劉仕銀 羅劍波
摘要:順北1CX井為順北油田第一口小套管開(kāi)窗側(cè)鉆井,該井目的層埋深超過(guò)7300m,具有超深、超高壓、超高溫的特點(diǎn),由于兩次裸眼側(cè)鉆均未能成功采用套管開(kāi)窗側(cè)鉆。順北1CX井在139.7mm套管開(kāi)窗存在開(kāi)窗難度大、小鉆具剛性弱、軌跡控制難等系列問(wèn)題,結(jié)合順北1CX井套管開(kāi)窗側(cè)鉆闡述了超深小套管開(kāi)窗作業(yè)技術(shù)、超深小井眼定向技術(shù)及關(guān)鍵鉆井液技術(shù),對(duì)今后超深小套管開(kāi)窗側(cè)鉆作業(yè)有較高借鑒意義。
關(guān)鍵詞:順北1CX井;超深;小套管;開(kāi)窗側(cè)鉆
一、老井基本情況
順北1井于2013年4月16日18:00開(kāi)鉆,至2014年7月22日5:00完鉆,設(shè)計(jì)完鉆井深7500.59m,實(shí)際完鉆井深7446m。全井平均機(jī)械鉆速3.30m/h,純鉆利用率24.69%,全井鉆井周期461.45天(中途測(cè)試35.14天)。完井期間打塞回填至7320m,對(duì)奧陶系裸眼井段進(jìn)行酸壓測(cè)試,順北1井身結(jié)構(gòu)見(jiàn)表1。
二、超深小套管開(kāi)窗難點(diǎn)分析
1? 開(kāi)窗準(zhǔn)備
1)井底溫度超過(guò)常溫陀螺額定工作溫度,無(wú)法直接測(cè)量工具面。2)循環(huán)排量小,砂子和雜物易堆積在定向接頭處,容易造成座鍵困難。3)斜向器丟手判斷難度大[1-2]。
2? 開(kāi)窗作業(yè)
1)Φ139.7mm套管鋼級(jí)高(TP140V),開(kāi)窗鉆具小,易造成鉆具疲勞,發(fā)生鉆具故障。2)銑削窗口時(shí)參數(shù)不當(dāng),導(dǎo)致導(dǎo)斜器發(fā)生軸向移動(dòng)。3)鉆桿尺寸小,循環(huán)壓耗大,施工中往往排量較低,異常高壓。4)因攜帶鐵屑,對(duì)鉆井液攜帶能力要求較高,粘度較高鉆井液流型較差[2-3]。
3 ?小井眼定向
3.1井眼軌跡控制
1)地層經(jīng)過(guò)酸化后,造斜率發(fā)生重大改變。2)95mm小螺桿鉆具造斜規(guī)律不易掌握。3)鉆具超過(guò)7200m,工具面擺放困難或穩(wěn)定較困難。4)數(shù)據(jù)傳至地面信號(hào)衰減快,地面解碼難度大,加之隨鉆測(cè)斜測(cè)量數(shù)據(jù)存在滯后問(wèn)題,井下實(shí)際造斜規(guī)律難以實(shí)時(shí)掌握[3-4]。
3.2地層溫度高
井底循環(huán)溫度在150℃左右,對(duì)MWD隨鉆測(cè)斜儀工作環(huán)境影響嚴(yán)重,一般螺桿鉆具耐高溫能力差,使用一段時(shí)間后,螺桿定子膠皮就開(kāi)始老化脫膠,易造成井下螺桿故障[3-4]。
3.3鉆具受力復(fù)雜
奧陶系地層難以形成潤(rùn)滑性能好的高質(zhì)量泥餅,同時(shí)造斜率高、狗腿度大,導(dǎo)致鉆具與井壁之間的摩阻大,滑動(dòng)鉆進(jìn)鉆壓傳遞困難。
4.泥巖穩(wěn)定
1)桑塔木底部泥巖、恰爾巴克組上部紅棕色灰質(zhì)泥巖段易發(fā)生掉塊等復(fù)雜情況。2)一間房地層經(jīng)過(guò)酸化后承壓能力可能下降。3)桑塔木組和恰爾巴克組與一間房組屬于不同的兩套壓力系統(tǒng),同一開(kāi)次施工極易造成井壁坍塌、井漏、掉快卡鉆等井下復(fù)雜[4-5]。
三、順北1CX井超深小套管開(kāi)窗側(cè)鉆實(shí)踐
該井原設(shè)計(jì)裸眼側(cè)鉆,設(shè)計(jì)造斜點(diǎn)7283m,側(cè)鉆層位位于恰爾巴克組底部,由于兩次裸眼側(cè)鉆均未成功改為139.7mm套管開(kāi)窗側(cè)鉆,設(shè)計(jì)側(cè)鉆點(diǎn)位置7259m,側(cè)鉆層位位于良里塔格組頂部(剖面見(jiàn)表3)。
1? 開(kāi)窗準(zhǔn)備
1.1刮管施工
1)打塞完起鉆20柱至6700m反循環(huán),起鉆至6618m緩慢蹩壓至15MPa候凝保障水泥塞質(zhì)量。2)下鉆至7056.54m探到塞面,下壓8t位置不變,掃塞至7264m,套管試壓20MPa壓力不降。3)刮管器本體外徑114mm,刮刀外徑 136mm,長(zhǎng)度1.01m,刮刀6片。4)刮管鉆具:刮管器+211*DS310+88.9mm非標(biāo)鉆桿+DS311*310+88.9mm加重鉆桿+88.9mm鉆桿+311*410+411*520+139.7mm鉆桿。5)下鉆緩慢操作,控制遇阻不超過(guò)2t,對(duì) 7244-7264m反復(fù)刮管4次。
1.2下斜向器
1)送放鉆具:斜向器+定向接頭+211×DS310+88.9mm非標(biāo)鉆桿+DS311*310+88.9mm鉆桿+定向接頭+311*410+411*520+139.7mm鉆桿。2)下鉆至2625m反循環(huán),陀螺坐鍵測(cè)定工具面,繼續(xù)下鉆至7255m反循環(huán)測(cè)再次測(cè)定工具面,利用兩次工具面角差計(jì)算井底斜向器方位,倒轉(zhuǎn)鉆具進(jìn)行調(diào)整。本井測(cè)定過(guò)程中因方位不穩(wěn)更換三套陀螺,最后充分反循環(huán)坐鍵到位。3)投球、開(kāi)泵憋壓至25MPa穩(wěn)壓5min坐封,下壓8t位置不變,正轉(zhuǎn)50圈丟手,上提2m再下放驗(yàn)證丟手成功。
2? 開(kāi)窗作業(yè)
2.1鉆具組合
121mm銑錐+211×DS310+88.9mm非標(biāo)鉆桿*+DS311*310+88.9mm加重鉆桿*39根+ 88.9mm鉆桿+311*410+411*520+139.7mm鉆桿。
2.2開(kāi)窗控制
1)銑錐進(jìn)入139.7mm套管懸掛器嚴(yán)格控制速度。2)實(shí)探斜向器位置7256.51m,下壓20KN,反復(fù)3次位置不變。3)開(kāi)窗鉆壓5~10kN、轉(zhuǎn)速35~50r/min、排量8~10L/s,開(kāi)窗磨銑15cm后,鉆壓增至20~30kN,開(kāi)窗作業(yè)進(jìn)尺2.76m。4)開(kāi)窗中每磨銑30cm上下活動(dòng)鉆具修窗、清洗井底碎鐵屑。5)開(kāi)窗完對(duì)上下窗口各磨銑3次,上下活動(dòng)顯示不超10KN。6)開(kāi)窗完提高排量至15L/s循環(huán),分兩次打入60m3粘度120s稠漿清洗井底。
3? 小井眼定向施工
3.1定向工具選擇
使用百施特M0864 型6刀翼定向鉆頭、美國(guó)APS抗高溫小井眼MWD儀器,螺桿方面,造斜段使用立林抗150℃高溫螺桿,穩(wěn)斜段使用抗180℃高溫螺桿。