ZP24-P2長水平段水平井鉆井施工實踐與認識

于長華

（大慶鉆探工程公司鉆井一公司， 黑龍江 大慶 163411）

Z22區(qū)塊的主力油層為F油層，平均單砂層厚度一般在1.2m～5.2m，常規(guī)巖心分析孔隙度一般為9.0%～12.9%，平均為10.5%，滲透率一般為0.10×10-3～1.47×10-3μm2，平均為1.04×10-3μm2，屬低孔、特低滲儲層，因此部署了長水平段水平井ZP24-P2井進行開發(fā)。

1 井眼軌道優(yōu)化

在ZP24-P2井井眼軌道設計中選擇“直—增—穩(wěn)—增—水平”的變曲率多圓弧剖面類型，該剖面特點是軌道比較圓滑，能夠最大限度降低施工摩阻與扭矩。通過靶前位移和造斜率的優(yōu)化，最后優(yōu)選造斜點位置為1513.00m，靶前位移為403.00m，最大造斜率為4.80°/30m，最終優(yōu)化形成的井眼軌道如表1所示。

表1 往復機械振動標準

2 鉆井施工技術(shù)

2.1 井眼軌跡控制技術(shù)

2.1.1 造斜段軌跡控制技術(shù)

ZP24-P2井的造斜段要在Φ311.2mm井眼中完成，鉆具組合為：Φ311.20mmBIT×0.40m+Φ216.00mmLZ×7.58m+Φ203.00mmJHF×0.59m+Φ203.00mmLWD×6.49m+Φ206.00mmMDC×8.83m+Φ 178.00mmDC×55.63m+Φ127.00mmHWDP×56.6 9m+Φ127.00mmDP×572.98m+Φ127.00mmHWDP×224.22m+Φ127.00mmDP。施工之前根據(jù)直井段的井斜角、位移偏差對井眼軌跡進行重新修正設計，施工中首先連續(xù)定向4個單根，摸索出該套鉆具組合在該井的實際造斜率，然后通過計算確定合理的滑動鉆進和復合鉆進的最佳進尺，既實現(xiàn)了井眼軌跡的平滑，又保證了井眼軌跡的精確控制。

2.1.2 水平段軌跡控制技術(shù)

為了能夠?qū)崿F(xiàn)水平段超過2500.00m的施工目標，并保證砂巖的鉆遇率，因此應用旋轉(zhuǎn)導向工具進行施工，具體組合為：Φ215.90 mmBIT×0.36m+Φ172.00mmXZDX×17.41m+Φ203.00mmSTB×1.74m+Φ127.00mmMHWD P×9.18m+Φ172.00mmJHF×0.50m+Φ127.00 mmHWDP×56.69m+Φ127.00mmDP×3378.82+Φ127.00mmHWDP×224.22m+Φ127.00mmDP。由于該井水平段超長，油層砂體發(fā)育不連續(xù)，因此現(xiàn)場施工建立精確地質(zhì)模型，結(jié)合實鉆的伽馬、電阻率曲線和錄井巖屑、烴值顯示情況修正模型，并隨時調(diào)整井斜角和方位角，至完鉆井深4670.00m時實現(xiàn)了水平段砂巖鉆遇率91.5%。

2.2 井眼清潔技術(shù)

2.2.1 優(yōu)化鉆井參數(shù)

鉆井排量和頂驅(qū)轉(zhuǎn)速對鉆井液的攜巖性能有著非常大的影響，因此在ZP24-P2井的施工中對這2個參數(shù)做進一步優(yōu)化，以保證井眼清潔。以機械鉆速為6.5m/h，鉆井液密度1.40g/cm3，表觀黏度60s，塑性黏度26mPa.s，動切力12Pa，頂驅(qū)轉(zhuǎn)速80r/min、100r/min為模擬條件，利用軟件對28L/S～32L/S不同鉆井排量、頂驅(qū)轉(zhuǎn)速下的巖屑床形成厚度進行模擬，結(jié)果表明在頂驅(qū)轉(zhuǎn)速80r/min時，隨著鉆井泵排量的增加，巖屑床厚度逐漸減小，當鉆井泵排量達到32L/S時，產(chǎn)生的巖屑床厚度為4mm左右。保證相同排量，提高頂驅(qū)轉(zhuǎn)速到100r/min，此時排量32L/S所產(chǎn)生的巖屑床厚度僅為2mm左右，因此在ZP24-P2井的施工中鉆井泵的排量一直未低于32L/S，頂驅(qū)轉(zhuǎn)速一直在100r/min以上，起到了很好的攜巖效果。

2.2.2 其它井眼清潔措施

ZP24-P2井施工中，除了優(yōu)化鉆井排量和頂驅(qū)轉(zhuǎn)速外，還采取了以下井眼凈化措施：一是優(yōu)化鉆井液性能，保證鉆井液動塑比。研究表明鉆井液的動塑比越大攜巖效果越好，因此在該井施工中鉆井液的動塑比一直未低于0.4，有效地保證了鉆井液的攜巖效果；二是強化固控設備的使用，及時清除巖屑。振動篩均更換為200目篩布，做好一級固控，同時應用除砂/除泥一體機和中、高速離心機，使這些設備的使用率不低于90%，有效地清除鉆井液中的有害固相含量。三是根據(jù)井下施工的摩阻/扭矩和返砂情況及時進行短起下鉆，下鉆到底后大排量循環(huán)2周以上，直到振動篩無砂后方可鉆進。

2.3 摩阻/扭矩監(jiān)測控制技術(shù)

隨著水平段的不斷增長，摩阻和旋轉(zhuǎn)扭矩是影響長水平段水平井施工安全和水平段最大化延伸的障礙，因此采取減小摩阻，降低旋轉(zhuǎn)扭矩的措施是長水平段水平井成功實施的關(guān)鍵。在ZP24-P2井水平段施工中實時測量鉆具上提和下放的摩阻情況，然后根據(jù)摩阻反算摩阻系數(shù)，再根據(jù)反算的摩阻系數(shù)計算待鉆井段的摩阻與旋轉(zhuǎn)扭矩，當發(fā)現(xiàn)待鉆井摩阻與扭矩超過施工承受范圍后及時采取在鉆井液中補充潤滑劑、進行短起下鉆、大排量洗井等措施，來降低施工摩阻和扭矩，保障施工安全。

3 結(jié)論與認識

（1）在施工中根據(jù)井眼軌跡控制不同階段特點選用合理的鉆具組合和工具，保證了井眼軌跡控制的準確性，實現(xiàn)了砂巖鉆遇率的最大化。

（2）通過優(yōu)化鉆井排量和頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，采取合理的井眼凈化技術(shù)措施，保證了井眼凈化，減少了巖屑床的形成，實現(xiàn)了井下施工的安全。

（3）實時監(jiān)測施工的摩阻和旋轉(zhuǎn)扭矩，計算裸眼井段摩阻系數(shù)，從工程技術(shù)和鉆井液處理兩個方面采取相關(guān)措施降低施工的摩阻和旋轉(zhuǎn)扭矩，實現(xiàn)了水平段的最大化延伸。

◆參考文獻

[1] 胥豪，鄧紅琳，牛洪波，等. 大牛地氣田長水平段水平井優(yōu)化設計與施工—以DP31H井為例[J].鉆采工藝，2013，36(5)：26-29+32

[2] 張凱. 大慶垣平1大位移井的鉆井技術(shù)[J].石油鉆采工藝，2014，36(1)：26-28.