豐收23—1井優(yōu)快鉆井技術(shù)實(shí)踐與認(rèn)識

【摘要】根據(jù)豐收22-1井的鉆井經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)選高效PDC鉆頭，優(yōu)化鉆進(jìn)參數(shù)，加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理，使提速取得突出進(jìn)展。在保證連通的前提下，平均機(jī)械鉆速較豐收22-1井提高15%以上，平均鉆井周期縮短20%以上，為鹽井水平井優(yōu)快鉆進(jìn)提供技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】水平連通井；鉆井技術(shù)；軌跡控制

豐收23-1井是蘇北盆地洪澤凹陷趙集次凹上的一口水平連通井，鉆探目的在下鹽第Ⅷ無水芒硝層中完成與豐收23對接，提高采收率。在豐收區(qū)塊部署豐收23-1井，鉆井周期23d，平均鉆井周期縮短20%以上，平均機(jī)械鉆速提高15%以上，實(shí)現(xiàn)水平井提速提效。

1、工程概況

豐收23-1井井身結(jié)構(gòu)見表1，井身軌跡屬于五段制，直-增-穩(wěn)-增-平，設(shè)計(jì)井身剖面見表2，嚴(yán)格按照工程設(shè)計(jì)施工，井身質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

2、鉆井技術(shù)難點(diǎn)

（1）上部井段防斜打直是控制水平井軌跡的關(guān)鍵，由于地層構(gòu)造異常、施工措施環(huán)節(jié)不當(dāng)?shù)?，易發(fā)生井斜，從而造成地質(zhì)資料不實(shí)，井身質(zhì)量差，鉆井速度慢，周期長。

（2）三垛組上部巖性為淺棕紅色粘土巖、灰綠色粘土巖、含有石膏，極造漿和石膏侵；下部為灰白、淺綠色粉細(xì)砂巖夾灰綠色泥巖，巖性疏松易垮塌。嚴(yán)重影響了鉆井的井下安全，所以上部地層井壁失穩(wěn)問題是鉆井施工中亟待解決的一個(gè)難點(diǎn)。

（3）地層的不確定性，增加了軌跡控制的難度。

3、優(yōu)快鉆井技術(shù)

3.1 鉆頭選型及鉆井參數(shù)優(yōu)化

3.1.1一開

一開鉆進(jìn)嚴(yán)格控制鉆壓，保證上部直井段打直，井斜不得超過0.5°，同時(shí)機(jī)械鉆速要大于20m/h且一開完起鉆要連續(xù)向井筒內(nèi)灌鉆井液，確保一開井口不易大面積垮塌。

3.1.2二開直井段

叢式井直井段做好防碰工作，加強(qiáng)防碰坐崗制度的執(zhí)行，堅(jiān)持定點(diǎn)測斜，并根據(jù)測斜結(jié)果及時(shí)調(diào)整鉆壓，處理好地層交界面，保證打直；及時(shí)搞好泥漿的凈化工作。

3.1.3優(yōu)選高效鉆頭

鹽井地區(qū)，上部較軟的地層及流沙層，選用牙齒較長的GY517C鉆頭，鉆穿流沙層后，再使用PDC+直螺桿復(fù)合鉆進(jìn)，可以將鉆時(shí)提高一個(gè)臺階，縮短鉆井時(shí)間，還能節(jié)約鉆頭成本；另外，上鹽與下鹽段之間有一段淡化段，這段的鉆進(jìn)，我們進(jìn)行了比較試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)選用PDC能大幅度提高鉆井速度，加大與設(shè)計(jì)部門溝通盡量避免或減少在這段進(jìn)行滑動(dòng)鉆進(jìn)。

3.2 無線隨鉆技術(shù)

水平連通井的軌道控制技術(shù)的關(guān)鍵是：必須準(zhǔn)確探明鹽層頂部深度，為入窗和軌跡控制提供可靠依據(jù)；為了搞好水平段的軌跡控制，在施工中堅(jiān)持做到以下幾點(diǎn)。

3.2.1造斜工具的選擇

工具造斜率的確定先依據(jù)同構(gòu)造的使用情況統(tǒng)計(jì)出一般的造斜率，然后根據(jù)實(shí)鉆工具造斜率適時(shí)修正軌跡設(shè)計(jì)。

3.2.2軌跡檢測

采用MWD監(jiān)測井斜、方位，及時(shí)用軌跡設(shè)計(jì)軟件隨鉆作圖并預(yù)測，若工具實(shí)際造斜率低于軌跡控制所需造斜率，則把握時(shí)機(jī)更換較大角度的單彎螺桿；反之，則采取滑動(dòng)鉆進(jìn)及復(fù)合鉆進(jìn)交替進(jìn)行，使整個(gè)井段平均曲率接近所需曲率，實(shí)鉆軌跡接近設(shè)計(jì)軌跡。

3.2.3加強(qiáng)MWD儀器信號問題的分析和實(shí)踐

通過現(xiàn)場實(shí)踐，找到了信號不好的原因：泥漿泵的上水問題、泥漿轉(zhuǎn)化的時(shí)機(jī)及泥漿性能的穩(wěn)定，從工程上解決了MWD信號不穩(wěn)定的問題。另外。浮閥的應(yīng)用對MWD信號穩(wěn)定起到了不可忽視的作用。

3.2.4加強(qiáng)地層分析與定向相結(jié)合

在水平井鉆進(jìn)中，及時(shí)為定向人員提供精準(zhǔn)的地層信息，便于定向人員做好軌跡調(diào)整，盡量減少在硬地層中滑動(dòng)鉆進(jìn)，從而提高機(jī)械鉆速，縮短建井周期。

3.3 RMRS技術(shù)

目前甲方市場要求基本上是同一井場剛鉆完的定向井實(shí)現(xiàn)對接連通，來節(jié)約成本，增加了我們連通的難度。

為了實(shí)現(xiàn)無溶腔一次成功連通，選擇使用近鉆頭電磁測距技術(shù)（RMRS）。RMRS 技術(shù)能在水平井鉆進(jìn)的過程中逐步修正鉆頭所在位置，校正井眼預(yù)測誤差、工具精度誤差、測量誤差及系統(tǒng)誤差導(dǎo)致的偏移，達(dá)到成功連通的目的。

RMRS技術(shù)主要應(yīng)用于水平井與定向井之間的相交連通。RMRS 必須與MWD和馬達(dá)等配合使用，鉆具組合通常為：鉆頭+強(qiáng)磁短節(jié)+馬達(dá)+無磁鉆鋌+MWD+鉆桿。連通過程中首先在直井中下入探管， 在鉆頭處連接一個(gè)強(qiáng)磁短節(jié)。連通前首先將兩個(gè)井所測的陀螺數(shù)據(jù)輸入到配套采集軟件中，初始化坐標(biāo)系。當(dāng)鉆頭進(jìn)入到探頭的測量范圍后，接收儀器就可以不斷地收到當(dāng)前磁場的強(qiáng)度值，然后根據(jù)MWD 采集的測點(diǎn)數(shù)據(jù)判斷出當(dāng)前的井眼位置，根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整工具面，及時(shí)地將井眼方向糾正至溶腔中心的位置。接近溶腔時(shí)， 根據(jù)防碰原理，判斷水平井與溶腔中心的距離，從3D視圖上分析軌跡每接近溶腔一步的變化趨勢以達(dá)到連通的目的。

目前，RMRS技術(shù)已在多對水平連通井中成功完成對接，取得了良好的效果，不斷地為該項(xiàng)技術(shù)的成熟應(yīng)用積累充足的經(jīng)驗(yàn)。

3.4 鉆井液體系

經(jīng)過多年摸索和探討，鹽井的鉆井液體系已經(jīng)逐漸完善，取得了一套適合淮陰區(qū)塊的鉆井液配方，給安全快速鉆井提供了保障。

3.4.1在進(jìn)行了大量的室內(nèi)試驗(yàn)后，優(yōu)選出了鹽水聚合物鉆井液體系，在造斜點(diǎn)窗口，采用該體系，而上部直井段則采用聚合物鉆井液。

3.4.2一開采用預(yù)水化鈉土鉆井液，防止表層土疏松垮塌。

3.4.3二開采用聚合物防塌鉆井液，主要解決該井段上部垮塌和中下部地層造漿等問題，鉆進(jìn)上鹽段前轉(zhuǎn)化泥漿。

3.4.4上鹽段到水平段。采用聚合物防塌飽和鹽水體系鉆井液，調(diào)整二開泥漿：聚合物0.4%+淀粉1%+1%～2%NaHm+30%～35%鹽+潤滑劑+緩蝕劑。重點(diǎn)做好固控工作，粘度40～50s；加入潤滑劑，保證鉆井液潤滑劑性能達(dá)到要求；加入緩蝕劑防止鹽腐蝕鉆具，加入鹽抑制防鹽結(jié)晶。在后面的鉆進(jìn)施工中及時(shí)補(bǔ)充CMS及Na-HPAN用以控制濾失量并調(diào)整好流型，根據(jù)振動(dòng)篩返砂情況及時(shí)補(bǔ)充防塌劑FT-388及NaHm防止地層垮塌，在施工中及時(shí)測量鉆井液中氯根含量并保證其大于1.6×105PPm，及時(shí)補(bǔ)充NaOH以確保PH值在12-13。

4、實(shí)施效果

（1）豐收23-1井完鉆井深2420m，鉆井周期23d，較豐收22-1井縮短8d，全井平均機(jī)械鉆速達(dá)8.20m/h。

（2）由于儲層的非均質(zhì)性，為使水平段在硝層中穿進(jìn)，調(diào)整水平段軌跡。水平鉆進(jìn)過程中，將地質(zhì)與工程結(jié)合，有效保證芒硝鉆遇率100%，且水平段軌跡控制精確，實(shí)鉆軌跡與調(diào)整設(shè)計(jì)軌跡基本吻合，滿足地質(zhì)要求，為后續(xù)施工作業(yè)創(chuàng)造了優(yōu)質(zhì)井眼。

5、認(rèn)識與建議

（1）通過豐收23-1井的成功實(shí)施，可看出水平井鉆井技術(shù)是開發(fā)鹽硝的一種高產(chǎn)量的方式。

（2）豐收23-1井采用優(yōu)選鉆頭、優(yōu)化鉆井參數(shù)及施工過程中鉆井與定向良好的配合使得機(jī)械鉆速大幅度提高，鉆井周期縮短，實(shí)現(xiàn)優(yōu)快鉆井。

（3）水平井提速不僅與地層可鉆性研究、鉆頭選型、鉆具組合及鉆井參數(shù)優(yōu)化等技術(shù)方面有關(guān)，一定程度上取決于鉆井、地質(zhì)與定向的配合，因此，加強(qiáng)現(xiàn)場管理是實(shí)現(xiàn)提速的一個(gè)重要途徑。

（4）連通儀器及配套工具在淮陰區(qū)塊多次使用，已經(jīng)初步完成該項(xiàng)技術(shù)成熟應(yīng)用，提高連通率，達(dá)到鉆井提速提效的目的。