辛176-斜22大位移井鉆井技術(shù)

＊張 磊

（中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院 山東 257000）

辛176-斜22大位移井鉆井技術(shù)

＊張 磊

（中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院 山東 257000）

通過對辛176-斜22大井眼長裸眼大位移井的施工作業(yè)，從軌跡控制、鉆頭選型及鉆井參數(shù)的優(yōu)化、井壁穩(wěn)定及井眼凈化、摩阻、扭矩控制、技術(shù)套管保護(hù)方面進(jìn)行整理，總結(jié)出了適合該區(qū)塊大位移井的優(yōu)快鉆井技術(shù)。

大位移；優(yōu)快鉆井；井身軌跡；井眼凈化

引言

近年來，隨著油田的勘探開發(fā)逐步加快，深井特殊井的數(shù)量越來越多，井下情況越來越復(fù)雜，施工難度越來越大。通過對辛176-斜22井的施工，積累了一套打大井眼長裸眼大位移井的鉆井技術(shù)。實(shí)踐證明，該技術(shù)能大幅度減少井下復(fù)雜情況的發(fā)生，提高鉆井速度。

1.辛176-斜22井簡介

辛176-斜22井是東辛采油廠的一口新區(qū)滾動勘探井，位于濟(jì)陽坳陷東營凹陷中央斷裂背斜構(gòu)造帶辛鎮(zhèn)構(gòu)造南翼辛14斷塊高部位。井口地理位置在山東省東營市東辛油田辛156-斜2井井口方位10度距離7米。辛176-斜22設(shè)計(jì)井深4060．95m，實(shí)際完鉆井深4101m。造斜點(diǎn)深1091m，井底位移1902．72m，最大井斜47．55°，屬于近年來勝利油田井底位移較大的井之一。目的層沙四段，完鉆層位沙四下。鉆探目的是為了了解辛14區(qū)塊沙四段砂體含油氣情況，擴(kuò)大辛14區(qū)塊沙三段含油氣范圍。本井井身質(zhì)量合格，從開鉆到完井作業(yè)沒有發(fā)生任何井下事故，設(shè)備事故和人身安全事故。

本井鉆井周期：73天21．5小時(shí)，相關(guān)井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表見表1。

表1 辛176-斜22井井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表

2.辛176-斜22井施工難點(diǎn)

(1)二開長裸眼大斜度大井眼（Φ311．2mm）鉆進(jìn)，井眼大，井斜大（47．55°），特別是巖屑超常規(guī)的細(xì)（包括用牙輪鉆頭鉆進(jìn)和進(jìn)入沙三段后的泥巖），攜砂困難，井壁不易穩(wěn)定。(2)裸眼段長，井斜大，鉆具粘卡嚴(yán)重。(3)大井眼，需要雙泵鉆進(jìn)，對設(shè)備要求高。(4)地層易跑方位和井斜，井身軌跡不易控制。(5)由于攜砂不好，易于造成井眼不暢通。(6)長裸眼大斜度井眼，管柱的磨阻大、扭矩大。

3.優(yōu)快鉆井技術(shù)

(1)井身軌跡控制

①直井段，堅(jiān)持防斜打直，避免給后期定向造斜增加難度。從開鉆就始終要求均勻送鉆、吊直鉆進(jìn)，確保井眼垂直。二開直井段采取的鉆具結(jié)構(gòu)為：Φ311．2mm鉆頭+Φ203mm無磁鉆鋌×1根+Φ203mm鉆鋌×2根+ Φ177．8mm鉆鋌×9根+Φ127mm加重鉆桿×11根+ Φ127mm鉆桿。當(dāng)鉆遇地層交界面或夾層時(shí)，適當(dāng)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。地層由軟變硬時(shí)用30-50kN吊打。定向造斜前50米輕壓吊打。定向前測斜井斜＞1°。

②造斜井段，由于造斜點(diǎn)地層淺，造斜困難，初步造斜時(shí)，即0～200m把排量降到55L/s，減少水力對井底的沖蝕，使鉆頭充分接觸井壁，以利于造斜。并采取滑動鉆進(jìn)/復(fù)合鉆進(jìn)比為1∶1鉆進(jìn)，從而有效地達(dá)到造斜的目的。造斜井段鉆具結(jié)構(gòu)為：Φ311．2mm鉆頭+Φ244mm鉆頭短接× 1根+Φ203mm無磁鉆鋌×1根+Φ177．8mm鉆鋌×9根+ Φ127mm加重鉆桿×11根+Φ127mm鉆桿。

③穩(wěn)斜井段，為了防止方位和井斜的漂移，采取鄰井對比的方法，以辛176-斜21井、辛176-斜20井等為依據(jù)，來優(yōu)選鉆具結(jié)構(gòu)，從而減少起下鉆次和糾方位次數(shù)，優(yōu)化了井身軌跡，減少了井下復(fù)雜情況發(fā)生的可能性。

二開穩(wěn)斜鉆具：Φ311．2mm鉆頭+Φ308mm扶正器×1根+Φ203mm無磁鉆鋌×1根（+Φ203mm鉆鋌× 1）+Φ308mm扶正器×1根+Φ177．8mm鉆鋌×9根+ Φ127mm加重鉆桿×11根+Φ127mm鉆桿。

或：Φ311．2mm鉆頭+Φ308mm扶正器×1根+ Φ203mm無磁鉆鋌×1根（+Φ203mm短鉆鋌×1根）+Φ308mm扶正器×1根+Φ177．8mm無磁鉆鋌×1根+Φ177．8mm鉆鋌×5根+Φ127mm加重鉆桿×18根+ Φ127mm鉆桿。

三開穩(wěn)斜鉆具：Φ215．9mm鉆頭+215mm扶正器×1根+Φ158．8mm無磁鉆鋌×1根+Φ158．8mm鉆鋌×1根+215mm扶正器×1根（位置可提前1根鉆鋌）+Φ158．8mm鉆鋌×1根（或×4）+Φ127mm加重鉆桿×30根+Φ127mm鉆桿。

或：Φ215．9mm鉆頭（+215mm扶正器×1根）+Φ158．8mm短鉆鋌×1根+215mm扶正器×1根+ Φ158．8mm無磁鉆鋌×1根+Φ158．8mm鉆鋌×2根（或× 3）+Φ127mm加重鉆桿×30根+Φ127mm鉆桿。

二開扭方位鉆具：Φ311．2mm鉆頭+Φ244mm鉆頭短接×1根+Φ177．8mm無磁鉆鋌×1根+Φ177．8mm鉆鋌×2根+Φ127mm加重鉆桿×18根+Φ127mm鉆桿。

三開扭方位鉆具：Φ215．9mm鉆頭+171mm鉆頭短接× 1根+Φ158．8mm無磁鉆鋌×1根+Φ158．8mm鉆鋌×2根+ Φ127mm加重鉆桿×30根+Φ127mm鉆桿。

三開打口袋鉆具：Φ215．9mm鉆頭+215mm扶正器× 1根+Φ177．8mm無磁鉆鋌×1根+Φ177．8mm鉆鋌×5根+ Φ127mm加重鉆桿×18根+Φ127mm鉆桿。

④針對井身軌跡不易控制，采取了如下工程技術(shù)措施：

A．勤搞短起下鉆。一般每鉆進(jìn)150m左右就搞一次短起下鉆，短起下鉆桿數(shù)以起下無顯示為止；

B．詳細(xì)了解鄰井在鉆進(jìn)過程中遇到的問題，提前預(yù)測地層走向，下入合理的鉆具結(jié)構(gòu)，優(yōu)化井身軌跡。

(2)鉆頭選型及鉆進(jìn)參數(shù)優(yōu)化

①直井段，由于地層相對比較松軟，選擇了非金屬密封的HAT127鉆頭。鉆進(jìn)參數(shù)在保證防斜打直的情況下，采用鉆壓：50-160kN，轉(zhuǎn)速：120-180r/min，排量：60-55L/s。

②造斜段，由于造斜點(diǎn)地層淺，選擇了非金屬密封的HAT127鉆頭。鉆進(jìn)參數(shù)為：鉆壓：60-140kN，復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)速：80-100r/min，排量：55-60L/s。

③穩(wěn)斜段，選擇使用了上海中曼的（Φ311．2mm）5FPDC和天津大港的（Φ215．9mm）5FPDC鉆頭。鉆進(jìn)參數(shù)：A．Φ311．2mm：鉆壓：30-60kN，轉(zhuǎn)速：60-100r/ min，排量：60L/s。B．Φ215．9mm：鉆壓：20-70kN，轉(zhuǎn)速：60-70r/min，排量：32L/s。

表2 辛176-斜22井PDC鉆頭的應(yīng)用

由上表可得，使用PDC鉆頭大大節(jié)省了起下鉆時(shí)間，并提高了機(jī)械鉆速，從而縮短了鉆井周期，提高了效益。

其次，牙輪鉆頭應(yīng)選取具有金屬密封、掌背強(qiáng)化、附加保徑、定向水平井專用鉆頭，如江漢的MD系列。從而延長鉆頭的使用時(shí)間，提高鉆頭使用的安全性。

(3)井壁穩(wěn)定及井眼凈化

在該井的施工過程中，從二開開始注重井壁穩(wěn)定及井眼凈化問題。每次處理鉆井液前都取樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為處理鉆井液提高科學(xué)依據(jù)，提高可靠性。

上部定向段，由于地層比較靠上，在設(shè)備儀器都正常的情況下，采取清漿鉆進(jìn)，擴(kuò)大井眼，保證了下部大井眼長裸眼施工的安全。下部進(jìn)入沙河街組后，針對該井有大段泥巖和疏松的砂質(zhì)泥巖這一特點(diǎn)，加入0．03%的PAM和0．5%的正電膠，既保證了鉆井液具有良好的防塌能力，又使其具有合理的流變性和觸變性，并注意提高低剪切速率下Φ3，Φ6的值，嚴(yán)格控制鉆井液的稠度系數(shù)小于0．6，有效地提高鉆井液的攜巖能力。鉆進(jìn)中嚴(yán)格控制鉆井液失水和泥餅的摩阻，強(qiáng)化固控設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，針對砂子特別細(xì)的情況，使用150目的篩布，定期測量固相含量，嚴(yán)格控制含砂量，保證了施工的安全。

其次，在工程上采取了如下措施：

①加快接單根速度，堅(jiān)持早開泵晚停泵的原則；②每鉆完一根單根劃眼1-2遍，提高了環(huán)空返速，適當(dāng)?shù)卦龃罅司?；③加?qiáng)短起下鉆的次數(shù)，特別是Φ311．2mm井眼，堅(jiān)持100-150m短起下鉆一次，每次起下鉆以起到上次起鉆之上沒有顯示為止；④單泵決不能鉆進(jìn)，泵上水不好不鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)早開泵、晚停泵，盡量延長循環(huán)時(shí)間的方法。盡量提高鉆井液排量，提高環(huán)空返速；⑤合理控制鉆速，避免鉆井液中鉆屑含量過高；⑥增大鉆井液排量，環(huán)空返速大于0．9m/s，減少下井壁巖屑的聚集和下沉；⑦盡量提高鉆井液密度和粘度，提高鉆井液的懸浮能力。

(4)摩阻、扭矩控制

在優(yōu)化井身軌跡的基礎(chǔ)上，從改善泥餅質(zhì)量和潤滑劑的潤滑機(jī)理入手，采取了選用石墨粉、聚合醇、原油（前期18%以上，后期井里出原油達(dá)到了30%）等潤滑劑；從簡化鉆具結(jié)構(gòu)入手，盡可能使用常規(guī)鉆具，并用加重鉆桿代替大部分鉆鋌。在一定程度上控制了摩阻、扭矩，滿足了現(xiàn)場施工的需要。

針對粘卡、磨阻扭矩問題，采取了如下工程技術(shù)措施：

①加快接單根的速度，接單根前作好準(zhǔn)備工作，保證設(shè)備靈活好用；②循環(huán)或檢修設(shè)備時(shí)，嚴(yán)禁鉆具在井內(nèi)靜止，上下活動距離在一個(gè)單根長度之上；③及時(shí)混入原油等潤滑劑，減小磨阻和扭矩；④控制好井身軌跡，減小狗腿度，達(dá)到減小磨阻和扭矩的目的。

此外，在三開后還采取了套管防磨技術(shù)，在造斜點(diǎn)以上每10柱一個(gè)、造斜段每5柱一個(gè)、斜井段每10柱一個(gè)防磨接頭，有效地保護(hù)了技術(shù)套管；鉆桿定期倒換，加重鉆桿、鉆鋌和接頭每次起下鉆檢查磨損情況、定期探傷或更換等措施，保證了鉆具的安全使用，防止了井下復(fù)雜事故的發(fā)生。

總結(jié)

(1)大位移井由于井斜大，造成牙輪鉆頭偏磨嚴(yán)重，使用壽命短，在非砂礫巖體，應(yīng)盡可能地使用PDC鉆頭。(2)在大位移穩(wěn)斜鉆進(jìn)中，應(yīng)盡可能使用常規(guī)鉆具，避免使用井下動力鉆具，以減少井下復(fù)雜事故發(fā)生的可能性。(3)高潤滑性能、優(yōu)質(zhì)的鉆井液體系是實(shí)現(xiàn)大位移鉆井的保障。(4)造斜點(diǎn)前提，造斜點(diǎn)由設(shè)計(jì)的1500米降到1091米，使最大井斜角49．96由減小到47．55°，使后續(xù)施工難度相應(yīng)減小。(5)加強(qiáng)鉆具管理，定期檢查、倒換、探傷和更換。

張磊（1991～），女，中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院，研究方向：鉆井工程設(shè)計(jì)方向。

((責(zé)任編：盧鳳英)

Well Drilling Technology of Xin 176-slanting 22 Large Displacement well

Zhang Lei

（Well Drilling Technology Research Institute, Sinopec Victory Petroleum Engineering Co., ltd, Shandong, 257000）

For the large displaced construction work of Xin 176-slanting 22 large well borehole and long naked borehole, this paper has taken collating from the aspects of track controlling, drill types, well drilling parameter optimization, well bore stability, borehole cleansing, friction resistance, torque control and technology casing protection etc., besides, it also has concluded the optimized fast well drilling technology suitable for the large displacement of well in this block.

large displacement；optimized fast well drilling；well bore track；borehole cleansing

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