勝利油田五段制剖面定向井優(yōu)快鉆井技術(shù)

張蒙

[摘 要]五段制剖面定向井井眼軌跡形如“S”，施工具有大扭矩、高摩阻、攜砂困難、易出鍵槽等難點，施工難度較大，在定向井施工中不常采用。2014年以來勝利油田開展了五段制剖面定向井優(yōu)快鉆井技術(shù)的配套攻關(guān)，施工五段制剖面定向井30多口。施工中在鉆頭選型、鉆具組合、鉆井液潤滑防塌技術(shù)、電測防阻卡等方面不斷總結(jié)完善，逐步形成了配套的鉆井技術(shù)，克服了五段制剖面的各類復(fù)雜情況，實現(xiàn)了五段制剖面定向井的優(yōu)快鉆井。

[關(guān)鍵詞]定向井；五段制；軌跡控制；勝利油田

中圖分類號：TE243 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）14-0088-01

五段制剖面定向井井眼軌跡形如“S”，施工具有大扭矩、高摩阻、攜砂困難、易出鍵槽等難點，施工難度較大，在定向井施工中不常采用[1]。2012年以來勝利油田開展了五段制剖面定向井優(yōu)快鉆井技術(shù)的配套攻關(guān)。施工中在鉆頭選型、鉆具組合、鉆井液潤滑防塌技術(shù)、電測防阻卡等方面不斷總結(jié)完善，逐步形成了配套的鉆井技術(shù)，克服了五段制剖面的各類復(fù)雜情況，實現(xiàn)了五段制剖面定向井的優(yōu)快鉆井。

1 上直井段

（1）施工要點

上直井段打直，高轉(zhuǎn)速保證井身質(zhì)量，優(yōu)選水力參數(shù)提高鉆井速度。起鉆前對鉆井液進(jìn)行認(rèn)真處理，保證造斜鉆具順利到底。

（2）鉆具結(jié)構(gòu)

Φ215.9mmHAT127鉆頭+Φ177.8mm鉆鋌2根+Φ214mm扶正器+Φ177.8mm鉆鋌4根+Φ127mm加重鉆桿5柱+Φ127mm鉆桿

（3）鉆井參數(shù)

鉆壓40-120KN；轉(zhuǎn)速80-120rpm；排量32-35L/s；泵壓18Mpa。

2 定向增斜及穩(wěn)斜段

（1）施工要點

在施工中需靈活掌握增斜完時的最大井斜角和方位角余量。

（2）鉆具結(jié)構(gòu)

Φ215.9mmPDC鉆頭+Φ172mm動力鉆具1.25度+回壓凡爾+Φ208mm欠尺寸扶正器 +定向接頭+Φ177.8mm無磁鉆鋌+Φ127mm加重鉆桿5柱+Φ127mm鉆桿

（3）鉆井參數(shù)

滑動鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓10-60KN，轉(zhuǎn)速0r/min，排量32-35L/s，泵壓18Mpa；復(fù)合鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓10-80KN，轉(zhuǎn)速60-80r/min，排量32-35L/s，泵壓18-20Mpa；

（4）分析

建議使用多頭高速螺桿鉆具配合專用定向PDC鉆頭施工。螺桿鉆具的壽命保證在120小時以上。井斜角定向起來以后，留下合適的井斜角方位角余量，嘗試復(fù)合鉆進(jìn)，根據(jù)復(fù)合鉆進(jìn)效果，調(diào)整鉆井參數(shù)，滑動鉆進(jìn)和復(fù)合鉆進(jìn)相結(jié)合，確保施工中井身軌跡平滑。為確保中靶成功率，穩(wěn)斜段施工必須使用螺桿鉆具且配合使用欠尺寸扶正器以提高復(fù)合鉆進(jìn)軌跡平滑性，鉆具組合同增斜段鉆具組合。本穩(wěn)斜井段為調(diào)整段，根據(jù)井斜角及降斜段的設(shè)計降斜率，確定合適的降斜點。

3 降斜段及下直井段

（1）施工要點

降斜段開始時必須堅持每個單根測斜，分析降斜情況，及時調(diào)整[2]。如果出現(xiàn)降斜率偏差很大時，及時更換鉆具結(jié)構(gòu)，井斜角小于8°后轉(zhuǎn)入吊打，給下直井段創(chuàng)造良好的條件。降斜段相當(dāng)于第二造斜段，施工中有時采用螺桿鉆具降斜。

（2）鉆具結(jié)構(gòu)

鉆具結(jié)構(gòu)： Φ216 mm PDC或牙輪鉆頭+Φ177.8mm無磁鉆鋌+ 177.8 mm鉆鋌1根+Φ214 mm扶正器+Φ177.8 mm鉆鋌1根+Φ214 mm扶正器+Φ177.8 mm鉆鋌1柱+Φ127 mm加重鉆桿15根+Φ127 mm鉆桿。

（3）鉆井參數(shù)

鉆壓：牙輪鉆頭小于120KN、PDC小于80KN；轉(zhuǎn)速60-80r/min；排量32-35L/s；泵壓18Mpa。

（4）分析

降斜段的鉆頭選型很重要。一般優(yōu)選使用PDC鉆頭，配合小鉆壓鉆進(jìn)，通過調(diào)節(jié)鉆壓來控制降斜率，可以很好的滿足井身軌跡，降斜率可控制在-2°/100m至-10°/100m。扶正器的直徑對降斜鉆具降斜率影響很大，通過多次現(xiàn)場施工表明，井眼直徑與扶正器直徑差以小于2mm為宜[3]。

下穩(wěn)斜段為直井段，主要技術(shù)要求為防斜。采用PDC鉆頭，使用較小鉆壓，可以很好地進(jìn)行防斜。通過將鉆壓控制在40kN以下，井斜維持在3°左右，并保持到完鉆。

4 配套技術(shù)措施

（1）為了防卡，在鉆具中接入隨鉆震擊器，位于中和點位置附近[4]。

（2）為實現(xiàn)復(fù)合鉆進(jìn)時井斜角方位角的穩(wěn)定，螺桿鉆具后接入欠尺寸螺旋扶正器，外徑Φ208-Φ210mm。

（3）為防止東營組以上地層糊井眼，鉆具中接入欠尺寸條式修壁器（Φ212-Φ214mm）。每次起鉆換鉆頭并再次將修壁器調(diào)整到合適井段，在良好的鉆井液性能的協(xié)助下，保證了上部井眼的規(guī)則暢通。

（4）降斜段為減少井下摩阻，防止粘卡，簡化鉆具組合，使用螺旋鉆鋌代替普通鉆鋌，并增加加重鉆桿數(shù)量。

（5）勝利油區(qū)沙河街組及以下地層溫度高、地層水敏性強、井壁穩(wěn)定性差、坍塌掉塊嚴(yán)重。鉆井液優(yōu)選使用聚合物潤滑防塌鉆井液體系或強抑制性潤滑防塌鉆井液體系。鉆井液潤滑減阻方面：采用固體潤滑劑（石墨粉類）與液體潤滑劑（聚合醇類）相配伍，比單一使用效果好；當(dāng)固體潤滑劑≥1.5%、液體潤滑劑≥10%時鉆井摩阻可達(dá)到突變點。

5 結(jié)論及認(rèn)識

（1）上直井段要防斜打直，盡量避免直井段負(fù)位移或造斜點處狗腿度過大。

（2）條式修壁器能夠有效保證上部井眼規(guī)則暢通。

（3）降斜段簡化鉆具組合，使用螺旋鉆鋌代替普通鉆鋌，增加加重鉆桿數(shù)量能有效減少井下摩阻，防止粘卡。

（4）優(yōu)選PDC鉆頭施工降斜段與下直井段，可以獲得較好的降斜與防斜效果。

（5）五段制井眼電測前稠鉆井液的封井與干通可以大大提高電測一次成功率。

（6）下直井段鉆進(jìn)鉆具處在兩個彎曲段內(nèi)，長時間處在較大交變應(yīng)力下，容易疲勞損壞，要定期倒換鉆具、探傷。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳庭根，管志川.鉆井工程理論與技術(shù)[M].東營：石油大學(xué)出版社，2000.

[2] 唐大鵬，時江濤，呂成員.長裸眼大斜度多目標(biāo)定向井鉆井技術(shù)[J].石油鉆采工藝，2001，23（5）：14-15

[3] 趙金洲，馮光通，趙金海.地層自然造斜規(guī)律在毛壩2井設(shè)計和施工中的應(yīng)用[J].天然氣工業(yè)，2005，25（3）：81-84

[4] 趙志國，白斌珍等.玉北地區(qū)鉆井難點分析與對策探討[J].鉆采工藝，2012，35（4）：25-28