南海西部潿洲油田大位移長裸眼水平井鉆井技術(shù)

趙學(xué)戰(zhàn)+徐一龍+劉智勤+楊玉豪+鄭浩鵬

摘 要：南海西部油田的潿洲油田A1H井具有井斜大，裸眼穩(wěn)斜段長和井壁穩(wěn)定性差的特點(diǎn)，導(dǎo)致井眼清潔困難，易憋漏地層及增加了卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)。文章結(jié)合南海西部海域的北部灣盆地的潿洲油田的某大位移井，分析了該井各井段的施工工藝，各井段鉆井液的技術(shù)要點(diǎn)及相應(yīng)措施，并探討了井眼軌跡控制技術(shù)，鉆具組合優(yōu)化設(shè)計(jì)，水力攜巖分析，井壁穩(wěn)定性分析等問題，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。對潿洲油田中最大水平位移A1H井鉆井難點(diǎn)的克服，對今后類似井的作業(yè)具有很好的指導(dǎo)和借鑒作用。

關(guān)鍵詞：大位移井；長裸眼井；泥球；井眼清潔；水平井

中圖分類號：TE142 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）21-0052-02

對于埋藏淺、水平位移大的儲(chǔ)層，大位移水平井使油層得以開采，并使油層段泄油面積增加，油井產(chǎn)量提高。大位移井的井斜角大、穩(wěn)斜長度大，導(dǎo)致管柱摩阻和扭矩極大幅度增加及井眼清潔困難程度增加；測深大，鉆井時(shí)間長，裸眼受鉆井液浸泡時(shí)間長，容易引發(fā)井下復(fù)雜和事故問題。

潿洲油田位于北部灣盆地2號斷裂帶的中部，油田構(gòu)造主控?cái)鄬覨1為漸新世潿洲組發(fā)育形成的斷層，是2號斷裂帶的一條分支斷層。地質(zhì)情況復(fù)雜，給施工人員帶來了很大的挑戰(zhàn)。其中最大水平位移A1H井鉆完井工程實(shí)施難度大，在南海西部及東部自營井中均無先例。在沒有前期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，整個(gè)作業(yè)從設(shè)計(jì)前期至現(xiàn)場具體作業(yè)，均在一步步摸索中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，潿洲A1H井的成功經(jīng)驗(yàn)對以后大位移井的作業(yè)具有良好的借鑒作用。

1 潿洲A1H井概況

潿洲油田共有7口水平井，均為生產(chǎn)井。A1H井是一口水平井，為最大水平位移井（水垂比：2.92，水平位移2955m），且A1H井接近高水垂比大位移井。

該井實(shí)際完鉆井深3485m，垂深1012.20m，完鉆方位76.76°，完鉆井斜89.10°，井底閉合距2962.91m。第1靶點(diǎn)斜深2870.13m，垂深1002.63m；第2靶點(diǎn)斜深3477.09m，垂深1012.07m。

淺層大位移井通常由三段構(gòu)成，即：高造斜率定向井段、很長的大斜度穩(wěn)斜延伸段和水平儲(chǔ)層段。本井工程實(shí)施難點(diǎn)在于淺層造斜段（A1H井二開444.5mm井段以4°/30m的狗腿從24″樁管鞋深度140.3m至1123m連續(xù)造斜）和大斜度穩(wěn)斜段（A1H井311.15mm以大于80°的穩(wěn)斜角鉆進(jìn)長度達(dá)1700m的裸眼段）。見圖1。

2 前期工程準(zhǔn)備

制約實(shí)施大位移井作業(yè)的主要是對鉆井設(shè)備及工具能力極限的挑戰(zhàn)。本次選用油盛號平臺(tái)作業(yè)，作業(yè)前在塢修適應(yīng)性整改。主要為：增加一臺(tái)主機(jī)，提高動(dòng)力系統(tǒng)能力；更換新頂驅(qū)，提高旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)及提升系統(tǒng)的能力等。

3 定向井技術(shù)

A1H井的二開444.5mm井段為全力造斜井段，使用大彎角馬達(dá)從160m開始以3°/30m造斜至10°，260m開始連續(xù)以4°/30m造斜率造斜到844m，后穩(wěn)斜穩(wěn)方位鉆進(jìn)。

三開311.15mm井段裸眼長1712m，采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，由于裸眼段長，鉆進(jìn)及倒劃眼短起過程中采用大排量（4000lpm），高轉(zhuǎn)速（150rpm）鉆進(jìn)，確保具有良好的環(huán)空返速，A1H井本井段鉆進(jìn)至1869m、2617m及本井段至下套管深度2831m后，分別倒劃眼起鉆至13-3/8″套管鞋內(nèi)，完成了該井段的作業(yè)。

四開215.9mm井段全長656.87m，穩(wěn)斜鉆進(jìn)，該井段選擇旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具和隨鉆測量和隨鉆測井工具，僅用一趟鉆就順利完成了井段全部作業(yè)。

4 鉆井液工藝技術(shù)

4.1 主要技術(shù)難點(diǎn)

該生產(chǎn)平臺(tái)的井口區(qū)為外掛井槽結(jié)構(gòu)，采用4×4的布井方式，且井槽中心間距只有2.20m，各井之間容易竄易漏；一開隔水導(dǎo)管是由打樁法錘入，下深受到限制，入泥僅達(dá)到55m。海床面附近的地層松軟，連通性較好，導(dǎo)管鞋處容易發(fā)生漏失；二開淺部松軟地層，造斜及井眼清潔困難；三開裸眼段長，角一段純泥巖厚層（斜厚400-500m），成巖性差，鉆進(jìn)過程中易出“泥球”現(xiàn)象，堵塞高架槽、振動(dòng)篩跑泥漿，在井內(nèi)聚集時(shí)會(huì)導(dǎo)致憋泵，ECD增加。對井眼清潔、井壁穩(wěn)定、井眼漏失都會(huì)產(chǎn)生很大影響，易出現(xiàn)復(fù)雜情況。

4.2 鉆井液應(yīng)對策略

（1）針對609.7mm隔水導(dǎo)管管鞋處的地層薄弱，容易出現(xiàn)井漏和井槽間竄漏的問題，利用常規(guī)鉆具鉆到609.7mm導(dǎo)管鞋，觀察井眼狀況，若出現(xiàn)井漏問題，則起鉆下光鉆桿打堵漏型水泥漿，利用簡單的水泥漿施工工藝進(jìn)行堵漏。

（2）降低鉆進(jìn)摩阻。井眼清潔與井壁穩(wěn)定是二開444.5mm井段鉆井液工作的重要措施之一。保持鉆井液的分散性、攜砂能力、良好的潤滑性能，保證安全和快速鉆進(jìn)。三開311.15mm井段下套管前為降低下套管摩阻，井眼內(nèi)墊入潤滑性強(qiáng)的封閉液以保證下套管到位。

（3）井眼清潔。預(yù)防泥頁巖水化起泥球及井壁失穩(wěn)問題是三開311.15mm井段鉆井液施工工作的重點(diǎn)之一。在鉆進(jìn)過程中加強(qiáng)鉆屑返出量、鉆井液的循環(huán)當(dāng)量密度（ECD）和鉆井液性能的監(jiān)測，了解井眼狀況及鉆井液性能，控制鉆速，進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹型径唐鹣裸@或倒劃眼，確保井眼清潔。

5 下套管及固井

二開444.5mm井段作業(yè)時(shí)間很短，井眼干凈，下套管和固井作業(yè)很順利。三開311.15mm井眼使用PLUS-KCL鉆井液體系，井眼干凈，井壁穩(wěn)定，下套管和固井作業(yè)順利。四開215.9mm井段下177mm篩管，鉆進(jìn)過程中采用高排量高轉(zhuǎn)速參數(shù)鉆進(jìn)保證了井眼清潔，下篩管前倒劃眼清砂并通井到底，保證了作業(yè)的順利完成。

6 施工效果及總結(jié)

（1）三開井段采用大井斜，長裸眼穩(wěn)斜的方法來進(jìn)行鉆進(jìn)，由于在該區(qū)應(yīng)用相對成熟的PDF-PLUS/KCL鉆井液，采用合理的鉆井液密度，井壁失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)小，難點(diǎn)在于井眼清潔，此次作業(yè)摸索出了較為適合鉆大位移井的鉆井液配方、維護(hù)辦法和鉆井液性能范圍，較好地解決攜砂難、易漏、摩阻大等難點(diǎn)。

（2）四開井段，使用PRD鉆井液，滿足井壁穩(wěn)定、井眼清潔及儲(chǔ)層保護(hù)需要，效果理想。

7 結(jié)論

（1）提高鉆井液的包被性、抑制性、攜帶性、潤滑性，保證井眼清潔、井壁穩(wěn)定是潿洲油田大位移水平井施工的關(guān)鍵技術(shù)。

（2）三開311.15mm井段地層角一段的泥巖易水化起“泥球”，對鉆井液性能影響大，井眼不清潔，且易造成憋漏地層、卡鉆等井下復(fù)雜情況。保證井眼清潔，解決攜砂難、易漏、摩阻大等問題。

（3）A1H井的成功完鉆克服了大位移井鉆井作業(yè)的諸多難題，摸索出了一套成熟的作業(yè)模式。A1H井創(chuàng)下北部灣水垂比新紀(jì)錄（水垂比2.92），為北部灣乃至整個(gè)南海西部海域鉆淺層大位移井積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)；三口大位移井鉆進(jìn)、起下鉆、下套管作業(yè)均未發(fā)生任何復(fù)雜情況，對比以往相似井有明顯提高。通過這次實(shí)踐，進(jìn)一步認(rèn)清了大位移井作業(yè)的特點(diǎn)，摸索出了鉆大位移井有效的鉆井工藝配套措施。

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