆井難點，開展技術(shù)攻關(guān)和在江沙3-1HF、江沙24-1HF、江沙21-8HF等水平井的鉆井實踐，確定了該區(qū)塊水平井直井段、定向段和水平段的鉆井工藝技術(shù)，形成了中江區(qū)塊水平井鉆頭優(yōu)選、軌跡控制等工藝技術(shù)，為川西地區(qū)水平井的鉆井提速奠定了良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：鉆頭優(yōu)選 軌跡控制 水平井 川西中江

中圖分類號：TE242 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0084-01

中江區(qū)塊是川西地區(qū)鉆井施工難度較高的區(qū)塊之一。具有地層穩(wěn)定性差、軌跡控制難度大、壓力系數(shù)高（1.70～2.30 g/cm3）等特點。通過江沙3-1HF、江沙24-1HF和江沙21-8HF等水平井的鉆井實踐，初步掌握了該區(qū)塊直井段、定向段和水平段的鉆井工藝技術(shù)，形成了中江區(qū)塊鉆頭優(yōu)選、軌跡控制等工藝技術(shù)。

1 地層特點

中江地區(qū)為山地丘陵地貌，海拔高度在400～800 m。鉆遇地層：第四系、劍門關(guān)組、蓬四段、蓬三段、蓬二段、沙溪廟。設(shè)計井深2000～3400 m。壓實程度較高，地層壓力系數(shù)高，可鉆性較差。劍門關(guān)組灰、褐灰色礫巖，含礫中粗砂巖、細砂巖、棕褐色粉砂巖與棕紅色泥巖不等厚互層夾少量礫巖，蓬萊鎮(zhèn)、遂寧組及沙溪廟組主要以砂泥巖互層為主。

2 主要施工難點

（1）受地層非均質(zhì)影響，可鉆性差別大，鉆頭選型難度大。定向過程中托壓嚴(yán)重，定向速度慢。

（2）蓬2段以上地層水敏性強，易形成“糖葫蘆”井眼，定向過程中托壓嚴(yán)重，工具面難以穩(wěn)定，增斜率不高，井眼軌跡控制難度大。

（3）蓬萊鎮(zhèn)2段以上地層水敏性強，粘土高度分散極易發(fā)生水敏性垮塌，形成“糖葫蘆”井眼，地層垮塌嚴(yán)重。

3 鉆井工藝技術(shù)的應(yīng)用

3.1 直井段的防斜快打技術(shù)

3.1.1 鉆頭選型

第四系（導(dǎo)管段），使用437牙輪鉆穿第四系及劍門關(guān)組上部礫石層；劍門關(guān)和蓬萊鎮(zhèn)組地層，采用19 mm復(fù)合片S5655A型號五刀翼PDC+鐘擺鉆具（轉(zhuǎn)盤驅(qū)動）/螺桿雙驅(qū)鉆進。

3.1.2 鉆具組合

Φ444.5 mmPDC鉆頭+Φ228.6 mm鉆鋌（2根）+Φ404 mm扶正器+Φ203.2 mm無磁鉆鋌（1根）+Φ203.2 mm鉆鋌（4根）+631×410+Φ177.8 mm鉆鋌（3根）+Φ127 mm鉆桿。

Φ311.2 mmPDC鉆頭+Φ244 mm直螺桿+Φ228.6 mm鉆鋌（2根）+Φ310 mm扶正器+Φ203.2 mm無磁鉆鋌（1根）+Φ203.2 mm鉆鋌（4根）+Φ177.8 mm鉆鋌（3根）+Φ127 mm鉆桿。

Φ215.9 mmPDC鉆頭+Φ172 mm直螺桿+Φ178 mm無磁鉆鋌（1根）+Φ212 mm扶正器+Φ178 mm鉆鋌（1根）+Φ158 mm鉆鋌（6根）+Φ127加重鉆桿。

3.1.3 主要技術(shù)要點及措施

（1）蓬萊鎮(zhèn)組1段石英含量高，易造成PDC鉆頭損毀，可根據(jù)鉆時，結(jié)合地層巖性，準(zhǔn)確判斷，及時采取措施。

（2）以大剛性塔式鐘擺鉆具和大尺寸螺桿鉆具為依托，強化水力參數(shù)、解放鉆壓，實現(xiàn)防斜快打。以300～500 m為單位做好短起下拉井壁。

（3）加強井眼軌跡監(jiān)測，滿足防碰及定向需要，如有異常及時處理，為定向段做好準(zhǔn)備。

3.2 定向段的軌跡控制技術(shù)

3.2.1 優(yōu)化定向剖面設(shè)計

定向點100 m前加密測斜，以確定最優(yōu)定向位置。剖面設(shè)計時盡可能降低30°～40°易托壓段的增斜率要求，最大限度的利用復(fù)合增斜，解決上部地層非均質(zhì)性影響導(dǎo)致的定向過程中托壓、工具面難以穩(wěn)定的問題，提高定向速度。

3.2.2 鉆具組合及螺桿選擇

因造斜點較深，下入PDC+（1.5°～ 1.75°）單彎單扶螺桿，上部下入3-6根鉆鋌，增加下步鉆具重量，保證一定的剛性，提高造斜力，增加提高雙驅(qū)比例。40°井斜后，可視井下情況減少鉆鋌數(shù)量。

3.3 水平段的鉆井工藝技術(shù)

3.3.1 鉆頭選型與應(yīng)用工藝

19 mm/五刀翼PDC，19 mm五刀翼PDC+（1.0°～1.25°）雙扶螺桿鉆具，水平段PDC鉆頭要求強保徑，偏心設(shè)計、切削齒布齒考慮沖擊性，均適合砂巖、泥巖地層。

3.3.2 鉆具組合

Φ215.9 mmPDC+Φ172 mm單彎（1～1.25）度雙扶螺桿+定向接頭+Φ127 mm無磁承壓鉆桿+回壓閥+Φ127 mm加重鉆桿1-2柱+Φ127 mm鉆桿30柱+127 mm加重鉆桿30根+Φ127 mm鉆桿

3.3.3 主要技術(shù)要點

水平段PDC鉆頭特別要加強保徑處理及倒劃眼布齒，以適應(yīng)水平段長距離鉆進及復(fù)雜情況的處理；水平段采用倒裝鉆具組合，設(shè)想用一趟鉆鉆完水平段，直到完鉆時加重鉆桿始終處在井斜60°以上的井段；為了更好地穩(wěn)工具面，在無磁鉆桿之上接1-3柱Φ127 mm加重鉆桿，增加下部鉆具的剛度，減小螺桿反扭角，定向時工具面將比較穩(wěn)定。

4 認(rèn)識與結(jié)論

（1）中江水平井鉆頭選型對解決因地層非均質(zhì)影響而導(dǎo)致的高可鉆性差別，提高機械鉆速有著重要意義。（2）直井段防斜打直技術(shù)和定向段的軌跡控制技術(shù)的探索和應(yīng)用，鉆井參數(shù)的優(yōu)化和鉆具組合的優(yōu)選是保證水平段安全鉆井的基本條件。（3）因軌跡控制難度大，建議軌跡控制中應(yīng)用MWD技術(shù)

參考文獻

[1] 馮光通，易燦.川西水平井井身軌跡控制技術(shù)[J].油氣地質(zhì)與采收率，2011（6）.

[2] 蔣平屏.川西新場須四段氣藏深井水平井鉆井技術(shù)[J].鉆采工藝，2011（2）.endprint