Q26-P20長水平段水平井施工實(shí)踐與認(rèn)識(shí)

馬 達(dá)

（大慶鉆探國際事業(yè)部沙特項(xiàng)目部，黑龍江大慶163411）

隨著井下儀器和工具的不斷開發(fā)與應(yīng)用，長水平段水平井鉆井施工也越來越受到重視，并在三低油氣藏、稠油油氣藏、小型圈閉油氣藏和海上油氣藏應(yīng)用中顯現(xiàn)了其它井型難以比擬的優(yōu)勢(shì)，因此為了降低油田開發(fā)成本、提高單井的產(chǎn)品，使致密油藏得到最大限度地開發(fā)，在SL盆地中央凹陷區(qū)Q構(gòu)造帶上部署了Q26-P20長水平段水平井，該井完鉆井深4007m，垂深1845.3m，水平位移2433m，水平段長2103m。

1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

1.1 井身結(jié)構(gòu)要點(diǎn)分析

井身結(jié)構(gòu)對(duì)與一口長水平井段水平井的施工來說是非常關(guān)鍵的，它的設(shè)計(jì)是否合理直接會(huì)影響長水平段水平井的施工效率和施工安全。對(duì)于Q26-P20長水平段水平井來說，在進(jìn)行該井的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，充分地調(diào)研了國內(nèi)外已經(jīng)施工成功的長水平段水平井的施工案例，然后根據(jù)Q構(gòu)造的地層特點(diǎn)與巖性特征，結(jié)合該區(qū)塊已經(jīng)完成的直井實(shí)際測(cè)得的3個(gè)壓力情況，綜合考慮以上因素的影響，最后確定了三開的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路，具體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示。

1.2 井眼軌跡要點(diǎn)分析

表1 Q26-P20井井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

對(duì)于一口長水平段水平井來說，要想實(shí)現(xiàn)在規(guī)定的水平位移內(nèi)實(shí)現(xiàn)水平段的最長，而且施工的摩阻最小，就需要對(duì)井眼軌跡剖面設(shè)計(jì)類型、靶前距和造斜率進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在這一思想的指引下，分別應(yīng)用軟件對(duì)單增剖面、雙增剖面和三增剖面的摩阻情況進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)分析，最終確定了三增剖面的井眼軌跡剖面類型，在確定了井眼軌跡剖面類型后再應(yīng)用軟件對(duì)不同的靶前距和不同的造斜率情況下摩阻情況做進(jìn)一步分析，最終確定施工摩阻最小的Q26-P20井的井眼軌，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如表2所示。

2 施工技術(shù)

2.1 軌跡控制技術(shù)

井眼軌跡控制是一口水平井施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，井眼軌跡控制難度的大小與油藏的發(fā)育情況、地層特點(diǎn)有著非常大的聯(lián)系，因此要想搞好井眼軌跡控制，就必須了解油藏發(fā)育情況。因此在該井的井眼軌跡設(shè)計(jì)的時(shí)候采用的是三增剖面，現(xiàn)場(chǎng)可操作性強(qiáng)，利于軌跡控制。

2.1.1 直井段軌跡控制

Q26-P20井的直井段長度為1450m，因此在直井段施工中要保證井眼開直是關(guān)鍵。使用的鉆具組合為：?215.9mm鉆頭+?214.0mm穩(wěn)定器+?172.0mm鉆具止回閥+?177.8mm 無磁鉆鋌×（8.5～9）m+?214.0mm穩(wěn)定器+?177.8mm減震器+?177.8mm鉆鋌×（17～18）m+?214.0mm穩(wěn)定器+?177.8mm鉆鋌×（127～135）m+?165.1mm螺旋鉆鋌×（26～27）m+?165.1mm震擊器+?139.7mm加重鉆桿×334.8m+?139.7mm鉆桿。施工中嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)參數(shù)，控制鉆壓不超過40kN，轉(zhuǎn)速不超過150r/min，每鉆井200m進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)斜一次，發(fā)現(xiàn)井斜有增加的趨勢(shì)要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行加密測(cè)斜，保證直井段的井斜角不超過1.5°，位移不超過10m。

2.1.2 造斜段軌跡控制

造斜段施工就是嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的井眼軌跡剖面進(jìn)行施工，在造斜施工前，根據(jù)直井段的井斜角、方位角、閉合方位角和閉合距情況對(duì)造斜到著陸這一段的井眼軌跡進(jìn)行重新修正設(shè)計(jì)，盡量利用地層的造斜規(guī)律，按照比設(shè)計(jì)造斜率高10%～20%來選取造斜工具，保證工具的造斜率，盡量對(duì)鉆具組合進(jìn)行簡化，使用倒裝鉆具組合，降低井眼施工的摩阻與扭矩，實(shí)現(xiàn)造斜段的安全、高效施工。

在造斜段的施工中，根據(jù)各種施工參數(shù)要及時(shí)預(yù)測(cè)鉆具組合的實(shí)際造斜率，保證實(shí)際造斜率滿足設(shè)計(jì)要求，或者略高于設(shè)計(jì)造斜率，發(fā)現(xiàn)井斜角有低于設(shè)計(jì)的情況要及時(shí)預(yù)測(cè)井底，避免因井斜角落后太多而采用高的造斜率，增加施工難度和施工摩阻。當(dāng)井斜角達(dá)到50°以后要與地質(zhì)導(dǎo)向人員及時(shí)進(jìn)行溝通，根據(jù)地質(zhì)導(dǎo)向人員確定的目的層深度變化進(jìn)行井斜角和造斜率的調(diào)整，保證準(zhǔn)確中靶。

表2 Q26-P20井軌跡設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

2.2 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)

當(dāng)準(zhǔn)確命中靶點(diǎn)A后，為了降低施工摩阻與扭矩，實(shí)現(xiàn)水平段最大化延伸，決定起鉆更換旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具。該工具能夠在旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的情況下調(diào)整井斜和方位，是目前比較先進(jìn)的鉆井閉環(huán)系統(tǒng)。鉆具組合：?215.9鉆頭+?172.0mm旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具+?172.0mm鉆具浮閥+?139.7mm無磁加重鉆桿×9m+?139.7mm18°斜坡鉆桿×9m+?139.7mm18°斜坡鉆桿+?139.7mm加重鉆桿×334.8m+?139.7mm鉆桿。施工中根據(jù)儲(chǔ)層的變化及時(shí)調(diào)整井斜角與方位角，保證砂巖鉆遇率。

2.3 井眼清潔技術(shù)措施

對(duì)于水平井鉆井施工而言，特別是長水平段水平井鉆井施工，當(dāng)井斜角產(chǎn)生并逐漸增大后，井下的鉆具在斜井段和水平段的受力與直井相比就發(fā)生了非常大的變化，在斜井段鉆具會(huì)在自身重力和傾斜的情況下貼近下井壁，導(dǎo)致下井壁的鉆井液流動(dòng)速度降低，特別是在水平井段的時(shí)候，定向鉆進(jìn)的時(shí)候鉆具會(huì)緊緊貼在下井壁，因此這個(gè)時(shí)候鉆井液在下井壁的流速幾乎是零，所以產(chǎn)生的巖屑就會(huì)在下井壁逐漸沉積，導(dǎo)致巖屑床的形成，造成起下鉆阻卡的發(fā)生。為了避免巖屑床的沉積主要采取了以下技術(shù)措施：

（1）優(yōu)化鉆具組合，使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具。所有的研究和現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)踐都已經(jīng)表明，在所有的鉆井參數(shù)和施工排量相同的情況下，使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具工具可以使井眼更加清潔，防止井下復(fù)雜發(fā)生。

（2）加強(qiáng)鉆井液的性能維護(hù)與調(diào)整，鉆井液的密度、粘度和動(dòng)切力對(duì)巖屑的攜帶影響非常大，因此在鉆井施工的時(shí)候要最大限度地提高鉆井液的粘度和動(dòng)切力，使鉆頭破碎的巖屑能夠及時(shí)地被攜帶到地面，保證井眼清潔。

（3）執(zhí)行技術(shù)措施，控制機(jī)械鉆速，及時(shí)進(jìn)行短起下鉆作業(yè)，在起鉆和下鉆過程中要采取劃眼、分段循環(huán)等工程技術(shù)措施來破壞已經(jīng)形成的巖屑床，保證井下安全。

3 結(jié)論

（1）進(jìn)行長水平段水平井施工，Q26-P20井的三開井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與三增剖面的井眼軌跡設(shè)計(jì)是保證該井施工順利的基礎(chǔ)。

（2）在井眼軌跡控制中，嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)措施，優(yōu)化施工參數(shù)，應(yīng)用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，保證了砂巖鉆遇率，實(shí)現(xiàn)了安全鉆井。

（3）為了控制巖屑床的形成，采取了一系列的工程技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)了安全、高效施工。

[1]孫妍.龍26-平25長水平段水平井鉆井技術(shù)[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2016，43（11）：41-44.

[2]張錦宏.彭水區(qū)塊頁巖氣水平井鉆井關(guān)鍵技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，2013，41（5）：9-15.