新春公司車排子區(qū)塊淺層水平井鉆井技術研究

初元偉

（勝利石油工程有限公司井下作業(yè)公司，山東 東營 257000）

一、車排子區(qū)塊地質(zhì)特征

車排子區(qū)塊位于準噶爾盆地西北緣，區(qū)域構(gòu)造上位于準噶爾盆地西部隆起車排子凸起之上，西鄰扎伊爾山，東部、南部分別以紅車斷裂帶、艾卡斷裂帶與昌吉凹陷、四棵樹凹陷相通，具有他源供烴、多源多期、雙向匯聚的成藏背景，是一個具有新近系、白堊系、侏羅系及石炭系多套含油層系、多種油氣類型（稀油、稠油、天然氣）和多種油藏類型（巖性、地層、構(gòu)造）的復式油氣聚集區(qū)，具有良好的增儲潛力。排6、排601 和排612 區(qū)塊分別位于奎克高速西側(cè)和東側(cè)，其開采目的均為開發(fā)新近系沙灣組一段1 砂組特稠油油藏。自上而下鉆遇地層依次為新生界第四系西域組，新生界新近系獨山子組、塔西河組、沙灣組。新近系地層成巖性差，松散，砂礫巖發(fā)育，易井斜，防蹩跳鉆，防坍塌卡鉆。白堊系段上部為綠灰色泥巖，下部為綠灰色泥質(zhì)細砂巖、灰色細砂巖。

二、排6、排601 區(qū)塊水平井鉆井技術

（一）施工難點

該區(qū)塊水平井開發(fā)的主要難題是位垂比大，定向段狗腿度難以控制，鉆井液性能有時不能很好地保證，導致鉆進期間卡鉆，后期下套管作業(yè)困難等問題。

（二）技術措施

本區(qū)塊一開采用三牙輪鉆頭+鉆鋌+加重鉆桿+鉆桿組合進行鉆進。在鉆進過程中，這類剛性小鐘擺組合有效實現(xiàn)了穩(wěn)定井身結(jié)構(gòu)糾斜的效果。開始采用吊打方式，吊打完鉆鋌后，慢慢地加鉆壓至40～60kN、中轉(zhuǎn)速1100r/min、中排量32L/s，每鉆完一個單根上下劃眼2～3 次，確保井眼打直，及時修整井壁，控制好井身質(zhì)量，以利于套管下入。

一開完鉆后，觀察巖屑返出情況，由于西域組主要為淺棕色砂巖、粘土，未膠結(jié)、未成巖，因此鉆井液充分循環(huán)后直接起鉆進行下套管作業(yè)，縮短地層浸泡時間。二開，采用三牙輪鉆頭+螺桿鉆具及LWD+鉆桿+加重鉆桿+鉆桿鉆具組合。先使用鉆桿至鉆穿水層后再使用加重鉆桿，經(jīng)與定向結(jié)合滿足鉆壓需求，這樣減少因為需要倒裝鉆具多起立柱，縮短起下時效，避免帶螺桿鉆具長井段起下鉆增加阻卡風險。

直井段，為保證井眼打直，在鉆井過程中，要求司鉆控制好鉆進參數(shù)，勤測斜，每打完一個單根，劃眼2～3 次，保證井身垂直，為下一步增斜井段打下基礎。根據(jù)獨山子組砂巖泥巖交錯特點，采用高轉(zhuǎn)速、大排量清洗井底，保證攜砂，以利后期起下鉆。

增斜段，與定向技術人員協(xié)同配合，先后鉆遇塔西河組泥巖段、沙灣組砂巖段（水層）、沙灣組泥巖段。此區(qū)塊采用LWD 隨鉆測井技術，關注增井斜、扭方位情況，確保井斜不滯后，如果因地層原因無法滿足造斜率（水層上部井鍛造斜率低），可以適當降低柴油機轉(zhuǎn)速至900～1000r/min（正常鉆進轉(zhuǎn)速1100～1200r/min），堅持劃眼1～2 遍，并且提高劃眼時的轉(zhuǎn)速（1100～1200r/min），注意劃眼時噸位顯示，水層上部地層礫石層明顯，且井段較長70～90m，膠結(jié)由南向北越來越致密，鉆遇礫石層憋跳明顯，見最慢鉆時1m/21min，控制小鉆壓，防鉆頭損壞，相比其他區(qū)塊泥漿要盡早處理，及時加入防塌降失水劑，保持泥漿黏度45s 左右，滿足攜砂需要，防止大段礫石層坍塌卡鉆；穿過礫石層后進泥巖20m 左右，循環(huán)準備定向后的第一趟短起下，循環(huán)期間利用低粘推稠塞帶出礫石巖屑，清理井眼，由造斜點開始間斷加入潤滑劑（白油和油基潤滑劑）。該區(qū)塊水層厚度一般為30～40m 左右，鉆時不均，有夾層，實鉆看可以滿足造斜要求，鉆遇水層柴油機轉(zhuǎn)速1000～1100r/min，鉆遇夾層堅持劃眼，避免軟硬地層膠結(jié)面出現(xiàn)臺階，影響起下鉆，鉆過水層20m 左右進行第二趟短起下，循環(huán)干凈，及時組織短起下，在水層產(chǎn)生塑性形變之前盡快刮拉一遍井眼。該區(qū)塊水層與油層之間泥巖段，水敏性強，易縮徑，需劃眼2 遍，定向鉆進的井段劃眼第一遍能夠明顯加上鉆壓60～80kN，第二遍劃眼情況明顯見好，該段泥巖造漿明顯，用好離心機，及時加入氨基聚醇提高泥漿抑制性，利于泥質(zhì)巖屑在振動篩返出剝離，進入砂巖段適當降低泥漿黏度56s 左右，鉆過泥巖進油層中斷進行第三趟短起下，由于本區(qū)塊為淺層水平井，位垂比較大，每次短起下時，做好鉆具倒裝，將加重鉆桿倒裝至上端。

水平段，該區(qū)塊水平段復合鉆進稍微增斜，避免了水平段大幅活動鉆具造成井斜下降的情況，油層段鉆進如果摩阻明顯，鉆時快，返砂不及時，可以大幅活動鉆具循環(huán)，促進返砂，保障井下安全，水平段鉆進時常遇快鉆時，鉆遇快鉆時，井底停泵，上提方鉆桿接好單根后，探至井底開泵，防止水功率對砂巖層的作用，有效的控制井眼擴大率，完鉆后，充分循環(huán)后起鉆，進行完鉆通井。

完鉆通井，完鉆后充分循環(huán)鉆井液，起鉆配通井鉆具進行通井。組合為：Φ238 領眼鉆頭+回壓凡爾+Φ127 加重鉆桿+Φ238 螺旋扶正器+Φ127 加重鉆桿+Φ127 鉆桿串+Φ127 加重鉆桿+Φ127 鉆桿串（加重鉆桿位于井斜45°位置），該區(qū)塊水平井屬于三圍繞障水平井，增斜同時還要扭方位，通井鉆具必須上緊扣，防止狗腿度較大井段，螺扶遇阻在井內(nèi)轉(zhuǎn)動，倒開扣，鉆具落井，通井鉆具下鉆中途選擇穩(wěn)定的泥巖段開泵頂通，防止一次性下鉆到底堵水眼，無法開泵，有效的保證井身軌跡暢通，為后期下套管作業(yè)提供必要保障。下鉆到底循環(huán)2 周后，試短起，上提下放無顯示，一次短起至水層以上；若有顯示，一次短起至水平段以上，二次短起至水層以上。下鉆到底后，開泵循環(huán)鉆井液至巖屑返出量正常后，注入稠鉆井液并加入適量的石墨粉封井，增加鉆井液潤滑性能，之后起鉆下套管。

（三）下套管作業(yè)

下表層套管時，控制下放速度，避免套管錯扣，及時灌鉆井液。下油層套管時，由于該區(qū)塊應用水平井免鉆技術，在下入時，嚴格控制下放速度，每根下入速度不小于15s，并及時向套管內(nèi)補充鉆井液，一般情況下15～20 根灌滿一次。如遇顯示位置，要低速上下活動，嚴禁大幅度、高強度上下活動，以免免鉆工具出現(xiàn)問題。

三、排612 區(qū)塊水平井鉆井技術

（一）施工難點

1.井深淺，地層變化大，造斜率不穩(wěn)定，井眼軌跡控制難度高。本區(qū)塊井深640～670m，造斜點75m，垂深254～259m，水平位移454～481m，造斜率29°/100m。井深淺，地層變化大，造斜率不確定[1]。上部地層極其松軟，砂泥巖互層，鉆頭的水力沖擊效果對螺桿鉆具造斜率影響大。沙灣組底部的水層為疏松的砂巖含礫巖，造斜率低。白堊系上部泥巖和油頂處灰質(zhì)砂巖造斜率高，給后期下套管作業(yè)造成難度。施工中，對各井段進行分段控制和整井段綜合考慮，保證井身軌跡盡量平滑。

2.油層薄，地質(zhì)導向測量盲區(qū)大，鉆遇油層難度大。排612 區(qū)塊油層厚度6～7m，上部油砂含灰質(zhì)砂巖，下部油砂含泥巖較多，好油層只有1m 左右，定向半靶高只有0.5m。地質(zhì)導向LWD 模塊距離鉆頭約13m，測量盲區(qū)大。施工中，在該井段提前與甲方地質(zhì)部門密切聯(lián)系，及時掌握垂深變化情況，以便調(diào)整造斜率，確保準確入靶。采用LWD+導向鉆具，利用LWD 的伽馬和電阻率曲線，結(jié)合巖屑、氣測和熒光定量分析錄井資料，及時發(fā)現(xiàn)地層變化，及時調(diào)整井眼軌跡，最大限度在水平段好油層穿行[2]。

3.上部地層防塌，水平段攜砂潤滑和油層保護需要，泥漿處理難度大。排612 區(qū)塊上部地層砂泥巖交錯，膠結(jié)性差，可鉆性好。沙灣組底部水層，含有礫巖，地層易掉塊、縮徑垮塌，礫巖不易攜帶，引起起下鉆阻卡。該區(qū)塊是淺層三維繞障水平井，二開鉆井周期短，泥漿處理時間有限，水平段井斜大，鉆井液要具有較好的防塌性、潤滑性和攜巖能力。同時水平段需要做好油層保護，否則將會影響后期開發(fā)效果，大大增加了泥漿處理的難度。施工中，堅持配漿開鉆，水平段進行短起下，運用聚合物封堵潤滑防塌鉆井液體系，保證了正常施工和油層保護。

（二）技術措施：淺層水平井井身軌跡控制技術

本區(qū)塊直井段，地層較軟，鉆時較快.加大排量，使環(huán)空返速最小為55m/min，確保攜砂和井眼開放。造斜段鉆進時，選用1.75°單彎螺桿作為造斜工具，鉆進時采用滑動與復合相結(jié)合的鉆井方式，既能保證井眼軌跡的平滑，又能保證造斜率。為保持造斜率的穩(wěn)定，對各井段進行分段控制和整井段綜合考慮，保證井身軌跡盡量平滑。在上部可鉆性非常高的井段采用控時鉆井技術，適當控制機械鉆速，在保證垂深的前提下，造斜率稍大。為下部水層造斜率低，補其空間。水層適當降低排量，劃眼一遍，得到最大的造斜率。自堊系上部泥巖和油頂處灰質(zhì)砂巖造斜率高，過大的造斜率和狗腿度給下套管作業(yè)帶來困難，適當控制造斜率，堅持大排量，堅持打完單根兩遍劃眼技術。水平段堅持滑動與轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)復合鉆進方式，搞好短起下，及時破壞巖屑床。

四、結(jié)論及認識

1.排6、排601 及排612 區(qū)塊水平井施工需存在一定的難點，但依據(jù)以往的施工經(jīng)驗，制定好技術措施，加強責任心，不折不扣地執(zhí)行好各項措施，可避免發(fā)生井下復雜情況。2.鉆進至油頂前及時與甲方地質(zhì)部門結(jié)合，預測油層垂深，結(jié)合電阻率伽馬曲線提高中靶準確率。3.利用LWD 的電阻率伽馬曲線。結(jié)合巖屑、氣測和熒光定量分析錄井資料。及時發(fā)現(xiàn)地層變化，保證油層鉆遇率。4.利用聚合物封堵潤滑防塌鉆井液體系，結(jié)合定向和旋轉(zhuǎn)復合鉆井模式，短起下技術和雙扶正器通井技術，保證正常施工和下套管作業(yè)的順利完成。