影響Y區(qū)塊定向井施工效率因素及措施探討

李金力

摘 要：Y區(qū)塊由于受到地面條件的限制，部署的平臺(tái)定向井具有井斜角大、位移長的特點(diǎn)，因此在定向井施工中施工效率相比于常規(guī)定向井低。為了提高Y區(qū)塊定向井施工效率，對(duì)影響Y區(qū)塊定向井施工效率的因素進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上從多個(gè)方面制定了提高Y區(qū)塊定向井施工效率的技術(shù)對(duì)策，對(duì)提高Y區(qū)塊定向井施工效率具有非常重要的作用。

關(guān)鍵詞：施工效率；影響因素；技術(shù)對(duì)策

Y區(qū)塊位于SL盆地中央坳陷區(qū)Y斷裂帶北部，長約20km，寬15km，面積1800km2。Y區(qū)塊地表主要為草原、湖泊和耕地，出于安全環(huán)保方面的總體規(guī)劃，鉆井施工會(huì)受到一定的限制，因此設(shè)計(jì)的定向井具有井斜角大、位移長的特點(diǎn)，總體上施工效率也比較低，因此為了提高該區(qū)塊定向井的施工效率，進(jìn)行了該區(qū)塊定向井鉆井提速、提效配套技術(shù)研究。

1 影響施工效率因素分析

1.1 鉆頭選型不合理

鉆頭是提高鉆井施工效率，破碎巖石的主要工具，鉆頭與地層適應(yīng)性好壞與機(jī)械鉆速、單只鉆頭進(jìn)尺都息息相關(guān)。通過對(duì)Y區(qū)塊以往井施工資料進(jìn)行查詢，結(jié)合該區(qū)塊的巖性和巖石可鉆性，系統(tǒng)分析后發(fā)現(xiàn)該區(qū)塊屬于軟-中硬地層，而且該區(qū)塊的上部300米左右還存在大段的流沙層，因此施工中想一個(gè)鉆頭完鉆幾乎不太可能，往往要更換一次鉆頭或者幾次才能完成鉆井施工，因此造成該區(qū)塊施工的定向井行程鉆速低，增加了該區(qū)塊施工的定向井的周期。

1.2 軌跡控制困難

通過對(duì)某區(qū)塊以往施工的定向井施工井史資料進(jìn)行調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)，該區(qū)塊施工的定向井井眼軌跡剖面主要為三段制的直-增-穩(wěn)形式，這種剖面雖然設(shè)計(jì)簡單，有利于現(xiàn)場(chǎng)定向操作，但隨著穩(wěn)斜井段不斷地增長，施工摩阻的也不斷增大，使用MWD隨鉆儀器+螺桿鉆具進(jìn)行定向施工中工具面難以控制，而且調(diào)整也比較困難，導(dǎo)致不能有效控制井眼軌跡，為準(zhǔn)確中靶埋下了隱患。

1.3 容易形成巖屑床

各項(xiàng)研究資料都表明，隨著井斜角不斷地增大，鉆具會(huì)在井眼中形成偏心環(huán)空，使鉆頭破碎的巖屑上返越來越困難，在下井壁會(huì)形成巖屑堆積而形成巖屑床，隨著巖屑床厚度的不斷增加，會(huì)使起下鉆具發(fā)生阻卡的情況，發(fā)生井下復(fù)雜。

2 提高Y區(qū)塊定向井施工效率對(duì)策

2.1 鉆頭優(yōu)選技術(shù)

通過影響施工效率的難點(diǎn)分析我們可以發(fā)現(xiàn)，鉆頭是影響該區(qū)塊定向井施工效率的一大因素，因此要針對(duì)該區(qū)塊的地質(zhì)巖性特征進(jìn)行鉆頭優(yōu)選和個(gè)性化設(shè)計(jì)，通過調(diào)研國內(nèi)外各個(gè)鉆頭廠家生產(chǎn)的PDC鉆頭的特點(diǎn)，由針對(duì)性的對(duì)適合該區(qū)塊巖性特征的鉆頭在冠部結(jié)構(gòu)、布齒密度和鉆頭的保徑方面進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，生產(chǎn)出了適合該區(qū)塊巖性特點(diǎn)的R4624型號(hào)的PDC鉆頭。該鉆頭采用中長拋物線結(jié)構(gòu)，單排布齒，適合軟至中硬地層巖性，優(yōu)化了噴嘴與流道結(jié)構(gòu)，對(duì)井底的清洗效果更好，減少了鉆頭對(duì)巖屑的重復(fù)破碎，提高了機(jī)械鉆速，同時(shí)在保徑方面采用中長保徑，提高了對(duì)鉆頭的扶正作用，更適合定向井施工中井斜角與方位角的穩(wěn)定性，有利于井眼軌跡控制。

2.2 軌跡設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)三段制井眼軌跡既然不適合該區(qū)塊定向井施工，造成二次定向施工的現(xiàn)象比較普遍，因此需要對(duì)該區(qū)塊施工的定向井井眼軌跡進(jìn)行重新優(yōu)化設(shè)計(jì)。從力學(xué)方面的分析我們可以知道，隨著定向井井斜角的產(chǎn)生，鉆具與井壁之間的張力在不斷地增加，這也就是增加了鉆具與井壁之間的摩擦阻力，所以要盡力地減少造斜井段的長度，而且該區(qū)塊的上部還存在大段地流沙層，所以造斜點(diǎn)的選取可以適當(dāng)?shù)厣钜稽c(diǎn)，三段制定向井既然不適合該區(qū)塊施工，根據(jù)該區(qū)塊的地層傾角特點(diǎn)設(shè)計(jì)了四段制定向井軌跡剖面，即直-增-穩(wěn)-降形式，這種剖面的好處是減少了穩(wěn)斜井段的長度，利用了地層的造斜規(guī)律，提高了一次定向準(zhǔn)確中靶的成功率。

2.3 軌跡控制技術(shù)

在井眼軌跡控制過程中，為了增加一次定向成功率，減少因起下鉆倒換鉆具組合而影響行程鉆速，增加鉆井周期，所以在該區(qū)塊施工中首選應(yīng)用螺桿鉆具+MWD無線隨鉆儀器進(jìn)行跟蹤控制，在增斜過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的井眼曲率剖面進(jìn)行施工，避免井眼軌跡大起大落，減小施工的狗腿度，保證井眼光滑。穩(wěn)斜井段采用勤調(diào)整、少調(diào)整的施工原則，勤進(jìn)行測(cè)量，并輸入到定向井井眼軌跡設(shè)計(jì)與施工軟件中進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)井斜與方位有偏離設(shè)計(jì)的時(shí)候及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證井眼光滑。當(dāng)井底位移達(dá)到設(shè)計(jì)位移后把井斜降到1度左右，起鉆更好常規(guī)鉆具組合進(jìn)行施工，以此提高機(jī)械鉆速，縮短鉆井周期。

2.4 鉆井液優(yōu)化

鉆井液性能的好壞直接影響著鉆井施工的摩阻和扭矩、井壁穩(wěn)定情況。根據(jù)該井井壁易坍塌、摩阻扭矩大的實(shí)際，采用胺基與聚合醇雙重抑制作用來提高鉆井液的抑制性，降低鉆井液的高溫高壓失水，保證井壁穩(wěn)定，同時(shí)在造斜段和水平段施工中加入足量的潤滑劑，保證其含量不低于5%，提高鉆井液的潤滑性，降低施工的摩阻和扭矩，實(shí)現(xiàn)安全鉆井。

3 結(jié)束語

影響定向井施工效率的因素不是一個(gè)方面的，要從多個(gè)方面來綜合考慮影響定向井施工效率的因素，并針對(duì)影響因素從鉆頭優(yōu)選、井眼軌道剖面優(yōu)化設(shè)計(jì)、井眼軌跡精確控制、鉆井液性能優(yōu)化等方面來對(duì)提高施工效率進(jìn)行分析，這樣才能有效地提高Y區(qū)塊的定向井鉆井施工效率。

參考文獻(xiàn)：

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