交運1井優(yōu)快鉆井技術(shù)

胡成峰

摘 要：交運1井是確定交運溫泉小區(qū)地層系列及水溫、水量資料，為交運社區(qū)地熱供暖提供熱能保障的一口定向采灌井。施工難點是蓋層細砂巖和雜色泥質(zhì)互層，孔隙度大，大井眼定向造斜易出現(xiàn)造斜率偏低的現(xiàn)象。施工中定向、增斜段段使用單彎單扶螺桿滑動與復合控制軌跡，優(yōu)選鉆井參數(shù)，使用HAT127和HJ517系列牙輪鉆頭提高機械鉆速。

關(guān)鍵詞：定向采灌井；HAT127、HJ517系列鉆頭；井眼軌跡控制；

1 概述

交運1井位于大名縣城交運溫泉小區(qū)附近，是一口定向采灌井。施工中推廣優(yōu)快鉆井技術(shù)，選用HAT127和HJ517系列牙輪鉆頭針對該區(qū)塊存在的軌跡控制、井壁穩(wěn)定等技術(shù)難點，開展技術(shù)攻關(guān)，優(yōu)質(zhì)快速完成了施工任務(wù)該井實際完井井深2055m，最大井斜41.80°，完鉆垂深1749.60m，水平位移887.61m，鉆井周期12天13小時，建井周期16天8小時，平均機械鉆速23.62m/h。交運1井為該區(qū)塊后續(xù)施工提供了借鑒。

交運1井井身結(jié)構(gòu)：

一開：444.5mm*498m+339.7mm*497.17m，

二開：311.2mm*1328m+244.5mm*454.3-1327.6m，

三開：215.9mm*2055m+177.8mm1303.21-2055m

2 施工重點

1）針對該區(qū)塊，優(yōu)選鉆頭類型，合理優(yōu)化鉆進參數(shù)，提高機械鉆速；

2）造斜段控壓鉆進，提高造斜率，為后續(xù)施工和中靶打好基礎(chǔ)；

3）完井使用尾管懸掛完井，下尾管前認真組織通井，合理選擇通井鉆具結(jié)構(gòu)，起鉆前調(diào)整好鉆井液性能，保證下尾管順利。

3 優(yōu)化鉆井技術(shù)應(yīng)用

3.1優(yōu)選HAT127、HJ517系類鉆頭

二開使用311.2mmHAT127G系列牙輪鉆頭，進尺830m，平均機械鉆速17.29m/h；三開使用215.9mmHJ517G系列牙輪鉆頭，進尺702m，平均機械鉆速22.65 m/h；

3.2井眼軌跡控制

井眼軌跡控制能力高低是定向井技術(shù)的核心，不但影響后續(xù)完井作業(yè)，同時也影響整個鉆井速度；通過合理加壓，加入潤滑劑保證井眼軌跡圓滑不僅能提高全井機械鉆速，而且能預(yù)防井下復雜事故。二開鉆頭選用HAT127銑齒鉆頭，三開選用HJ517G鉆頭，加快了鉆井速度，保證鉆頭的安全，同時保證定向時工具面穩(wěn)定，控制好井身結(jié)構(gòu)。

3.2.1直井段防斜打直

交運1井一開（0.00～498.00m）使用Φ444.5mmSKG124鉆頭，采用塔式鉆具組合：Φ444.5mmSKG124鉆頭+Φ203.2mmDC×3根+Φ177.8mmDC×3根+Φ127mmDP，配以較高的水力參數(shù)，隨著鉆進井深的不斷加深，按鉆柱浮重的80-85%加壓。

一開井段地層膠結(jié)疏松，鉆速快，易垮塌、擴徑。一開的工作重點是保證井眼開直，保證下步施工方便因此要選用合理的鉆井參數(shù)。開始鉆進時采用高鉆速90r/min，低鉆壓30KN，輕壓吊打，隨井深逐漸增壓。鉆進中保證排量不低于50L/s，堅持大排量，提高水眼噴射速度，有利于水利破巖和清潔井底，有效提高機械鉆速。該井段最大井斜0.45°。

3.2.2二開定向造斜、穩(wěn)斜、增斜段（498.00～1328.00m）

本井為“直-增-穩(wěn)”三段制的定向井，實際造斜點518.73m。保證井身軌跡增斜趨勢不變、圓滑，用大排量形成開放式井眼，避免定點循環(huán)造成井眼不規(guī)則。測斜時，為減少動力鉆具在井下對井壁的沖刷，每次測斜時降低排量。這樣既能保證井徑擴大率，又實現(xiàn)了施工的連續(xù)性，避免出現(xiàn)大肚子井段，為今后的起下鉆和完井作業(yè)奠定了基礎(chǔ)。

采用鉆具組合：Φ311.2mmHAT127+Φ197mm×1.5°單彎螺桿+Φ127mmNMHWDP×1+Φ127mmHWDP×18根+Φ127mm鉆桿。進行定向增斜、穩(wěn)斜，鉆壓60-80KN，排量45L/s，泵壓13MPa。

鉆井施工過程中，根據(jù)測斜情況及井眼軌跡設(shè)計，精確預(yù)測下部井斜、方位并及時調(diào)整鉆具組合及鉆井參數(shù)；每鉆進100-200m或根據(jù)井下實際情況進行短起下；接單根、測斜等施工動作迅速，循環(huán)充分，及時處理好鉆井液，避免井下復雜。

3.2.3三開穩(wěn)斜段（1328～2055m）

三開采用鉆具組合：Φ215.9mmHAT127+Φ172mm×1.5°單彎螺桿+Φ127mmNMHWDP×1+Φ127mmHWDP×18根+Φ127mm鉆桿。三開施工中實時監(jiān)控鉆井的井斜、方位情況，及時調(diào)整鉆井參數(shù)，復合鉆進時的鉆壓一般為60～80kN，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速60r/min，定向鉆進時的鉆壓根據(jù)井眼的實際情況而定一般為80～100kN。鉆時快的情況下劃眼2-3遍，保證井底巖屑返出地面。井斜大、摩阻大，上提下放看好指重表，慢提慢放，在接單根時做到晚停泵早開泵。本井完鉆電測井身井斜及全角變化率均符合設(shè)計及規(guī)范要求。

4 洗井與試水技術(shù)

洗井與試水是采灌井的重要環(huán)節(jié)，成功與否是整口井最后能否順利交井的關(guān)鍵。本井采用壓風機氣舉方式進行洗井，洗井結(jié)束后大排量抽水24小時停泵恢復4小時開始測定靜水位，靜水位為-72m。根據(jù)地質(zhì)技術(shù)設(shè)計要求和規(guī)范規(guī)定，該井進行了三次落程抽水試驗。

試驗結(jié)果如下：

大落程抽水：靜水位：-71m，動水位：-112m，流量：155m3/h，溫度：56℃

中落程抽水：靜水位：-71m，動水位：-104m，流量：120m3/h，溫度：56℃

小落程抽水：靜水位：-71m，動水位：-94m， 流量：104m3/h，溫度：56℃

5 完井工藝技術(shù)

完鉆后，循環(huán)不得少于2個循環(huán)周，以確保井底巖屑能夠反出干凈，搞好短起下，起鉆時用一檔起，反復活動起出鉆具。本井三開使用215.9mm鉆頭，下177.8mm尾管，由于尾管與井眼間隙小，選用以下鉆具通井：Φ215.9mm鉆頭+Φ177.8mm鉆鋌1根+Φ212mm螺旋扶正器+Φ177.8mm鉆鋌1根+Φ212mm螺旋扶正器+Φ177.8mm鉆鋌1根+Φ127mm 斜臺肩鉆桿+Φ127mm 加重鉆桿+Φ127mm 斜臺肩鉆桿。在全角變化率大的井段、遇阻點、泥巖層、水層及距井底100米井段反復劃眼，到底后大排量（40L/S）循環(huán)，以確保下尾管順利。

下套管過程中按操作規(guī)范動作，確保管柱安全。下完尾管接懸掛器前必須灌滿泥漿，每下入30根套灌滿一次鉆井液。下套管時控制下放速度，盡量讓套管在自身重力引導下溜入井眼中，如遇阻則不可多拔，上提至原懸重慢慢下放過遇阻段。灌泥漿時不要活動套管串，防止地層過于松軟，套管接箍來回上拉刮劃井壁，堆積過多泥巴造成下套管困難。

6 結(jié)論和認識

1）優(yōu)選HAT127、HJ517系類鉆頭適用于該區(qū)塊地層，可以有效提高該區(qū)域灌采井施工速度；

2）定向鉆進打完單根測斜時，為減少對井壁的沖刷，保證適度的井徑擴大率，避免出現(xiàn)大肚子井眼，需要每次測斜時降低排量。

參考文獻：

[1] 陳庭根.管志川.鉆井工程理論與技術(shù)[M].東營：石油大學出社，2000.

[2] 鉆井工程技術(shù)手冊 [M].北京：中國石化出版社.2011.