減小北特魯瓦油田大井眼水平井定向施工難度的探討

王永統(tǒng)

摘要：針對(duì)哈薩克斯坦北特魯瓦油田一體化水平井定向作業(yè)二開施工中的困難，在對(duì)H7605和H7607兩口井施工過(guò)程分析后得出幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)和結(jié)論，為后續(xù)一體化水平井大井眼定向施工提供些幫助。

關(guān)鍵詞：定向鉆井、造斜率、大井眼、單彎螺桿

北特魯瓦油田油層薄，一般3-5米，最后10-15米，目前已開發(fā)進(jìn)入中晚期，地層壓力衰減嚴(yán)重，甲方為穩(wěn)定產(chǎn)能，提高經(jīng)濟(jì)效益，針對(duì)性布置了一些數(shù)量的地質(zhì)導(dǎo)向一體化水平井來(lái)完善井網(wǎng)開發(fā)來(lái)擬補(bǔ)產(chǎn)能產(chǎn)能下滑;一體化水平井大井眼定向作業(yè)特別是后期井斜大于45°后顯得尤為困難，經(jīng)常遇到定向鉆進(jìn)拖壓嚴(yán)重、定向鉆進(jìn)無(wú)進(jìn)尺;上提下放鉆具掛卡嚴(yán)重、摩阻大;同時(shí)遇到通過(guò)上提和轉(zhuǎn)盤同時(shí)工作來(lái)解除井下粘卡的復(fù)雜情況，大大增加了井下故障的概率。因此如何解決大井眼定向困難，如何提高造斜率是我們必須面對(duì)和立足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況要攻克的難題。

大井眼定向鉆進(jìn)一般在一開393mm或二開作業(yè)311.2mm井眼中進(jìn)行作業(yè)，將面臨井眼地質(zhì)條件差，砂巖、泥巖、灰?guī)r夾層較多，地層容易脫落和坍塌;前期定向作業(yè)泥漿性能性穩(wěn)定性差，失水比較大、含油率較低，后期由于泥漿進(jìn)一步調(diào)整性能趨于穩(wěn)定，但由于井深加深，地層壓力、巖性變化比較大泥漿比重相應(yīng)調(diào)整也比較大，潛在的井下風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較大。

北特魯瓦H7605井在311.2mm井眼的施工中從定向開始到達(dá)到預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)目標(biāo)用了16趟鉆，其中主要原因有：

1、因?yàn)镻DC鉆頭胎體長(zhǎng)、剛性強(qiáng)、扭矩大不易吃入地層導(dǎo)致造斜率低更換牙輪鉆頭來(lái)定向鉆進(jìn);

2、因?yàn)轭A(yù)留井段有限，造斜率低無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求需要更換螺桿或調(diào)整螺桿度數(shù)來(lái)完成計(jì)劃;

3、因?yàn)槟ψ璐笳{(diào)整簡(jiǎn)化鉆具結(jié)構(gòu)用來(lái)降低鉆具的剛性和摩阻系數(shù)。

很多時(shí)候幾種原因同時(shí)存在，需要現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員認(rèn)真分析、做出正確判斷，采取針對(duì)性措施，才能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。比如我們?cè)贖7607井定向鉆進(jìn)至3334.98m，井斜71.89°，方位30.7°，繼續(xù)定向鉆進(jìn)至3340m，測(cè)斜井斜71.89°，方位30.7°井斜未增長(zhǎng)。鉆進(jìn)過(guò)程中每30分鐘活動(dòng)一次鉆具，上提有掛卡，每次都需要開動(dòng)轉(zhuǎn)盤解卡。采取起鉆更換1.5度螺桿與無(wú)磁加重鉆桿的措施以提高造斜率和降低摩阻。更換鉆具下鉆后，鉆進(jìn)至3356.49m，期間測(cè)斜發(fā)現(xiàn)井斜達(dá)到設(shè)計(jì)要求。H7605井整個(gè)主眼鉆進(jìn)過(guò)程，進(jìn)尺緩慢，初期由于使用PDC鉆頭定向，工具面不穩(wěn)導(dǎo)致曲率低，使用1.75°螺桿增斜至軌跡正常。后下入1.5°螺桿鉆進(jìn)至3258m進(jìn)入灰?guī)r，進(jìn)入灰?guī)r后鉆進(jìn)更加困難，起下鉆經(jīng)常劃眼（主要是3240m-3290m），定向鉆進(jìn)每3-10分鐘活動(dòng)一次鉆具，由于裸眼段長(zhǎng)，井下情況復(fù)雜發(fā)生過(guò)兩次卡鉆，均泡酸解卡;克服種種困難最終完鉆井深3460m，井斜82.5°、方位18.8°完成工作計(jì)劃。具體情況如下：

結(jié)論：

總結(jié)和吸取H7605井的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，在接下來(lái)的H7607井的僅用9趟鉆就達(dá)到了預(yù)期目的，隨著不斷地總結(jié)和完善下一步將在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)一步的推廣使用優(yōu)化的鉆具結(jié)構(gòu)和做法。

鉆頭+單彎螺桿+無(wú)磁鉆鋌+加重鉆桿+鉆桿。此鉆具組合主要用于造斜井段，采用滑動(dòng)鉆進(jìn)方式時(shí)為定向造斜，采用復(fù)合導(dǎo)向鉆進(jìn)方式時(shí)為微增斜，使用效果較好。

減少鉆鋌的使用，在滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)，下部鉆具組合減少鉆鋌的使用，用加重鉆桿代替，以減小鉆具的重量以及與井壁的接觸面積，降低摩擦阻力和發(fā)生托壓的風(fēng)險(xiǎn)。在鉆具組合中加裝水力振蕩器通過(guò)軸向振動(dòng)減少井下側(cè)向振動(dòng)及黏滑振動(dòng)，可以有效緩解滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)的拖壓?jiǎn)栴}。

（2）鉆頭+單彎螺桿+扶正器+無(wú)磁鉆鋌+加重鉆桿+鉆桿。此類鉆具組合主要用于穩(wěn)斜，H7605井穩(wěn)斜井段采用此鉆具組合，使用效果較好。

（3）311.2mm以上井眼定向首先牙輪鉆頭，其次復(fù)合鉆頭，不推薦使用PDC鉆頭。牙輪鉆頭適合于高鉆壓鉆進(jìn)，而高鉆壓有利于克服更大的摩阻，從而在定向鉆井中能夠減少托壓的發(fā)生;而且采用較高鉆壓鉆進(jìn)時(shí)的機(jī)械鉆速相對(duì)較高，可以增加鉆具活動(dòng)的頻率，從而減小濾餅對(duì)鉆具的粘吸作用;由于鉆頭牙輪的滾動(dòng)，加壓到托壓消除時(shí)，鉆頭上的扭矩較PDC鉆頭小得多，所以蹩轉(zhuǎn)盤、憋泵和工具面波動(dòng)的概率更小。螺桿使用方面根據(jù)設(shè)計(jì)造斜率進(jìn)行調(diào)整，最好選用1.25-1.75°的單彎螺桿。鉆具方面：由于螺桿扭矩較大，最好用203mm無(wú)磁鉆鋌，整個(gè)組合中根據(jù)井斜的情況需要倒裝足夠數(shù)量的的鉆桿用來(lái)降低斜井段的摩阻和卡鉆的幾率。整個(gè)鉆具組合中盡可能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、變扣接頭和不規(guī)則的鉆具。井斜大于40°以后需補(bǔ)充潤(rùn)滑劑含量，使泥漿體系含油量大于60%。

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