威頁(yè)35平臺(tái)二開(kāi)大井眼定向施工

李子杰 楊春旭 吳明波

摘要：威頁(yè)35平臺(tái)是部署在川西南坳陷北部白馬鎮(zhèn)向斜構(gòu)造，地質(zhì)條件復(fù)雜，鉆井工程施工難度大，深入分析了該平臺(tái)二開(kāi)施工過(guò)程中遇到的復(fù)雜情況以及采取的技術(shù)措施，為同臺(tái)后續(xù)開(kāi)次井作業(yè)提供了便利條件。

關(guān)鍵詞：威頁(yè)35平臺(tái);頁(yè)巖氣;龍馬溪;水平井

中圖分類號(hào)：TE242 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）12-0087-04

1工程設(shè)計(jì)

1.1井位布局

井場(chǎng)部署8口井，威頁(yè)35 1HF、威頁(yè)35-2HF、威頁(yè)35-3HF、威頁(yè)35-4HF、威頁(yè)35-5HF、威頁(yè)35-6HF、威頁(yè)35-7HF、威頁(yè)35-8HF，其中威頁(yè)35-1HF井已經(jīng)完鉆。

1.2井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

威頁(yè)35平臺(tái)采用叢式井組水平井開(kāi)發(fā)龍馬溪組頁(yè)巖氣，（1）井身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮到地層和長(zhǎng)水平段生產(chǎn)工藝的要求，各套管程序的選擇為各開(kāi)次鉆進(jìn)安全相對(duì)留有余，以保證完成鉆探目的;（2）封隔上部易漏層及淺層水、封沙溪廟組中部以上不穩(wěn)定、易漏地層;（3）龍馬溪組上部存在大套泥巖地層，在揭開(kāi)龍馬溪組頁(yè)巖層之前應(yīng)下入技術(shù)套管，封隔上部易漏、易垮塌地層。井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以威頁(yè)35-2HF井為例，導(dǎo)管、不同開(kāi)次的鉆頭尺寸、套管外徑等井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

1.3井眼軌道設(shè)計(jì)（以威頁(yè)35-2HF為例）（如表2）

2鉆井技術(shù)難點(diǎn)

（1）上部井段地層失穩(wěn)，龍馬溪組高壓裂縫發(fā)育無(wú)規(guī)律。

（2）大井眼定向，地層傾角大，直井段易井斜，定向效率低、軌跡調(diào)整頻繁。

（3）龍?zhí)督M一石牛欄組地層可鉆性差，鉆速低，鉆井周期長(zhǎng)。

（4）儲(chǔ)層埋藏深，溫度高，工具儀器失效問(wèn)題突出。

3關(guān)鍵技術(shù)

3.1摩阻扭矩分析

威頁(yè)35-6HF井井斜為27.65°，方位變化70°，施工難度最大，以威頁(yè)35-6HF井為例分析其摩阻扭矩。利用Well Dlan摩阻扭矩分析軟件，對(duì)待鉆設(shè)計(jì)井眼軌道進(jìn)行摩阻扭矩計(jì)算分析，優(yōu)選摩阻扭矩較小的施工剖面，指導(dǎo)施工。

鉆具組合：Ф311.2mmPDC+Ф216raml.25°等壁厚螺桿（308mm扶正塊）+Ф300mm扶正器+回壓閥+Ф203.2mm無(wú)磁鉆鋌×1根+MWD短節(jié)+Ф203.2mm鉆鋌×3根+Ф139.7mmHWDPx48根+Ф139.7mmDP。

（1）摩擦系數(shù)：套管內(nèi)摩擦系數(shù)0.25，裸眼內(nèi)摩擦系數(shù)分別取0.30、0.35、0.40、0.45。

（2）鉆井參數(shù)：鉆壓40kN，鉆頭扭矩6kN·m。

（3）水基鉆井液，鉆井液密度1.75g/cm³，塑性黏度30mPa.s，屈服值10Pa。

計(jì)算結(jié)論（如表3）：a.本井二開(kāi)扭矩較小，屬于可控狀態(tài);b.隨著摩阻系數(shù)的增加，摩阻和扭矩均增加;c.摩阻系數(shù)為0.45時(shí)，在滑動(dòng)鉆進(jìn)工況下，計(jì)算摩阻65.4kN，不發(fā)生屈曲?？傮w而言，二開(kāi)井眼軌道簡(jiǎn)單，摩阻扭矩不大。

3.2水力參數(shù)分析

利用WellDlan水力計(jì)算分析模塊，對(duì)二開(kāi)待鉆設(shè)計(jì)井眼軌道進(jìn)行水力參數(shù)分析，計(jì)算泵壓數(shù)據(jù)，以及考慮在扭方位井段摩阻大的情況下，是否滿足下入水力振蕩器的要求。模擬計(jì)算參數(shù)如表4。

經(jīng)過(guò)計(jì)算分析可知，在滑動(dòng)摩阻較大的扭方位井段，定向效率低的情況下，可以在BHA中加入水力振蕩器，解決脫壓?jiǎn)栴}。

4現(xiàn)場(chǎng)施工及效果

4.1一開(kāi)鉆進(jìn)

鉆具組合1（小鐘擺防斜打直）：Ф406.4mmPDC+Ф254mm扭沖工具+Ф244mm0.5°等壁厚螺桿（帶402mm螺旋扶正器）+浮閥（731*730）+Ф402mm扶正器+Ф228.6mm回壓閥+Ф228.6mm鉆鋌3根+Ф228.6mm無(wú)磁鉆鋌1根+Ф203mmMWD無(wú)磁短節(jié)+Ф203mm鉆鋌6根+Ф631x520+Ф139.7mm鉆桿。

鉆具組合2（糾斜繞障）：Ф406.4mm三牙輪+Ф244mm1.5°等壁厚螺桿+Ф228.6mm回壓閥+Ф228.6mm無(wú)磁鉆鋌1根+Ф203mmMWD無(wú)磁短節(jié)+Ф203mm鉆鋌6根+Ф631×520+Ф139.7mm鉆桿。

鉆井參數(shù)：鉆壓：50～120kN，轉(zhuǎn)速：50～60r/min，排量：60L/s。

技術(shù)措施：

（1）實(shí)鉆中應(yīng)根據(jù)地層巖性和可鉆性選用PDC鉆頭，鉆進(jìn)參數(shù)要隨地層變化及時(shí)調(diào)整。

（2）大尺寸鉆頭鉆進(jìn)中要操作平穩(wěn)、送鉆均勻防跳鉆，應(yīng)做好防斜、防震、防鉆頭鉆具事故的技術(shù)措施。

（3）上部地層巖性變化頻繁，掉塊嚴(yán)重，調(diào)整好鉆井液性能，維護(hù)井壁穩(wěn)定。

（4）以鉆頭選型、鉆具結(jié)構(gòu)、鉆井參數(shù)作為防斜鉆進(jìn)主要措施，提高鉆速。

（5）鉆進(jìn)時(shí)盡可能使用設(shè)計(jì)上限排量，提高鉆頭水力能量。

4.2二開(kāi)鉆進(jìn)

二開(kāi)使用Ф311.2mm鉆頭鉆至龍馬溪組頂部（井深3306/3273/3305m±、井深3278/3260/3261m±），下入Ф244.5mm套管，為下一開(kāi)次專層專打創(chuàng)造條件。

鉆具組合1（直井段）：Ф311.2mmPDC+Ф254mm扭沖+Ф244mml°等壁厚螺桿+631*630回壓閥+Ф308mm扶正器+Ф203mm無(wú)磁鉆鋌+MWD儀器短節(jié)+Ф203mm鉆鋌+柔性短接+Ф203mm隨鉆震擊器+Ф203mm鉆鋌3根+631～520+Ф139.7mmHWDPx48根+Ф139.7mm鉆桿。

本鉆具組合以復(fù)合鉆進(jìn)、提速提效為主，同時(shí)兼顧定向糾斜。

鉆具組合2（定向段穩(wěn)斜段）：Ф311.2mmPDC+Ф216mml.25°等壁厚螺桿（308mm扶正塊）+Ф300mm扶正器+回壓閥+Ф203.2mm無(wú)磁鉆鋌×1根+MWD短節(jié)+Ф203.2mm鉆鋌x3根+Ф139.7mmHWDPx48根+Ф139.7mmDP。

本鉆具組合以增斜段、穩(wěn)斜段復(fù)合鉆進(jìn)、提速提效為主，同時(shí)兼顧井身軌跡調(diào)整。

鉆井參數(shù)：鉆壓：80～100kN，轉(zhuǎn)速：螺桿+50，排量：45～50Us。

鉆具組合3（扭方位井段）：Ф11.2mmPDC+Ф216mml.5°等壁厚螺桿（308mm扶正塊）+回壓閥+Ф203.2mm無(wú)磁鉆鋌×1根+MWD短節(jié)+Ф203.2mm鉆鋌×3根+Ф139.7mm加重鉆桿×15根+水力振蕩器+Ф139.7mm加重鉆桿x33根+Ф139.7mmDP。

本鉆具組合以增斜段、穩(wěn)斜段復(fù)合鉆進(jìn)、提速提效為主，同時(shí)兼顧井身軌跡調(diào)整。

鉆井參數(shù)：鉆壓：80-100kN，轉(zhuǎn)速：螺桿，排量：45～50L/s。

技術(shù)措施：

（1）實(shí)鉆中應(yīng)根據(jù)具體情況及時(shí)更換相應(yīng)的鉆具組合，同時(shí)摸清地層造斜特性，并根據(jù)地層巖性和可鉆性選用高效PDC鉆頭，鉆進(jìn)參數(shù)要隨地層變化及時(shí)調(diào)整。

（2）按鉆井設(shè)計(jì)要求做好鉆井液性能維護(hù)與處理，井場(chǎng)應(yīng)備有相應(yīng)的堵漏材料及除硫劑，并按設(shè)計(jì)儲(chǔ)備足量?jī)?yōu)質(zhì)鉆井液。

（3）龍?zhí)督M巖性鋁土質(zhì)泥巖夾頁(yè)巖及凝灰質(zhì)砂巖，存在煤層、碳質(zhì)頁(yè)巖。鉆進(jìn)中，要注意井下變化，如有垮塌現(xiàn)象，要及時(shí)調(diào)整鉆井液性能確保井下正常。嚴(yán)防垮塌卡鉆和井漏引起井下復(fù)雜情況和事故。

（4）直井段要確保打直，根據(jù)鉆具組合控制鉆壓，如果井斜過(guò)大，應(yīng)立即采取糾斜措施，并注意防止糾斜過(guò)急出現(xiàn)較大狗腿度而產(chǎn)生鍵槽。

4.3施工效果（如表5）

5結(jié)束語(yǔ)

（1）頁(yè)巖氣井鉆井提速首先從設(shè)計(jì)入手，進(jìn)一步優(yōu)化軌道設(shè)計(jì)，二開(kāi)設(shè)計(jì)井段不扭方位，減少二開(kāi)定向工作量，在滿足地質(zhì)需要前提下，盡量把造斜點(diǎn)選在可鉆性好的地層，以提高大井眼的鉆進(jìn)效率。

（2）頁(yè)巖氣井鉆井提速還需要從鉆頭選型、井下提速工具、長(zhǎng)壽命螺桿、穩(wěn)定的MwD儀器、商性能的鉆井液、優(yōu)良的鉆機(jī)設(shè)備等方面整體考慮，只有各個(gè)方面形成合力，“擰成一股繩”，才能提高全井的機(jī)械鉆速，從而降低鉆井成本。