低滲高壓區(qū)塊大井眼定向鉆井技術(shù)應(yīng)用

張 鵬

（大慶鉆探工程公司鉆井二公司，黑龍江大慶163413）

N263-X206井位于X油田G639區(qū)塊斷鼻高部位，根據(jù)實(shí)鉆情況和最新解釋，該區(qū)北側(cè)N92-73井區(qū)，N100排注水井排與斷層形成封閉，確定為注水井?dāng)鄬诱趽踺^高壓力區(qū)。該井區(qū)的井位于斷層附近P油層構(gòu)造高部位，氣層發(fā)育。待鉆井600m范圍內(nèi)共有10口注水井，最晚鉆關(guān)時(shí)間為2019年1月份，井口剩余壓力均在8MPa以上。在鉆井施工中，為保證井控安全、有效動(dòng)用目的層，技術(shù)套管需要定向鉆進(jìn)，且位移和斜度均較大。

1 設(shè)計(jì)概況

1.1 N263-X206井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（見表1）

表1 N263-X206井井身結(jié)構(gòu)

1.2 定向井井身質(zhì)量要求

1.2.1 井身剖面設(shè)計(jì)原則

（1）滿足油田開發(fā)方案要求，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)目的；

（2）根據(jù)油田的構(gòu)造特征、油氣產(chǎn)狀，有利于提高油、氣產(chǎn)量和采收率，改善投資效益；

（3）在選擇造斜點(diǎn)、井眼曲率、最大井斜角等參數(shù)時(shí)，應(yīng)有利于鉆井、采油和修井作業(yè)；

（4）在滿足地質(zhì)要求的前提下，應(yīng)盡可能選擇比較簡(jiǎn)單的剖面類型，力求使設(shè)計(jì)的定向井井深最短，以減小井眼軌跡控制的難度和鉆井工作量，有利于安全、快速鉆井，降低鉆井成本；

（5）目的層中深按P油層中部垂深計(jì)算，采用平面圓靶鉆井。

1.2.2 井眼曲率

為了保證鉆井、采油和修井作業(yè)能夠順利進(jìn)行，建議井眼曲率應(yīng)按下面要求選擇：

（1）井下動(dòng)力鉆具造斜井段的井眼曲率取2°～6°/30m；（2）轉(zhuǎn)盤鉆增斜井段的井眼曲率取2°～4°/30m。

初中生較比小學(xué)生，其心理、生理都開始向著成熟的方向發(fā)展，學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣、學(xué)生之間不同的個(gè)性都開始產(chǎn)生明顯差異。于此同時(shí)學(xué)生的成績(jī)、學(xué)生的性格、愛好都會(huì)在這個(gè)階段產(chǎn)生明顯差異，因此班主任就要掌握學(xué)生之間的差異，進(jìn)行因材施教，根據(jù)不同的差異采用不同的教學(xué)方法，從而讓每個(gè)學(xué)生都可以有不同程度的提高，進(jìn)而能夠讓學(xué)生能夠全面整體發(fā)展。

2 施工難點(diǎn)

（1）注水井壓力高：該區(qū)鉆探目的層P油層已注水開發(fā)，滲透率低，連通性較差，注水井自然降壓速度慢，截止到目前，最高注水井井口剩余壓力達(dá)到17.1MPa，鉆井中易發(fā)生油氣侵；

（2）H和P氣層發(fā)育：該區(qū)H埋深505～810m，P頂平均埋深為1260m，特別是P油層位于斷層頂部位置，氣體發(fā)育且壓力較高，鉆井中易發(fā)生氣侵和井噴復(fù)雜；

（3）鉆井液密度窗口窄：根據(jù)采油工程研究院壓力預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)鉆情況，該井區(qū)需要使用的鉆井液密度范圍為1.65～1.75g/cm3，而該區(qū)破裂壓力梯度實(shí)測(cè)最低為1.35，無鉆井液密度設(shè)計(jì)窗口。根據(jù)實(shí)鉆情況看，在P油層頂部，鉆井液密度超過1.65g/cm3，井漏的風(fēng)險(xiǎn)較大；

（4）井底位移大：受地面條件限制，該井最大井底位移1105m，造成井斜角過大，一旦發(fā)生油氣侵復(fù)雜，易造成井壁失穩(wěn)、卡鉆等事故，難以處理。

3 關(guān)鍵井段定向施工分析及解決措施

3.1 關(guān)鍵井段施工的難點(diǎn)分析

本井關(guān)鍵井段的施工在于145～925m的技套施工，施工難點(diǎn)有以下3點(diǎn)：

（1）在311井眼造斜施工中，井眼軌跡的控制難度很大，一方面是井斜造斜率的問題，一般1.25°螺桿很難滿足設(shè)計(jì)15°/100m的要求，而且會(huì)延長(zhǎng)造斜井段，增加定向時(shí)間，影響鉆井速度。所以本井直接采用1.5°197螺桿施工，單308螺扶。通過本井的造斜施工，1.5°螺桿完全滿足設(shè)計(jì)15°/100m的要求，定向6m就能滿足1.5°的要求，從而增加了造斜過程中的復(fù)合段，提高了機(jī)械鉆速。但197螺桿單308螺扶在復(fù)合穩(wěn)斜方面很差。從本井實(shí)際穩(wěn)斜情況上看，單根復(fù)合鉆造率最大達(dá)到0.7°/10m。表2是一段穩(wěn)斜復(fù)合和定向調(diào)整數(shù)據(jù)。

表2 某井段穩(wěn)斜復(fù)合和定向調(diào)整數(shù)據(jù)

從以上數(shù)據(jù)表可以看出，復(fù)合鉆是增斜的，而且造斜率能達(dá)到0.6°～0.7°/10m，如果不做定向調(diào)整，井斜會(huì)失控，需要復(fù)合20～30m，就要定向降斜調(diào)整一次。增加了定向的時(shí)間，影響了機(jī)械鉆速，使井眼軌跡也不平滑，給下步施工帶來風(fēng)險(xiǎn)。而且定向時(shí)鉆具滑動(dòng)，不利于返砂，會(huì)增加鉆具泥包的幾率。

（2）311井眼施工中最大的難點(diǎn)就是如何增加排量返砂的問題。如果返砂不好，會(huì)造成鉆具泥包，無法鉆進(jìn)，還會(huì)引發(fā)工程事故風(fēng)險(xiǎn)。本井就是由于沒有處理好排量和返砂的問題，造成兩次泥包鉆具，被迫起鉆。圖1、圖2為現(xiàn)場(chǎng)泥包圖片。

本井技套施工采用150缸套，雙泵理論排量53.34L，3.2m3。去掉損耗，實(shí)際排量能達(dá)到50L。近3m3。鉆頭 311mm，水眼 7個(gè) 14mm，當(dāng)量面積1077mm2，泵壓15～16MPa，鉆進(jìn)液密度1.35～1.4g/cm3，粘度60～70s。由于兩次泥包，說明井底返砂不暢，所鉆巖屑在現(xiàn)有排量下不能達(dá)到清洗井底的效果，造成鉆頭在不干凈的井底不斷泥包。要想解決泥包的問題必須提高排量，達(dá)到60L方能滿足清洗返砂的要求。

（3）第三個(gè)難點(diǎn)是對(duì)定向儀器的損耗較大。由于大井眼排量達(dá)到50L以上，泵壓高，鉆進(jìn)液含砂又相對(duì)較高，本井含砂達(dá)到1.5以上。見圖3、圖4。

由于下井儀器在使用過程中存在較大的損耗，不但是儀器成本增加的問題，由于儀器損壞，中止工作，就要起下鉆更換，必將產(chǎn)生更多的非生產(chǎn)時(shí)間。而且儀器電池如果被損壞，形成短路，引起井下爆炸，損壞鉆具，還會(huì)引發(fā)工程事故，這些例子都是有先例的。

圖1 第一次泥包圖

圖2 第二次泥包圖

表3 施工中的排量數(shù)據(jù)

3.2 解決辦法

（1）針對(duì)井眼軌跡難控制，197螺桿復(fù)合鉆增斜的問題，有兩種方案，第一種定向結(jié)束定到井斜中靶落后5～10m，換成308雙螺扶穩(wěn)斜鉆具鉆進(jìn)，打到技套后。所存在的中靶問題由三開后下儀器調(diào)整中靶。在保證封固井段的基礎(chǔ)上少打技套。第二種方案是定向結(jié)束，井斜落后設(shè)計(jì)10°～15°，通過螺桿復(fù)合造斜的能力，鉆進(jìn)150m，自然將井斜增到設(shè)計(jì)，下308雙螺扶打到技套井深，所存在中靶問題由三開后調(diào)整中靶。同樣本著少打技套的原則。

（2）采用軌跡方案一或方案二，都使用到了雙螺扶穩(wěn)斜鉆具。方案一使用井段較長(zhǎng)，方案二置后150m，無論哪種方案都實(shí)現(xiàn)了減少螺桿打技套的進(jìn)尺。采用雙螺扶鉆具，主要的好處是去掉了螺桿帶來的壓降，泵壓高，不能實(shí)現(xiàn)大排量作業(yè)的問題。甩掉螺桿后，將150缸套換成170缸套，使排量達(dá)到60L以上，充分清洗井底，達(dá)到返砂，防止泥包，減少起下鉆次數(shù)，避免工程復(fù)雜事故發(fā)生的幾率，過早地甩掉定向儀器，又可以避免儀器損耗，引起不必要的起下鉆。

（3）本井雙308螺扶鉆具結(jié)構(gòu)：?311PDC(R425舊3)×0.9m+?308LF×1.51m+?197NMDC×8.66m+?308LF×1.98m+變扣接頭×0.5m+?178DC×9.67m+止回閥×0.5m+?178DC×9.69m+變扣接頭×0.5m+?165DC×57.94m+?127斜坡18°，模擬螺桿鉆具，增加一個(gè)308螺扶，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)斜的目的。通過本井雙螺扶的技套單點(diǎn)、多點(diǎn)及測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的穩(wěn)斜效果看，是降斜降方位的趨勢(shì)。

雙308螺扶穩(wěn)定性隨著鉆井參數(shù)和井深的變化還會(huì)有一些變化，這套鉆具還需要進(jìn)一步的摸索，就本井的使用看，可以作為311井眼施工中推廣使用。

圖3 新扶正器下井70h刺壞

4 軌跡靶區(qū)中靶情況

N263-X206井靶區(qū)中靶情況見表4。

從表4可以看出N263-X206井主要靶區(qū)均準(zhǔn)確中靶，完全復(fù)合設(shè)計(jì)要求。

圖4 新主閥桿及耐磨套下井20h刺壞

5 時(shí)效分析

N263-X206井時(shí)效分析數(shù)據(jù)如表5所示。

表4 N263-X206井靶區(qū)中靶情況

表5 N263-X206井靶區(qū)時(shí)效分析

從表5可以計(jì)算出0～933m平均機(jī)械鉆速19.1m/h，作為一開420井眼和311井眼，機(jī)械鉆速還是可觀的。

一開和二開，非生產(chǎn)時(shí)間用時(shí)64.33h，除去29h等150缸套，修泵用時(shí)12.58h，循環(huán)處理泥漿4.83h。大井眼排量大，對(duì)泵的損耗不容忽視，返砂不好，處理泥漿費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

6 結(jié)論

（1）N263-X206井總結(jié)了大井眼定向施工的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，對(duì)今后外圍低滲高壓區(qū)塊安全順利鉆井施工具有指導(dǎo)意義。

（2）N263-X206井時(shí)效還有很大的提升空間，通過優(yōu)選適合該類型井的成熟配套技術(shù)及措施，可以大幅提高鉆井時(shí)效，提高鉆井效益。

（3）N263-X206井的成功施工為公司在外部市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中提供了技術(shù)保障。