林樊家油田大位移水平井鉆井技術淺析

王晨+尹瑩瑩

摘要：林樊家油田位于濟陽坳陷惠民凹陷林樊家斷裂鼻狀構造帶林中9塊。該地區(qū)水平井是位垂比接近1：1的大位移水平井，為了最低限度降低和客服井下磨阻扭矩，充分優(yōu)化井眼軌道設計、下部鉆具組合和鉆進參數(shù)，以及對鉆井液性能調控等關鍵技術，從而實現(xiàn)對井眼軌跡的有效控制。所完成的林中9-平01、林中9-平02、林中9-平04這三口大位移水平井位垂比均接近1：1。

關鍵詞：大位移井；水平井；軌跡控制；鉆井液；鉆具組合

【分類號】TE933.1

1、概述

大位移井鉆井技術是國外20世紀90年代隨著定向井、水平井發(fā)展起來的高新鉆井技術，是定向井、水平井、深井、超深井等技術的綜合體現(xiàn)，基本代表了目前世界上較為先進的鉆井技術。

2、鉆井施工技術難點

對于林樊家地區(qū)大位移水平井，從鉆井角度來講，該井施工面臨的主要技術難點：1、上部地層膠結疏松，大井眼定向造斜易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象；2、水平井段長，井下摩阻大，滑動導向困難，井眼軌跡控制困難；3、目的層較淺，上部井段克服井下摩阻時的鉆具自重不足；4、起下鉆次數(shù)多，水平段容易出現(xiàn)不規(guī)則井眼狀況，井眼復雜。5、由于巖屑床的原因，導致機械鉆速較低，鉆具扭矩增大，易發(fā)生井下事故，對于完井作業(yè)增加困難等因素。

3、現(xiàn)場施工工藝

針對上述問題的解決方案，采取相應措施，主要集中在井眼軌跡控制方法和鉆井液技術兩方面，順利施工完成林中9-平01、林中9-平02、林中9-平04這三口大位移水平井的施工任務。

井眼軌跡控制

本區(qū)塊大位移水平井，設計垂深淺，上部地層較為松軟，地層造斜能力較差，考慮到造斜點垂深空間限定條件等方面，因此，在井眼軌道控制上應盡量避免增斜過快，使得井眼軌跡狗腿度過大，對完井作業(yè)帶來困難。

二開采用“3A241mm鉆頭+1.75Ф197mm動力鉆具+回壓凡爾+Ф177.8mm無磁鉆鋌+無磁懸掛+Ф127mm無磁承壓鉆桿+Ф238mm修壁器+Ф127mm加重鉆桿*15+Ф127mm鉆桿”。

在進入A靶后，由于地層物性條件逐步穩(wěn)定，上述鉆具在復合鉆進時增斜越發(fā)顯著，因此，鉆具調整為“3A241mm×0.30m+1.75Ф197mm動力鉆具+（531×410）回壓凡爾+FEWD+Ф178mm無磁鉆鋌+Ф178mm無磁懸掛+Ф127mm無磁承壓+Ф238mm修壁器+Ф127mm鉆桿*31柱 +Ф127mm加重鉆桿*5柱+Ф127mm鉆桿”

根據(jù)井斜的變化情況，合理調整加重鉆桿的位置，以利于所加鉆壓能夠傳遞給鉆頭，加快鉆進速度，有效防止鉆壓加不到鉆頭上的情況。

在鉆進過程中，通過隨時注意觀察扭矩、泵壓的變化，發(fā)現(xiàn)問題及時分析、解決變換鉆壓，調整鉆具受力情況；每鉆進完單根劃眼2～3次，以保證井眼平滑；及時清除井底巖屑；每鉆進200米進行短起下措施，短起下前要循環(huán)一周以上并且大幅度活動鉆具，提出一個單根的高度，確保泥漿中的砂子循環(huán)出來，從而保證了各井段的順利鉆進。水平井在井斜角達到60度左右時經(jīng)常出現(xiàn)托壓問題，通過調整鉆井液性能、調整鉆井參數(shù)和鉆進方式，加強短起下作業(yè)鉆進情況可以得到改善。

保證井眼清潔。使用大排量循環(huán)，排量應達到和盡力大于設計要求，以滿足井眼凈化和攜巖所需的環(huán)空返速。充分利用固控設備，清除鉆井液中的有害固相，降低含沙量，使鉆井液保持良好的性能。

提高鉆井液攜砂能力。合理調整鉆井液性能，使之能保持適當?shù)恼扯群颓辛σ岳趲r屑的攜帶。每鉆進一單根劃眼3-4次，接單根做到晚停泵早開泵，大幅度活動鉆具。盡量采用復合鉆進，攪動巖屑，阻止巖屑床的形成。堅持短起下鉆破壞巖屑床。

根據(jù)井口返出巖屑情況，確定短起下鉆的井段長度，隨著井深的增加，提高短起下次數(shù)、控制鉆井速度等辦法清除巖屑床。

水平井防粘卡是施工中重要注意事項，及時活動鉆具，減少鉆具靜止時間和保持鉆井液循環(huán)是防粘卡的有效措施。帶動力鉆具起下鉆遇阻時處理措施得當與否是直接決定成敗的關鍵。本井主要采取了下列措施防卡及處理下鉆遇阻：

（1）定向鉆進鉆時較慢時，每隔20分鐘及上下活動鉆具，防粘卡。

（2）進入井斜較大井段，由于環(huán)空不均勻，環(huán)空鉆井液上返速度低，容易造成巖屑床的產(chǎn)生，使得摩阻增大，造成井下復雜情況的產(chǎn)生，接單根前拉劃2-3遍，破壞巖屑床，加大設備的檢查力度，保證設備能夠持續(xù)運轉，如果發(fā)生不能開泵等情況，及時轉動轉盤，減少鉆具的靜止時間。

（3）循環(huán)時大幅度上下活動鉆具，充分攜砂，保證井眼暢通。水平段鉆具易躺在井眼下部，長時間不動時，易粘附卡鉆，因此，循環(huán)時應及時上下活動鉆具，破壞巖屑床，防止人為操作引起的井下復雜情況發(fā)生。

（4）水平井完井通井起下鉆過程中，斜井段和水平段一定要控制起下鉆速度，尤其是起鉆。本井水平段返出細油砂，若起鉆速度過快，極易抽塌地層，造成井眼埋沙、下鉆遇阻等各種復雜情況，會給后續(xù)施工帶來困難，因此，起鉆時嚴格控制速度。起出的鉆具，下部鉆具節(jié)箍附近會附著較多的泥餅，對于起出的鉆具，必須要清潔鉆具，避免帶出的泥沙重新返回井內(nèi)，對之后作業(yè)井眼清潔工作帶來困難。

（5）帶動力鉆具下鉆遇阻時，不能抱著僥幸心理劃眼。嘗試轉轉螺桿單彎的方向后下放，或在遇阻點上提1米左右后開泵沖洗，沒有效果時立即起鉆換常規(guī)鉆具通井。

鉆井液技術

4、認識及建議

良好的井身軌跡是大位移水平井成敗的關鍵， 它可以降低摩阻、減小扭矩并延緩鍵槽的形成?？刂栖壽E時不要僅以中靶為目的，要考慮為下一步施工減少難度，努力保證井眼軌跡的平滑，減少螺旋井段的出現(xiàn)。

結合地層各向分析優(yōu)選底部鉆具組合、鉆進參數(shù)、鉆頭。鉆進過程中，打完單根勤劃眼，鉆井施工中要使用加重鉆桿，盡量簡化鉆具結構。如上部可鉆性好的地層、井斜和方位不好控制的井段或井段快打完時，采用復合鉆進的方式可獲得較好的井眼軌跡和較高的生產(chǎn)時效。

優(yōu)化鉆井液技術，保持良好的泥漿性能是成功與否的保障。特別是在造斜段或水平段鉆遇泥巖層，一定要調整好泥漿性能、降低失水，防止井壁掉塊或坍塌。保證鉆井液的攜砂能力和潤滑效果，對水平段中的鉆進和鞏固井壁起到良好效果。在提高鉆井液潤滑性時，建議使用白油，這樣能降低錄井工作人員撈砂觀察熒光效應時的誤差。