蘇里格盒8目的層水平井技術(shù)特點(diǎn)與施工思路

賈武升（中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司川慶鉆探工程公司長(zhǎng)慶鉆井總公司， 陜西 西安 710021）

蘇里格盒8目的層水平井技術(shù)特點(diǎn)與施工思路

賈武升（中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司川慶鉆探工程公司長(zhǎng)慶鉆井總公司， 陜西 西安 710021）

水平井鉆探的兩大不確定因素造成軌跡控制的難度大，軌跡的精巧設(shè)計(jì)、針對(duì)不確定性的靈活應(yīng)變，以及實(shí)現(xiàn)快打穩(wěn)打的剖面設(shè)計(jì)顯得尤為突出；鉆井作業(yè)是一個(gè)較大的系統(tǒng)工程，蘇里格地層存在易漏、易塌、方位易漂等多樣性，有針對(duì)性的做好每一個(gè)環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)工序間平穩(wěn)過渡的關(guān)鍵；蘇里格下部地層可鉆性、復(fù)合增斜率不穩(wěn)定，優(yōu)選PDC鉆頭和單彎螺桿，使其在不同地層發(fā)揮出最大的功效，實(shí)現(xiàn)快速鉆井。

靶前距；水垂比；PDC鉆頭優(yōu)選

1 蘇里格區(qū)塊氣井水平井的設(shè)計(jì)

水平井的電腦設(shè)計(jì)是一個(gè)模式化、理想化模型。應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)采用的造斜工具、鉆頭類型、地層特點(diǎn)等因素將其轉(zhuǎn)換成利于實(shí)現(xiàn)的軌跡參考。

通過經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，牙輪鉆頭復(fù)合增斜率較高且穩(wěn)定，易于滑動(dòng)鉆進(jìn)（即易于實(shí)現(xiàn)軌跡控制），而其壽命較短，鉆時(shí)較慢，造成頻繁起下鉆，損失時(shí)效；PDC鉆頭相對(duì)于牙輪鉆頭軌跡控制不易實(shí)現(xiàn)，而其壽命較長(zhǎng)，鉆時(shí)較快，井下風(fēng)險(xiǎn)小。如何將互補(bǔ)的兩種鉆頭穿插在設(shè)計(jì)的軌跡中，量體裁衣，物盡其用，是蘇里格區(qū)塊今年軌跡優(yōu)化的基本思路。

針對(duì)造斜工具造斜能力的不穩(wěn)定，目的層的不確定（即入窗點(diǎn)的不確定），增加軌跡的應(yīng)變能力是實(shí)現(xiàn)軌跡準(zhǔn)確入靶的必要條件。

2 水平井軌跡的控制

（1）直井段控制 控制作用：此結(jié)構(gòu)主要起防斜打直，存在偏移距時(shí)在直井段消除偏移距。

（2）斜井段控制 ①定向造斜，此結(jié)構(gòu)根據(jù)增斜需要調(diào)整鉆頭類型，第一趟定向時(shí)帶一柱鉆鋌可起到兼顧抑制方位漂移的作用，牙輪鉆頭起出時(shí)給PDC提供一個(gè)較高的初始井斜，實(shí)現(xiàn)PDC較高復(fù)合增斜率。②選擇使用成熟的PDC鉆頭（如EDM1616EL），容易擺工具面和實(shí)現(xiàn)高的復(fù)合增斜率。③小井斜時(shí)盡可能將方位調(diào)整至水平段投影方位，減少后續(xù)施工難度。

（3）水平段控制 水平段結(jié)構(gòu)屬于微增結(jié)構(gòu)，水平段中根據(jù)靶區(qū)垂深的限制，通過控制井斜“波浪式”前進(jìn)。水平段鉆進(jìn)過程中會(huì)遇到巖性突然發(fā)生變化，勤測(cè)斜多預(yù)算有效控制軌跡。

3 PDC鉆頭的優(yōu)選

蘇里格氣田延長(zhǎng)組底部和紙坊組存在礫石夾層 ，石盒子上部分鉆頭容易泥包，水平段砂巖研磨性較強(qiáng)等地質(zhì)因素要求選擇PDC在不同地層體現(xiàn)出其適應(yīng)性，當(dāng)然也包括在不同地層實(shí)施不同的鉆井參數(shù)和水力學(xué)參數(shù)提高鉆頭的壽命.

通過對(duì)3口水平井直井段PDC的使用對(duì)比可以看出由于在同井場(chǎng)蘇6-2-10H和6-2-10H1 9 1/2井眼使用了對(duì)地層適應(yīng)性較好的勝利和億思達(dá)PDC鉆頭，使得這兩口井的9 1/2井眼的施工周期均在10.54天和10.58天；在蘇6-21-12H 9 1/2井眼施工過程中由于對(duì)地層可鉆性差，加之對(duì)地層的掌握并不清晰，使得在9 1/2井眼鉆進(jìn)過程中延長(zhǎng)組和紙坊組就使用了2只PDC鉆頭，使得PDC鉆頭總數(shù)達(dá)到了4只，鉆井周期達(dá)到了14.9天。

通過3口水平井水平段PDC的使用情況可以看出在選擇水平段PDC鉆頭時(shí)應(yīng)當(dāng)選用在砂巖段鉆進(jìn)時(shí)保徑齒抗研磨性強(qiáng)、復(fù)合片及切削齒強(qiáng)度高的PDC鉆頭，防止造成在滑動(dòng)鉆進(jìn)和復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)對(duì)鉆頭造成偏磨；同時(shí)水平段鉆進(jìn)時(shí)存在較多鉆遇泥巖的可能性，因此在水眼和流道的選擇上應(yīng)滿足防止泥包，冷卻鉆頭的功效。單純的選擇復(fù)合片和切削齒較好的PDC鉆頭已經(jīng)不能滿足水平段的鉆進(jìn)需要了，應(yīng)該更多的考慮水平段地層對(duì)PDC鉆頭的整體影響。

在水平井的施工過程當(dāng)中，直井段9 1/2井眼的鉆進(jìn)過程當(dāng)中，應(yīng)選擇切削齒和復(fù)合片抗沖擊力強(qiáng)，較好的適應(yīng)上部延長(zhǎng)組和紙坊組的PDC鉆頭，使得9 1/2井眼的施工周期穩(wěn)定在10天左右，2只鉆頭就能到達(dá)造斜點(diǎn)，這當(dāng)中蘇6-2-10H井勝利的P5362MJ和蘇6-2-10H1億思達(dá)的EM1925SE是較好的典范，而在蘇6-21-12H井 9 1/2井眼施工過程中百斯特的4只均使用不理想，造成施工周期增加，若9 1/2井眼施工周期超過10天，上部直羅等易坍塌地層則非常易出現(xiàn)了井下復(fù)雜情況，影響了整口井施工進(jìn)度。而在水平段的鉆進(jìn)過程中雖然砂巖鉆時(shí)較快，但砂巖對(duì)鉆頭的磨損很嚴(yán)重，同時(shí)水平段滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)考慮鉆頭對(duì)工具面穩(wěn)定性需要，在選擇水平段PDC的鉆頭上應(yīng)注重鉆頭整體抗研磨強(qiáng)，滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)工具面穩(wěn)定。因此在選擇PDC鉆頭的時(shí)候應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)同一地區(qū)地層的掌握和分析，合理選擇，達(dá)到縮短鉆井周期的最終目的。

通過不同區(qū)塊，不同PDC鉆頭對(duì)比，可以看出，在斜井段億思達(dá)EDM1616EL鉆頭所鉆進(jìn)尺較多，而百斯特M1666SSR鉆頭復(fù)合進(jìn)尺僅有90米，究其原因是因百斯特鉆頭復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)所產(chǎn)生的增斜率低和滑動(dòng)時(shí)工具面不穩(wěn)定，滑動(dòng)效果不理想，不易實(shí)現(xiàn)軌跡控制，導(dǎo)致此鉆頭不能長(zhǎng)井段使用，達(dá)到滿足斜井段提速要求和減少斜井段滑動(dòng)鉆進(jìn)的目的。由此可見，斜井段PDC選型的成功與否直接關(guān)系到軌跡控制的難易、整個(gè)斜井段機(jī)械鉆速的高低。

4 幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

①直井段要穿越直羅、劉家溝地層，防塌、防漏工作不能疏忽，其中直井段PDC快速穿越這些地層也是保證直井段以及斜井段安全施工的重要措施。 ②提高水平井機(jī)械鉆速是一個(gè)復(fù)雜的、系統(tǒng)的綜合性課題，它不僅受地層條件的影響，而且還受地面設(shè)備、鉆具、鉆頭選型、鉆井液密度等多種因素的影響。③水平井不同井段優(yōu)選符合地層特性的PDC鉆頭是目前提高水平井機(jī)械鉆速的有效手段。④在地面設(shè)備、井下鉆具允許的前提下，優(yōu)選水力參數(shù)和機(jī)械參數(shù)，可提高井底破巖效率，從而提高機(jī)械鉆速。

［1］蔣希文.鉆井事故與復(fù)雜問題［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2002.

［2］李克向.保護(hù)油氣層鉆井完井技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1993.