譚勇志

（渤海鉆探定向井技術(shù)服務(wù)分公司,天津市 062552）

1 ZP05-1H井鉆井工藝概況

ZP05-1H井多分支水平井工藝集成了連通工藝、充氣欠平衡、地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)等許多現(xiàn)代先進鉆井技術(shù)，是一項技術(shù)含量高、涉及多家專業(yè)服務(wù)隊伍的系統(tǒng)工程。整個施工過程中動用了許多新式的工具和儀器，例如用于兩井連通的電磁測量裝置、小尺寸的地質(zhì)導(dǎo)向工具、欠平衡相關(guān)裝備等。ZP05-1H井組由兩口井組成，即洞穴井和多分支水平井。該井的施工順序為：首先鉆洞穴井并在其井底煤層段造一符合現(xiàn)場要求的洞穴，接著開始多分支水平井的鉆進，采用近鉆頭電磁測距的方法將兩井連通，最后完成煤層中的主水平井眼和多個分支井眼。

2 二開上直段及定向段施工概況

2.1 二開上直段的監(jiān)測與控制井眼軌跡技術(shù)

（1)為了有效的監(jiān)測二開上直段井眼軌跡，確保優(yōu)質(zhì)的井身質(zhì)量，二開施工采用大鐘擺鉆具，使用MWD進行跟蹤監(jiān)測，ZP05-1H井于2010年5月25日22:00二開，鉆具組合如下：

￠215.9mm鉆頭+雙母接頭+循環(huán)接頭(MWD)+￠165mmNDc×2根 +￠214mm扶正器 +￠165mmLDc×7根+￠127mmWDp×24根 +￠127mm Dp。

鉆進至井深142.5米，發(fā)現(xiàn)井斜和方位不符合定向施工要求，及時起鉆，更換鉆具組合進行軌跡控制，將實鉆位移控制在設(shè)計方位的反方向，井斜控制在1～2°之內(nèi)，走反向位移，增加與連通點的位移長度，便于下一步施工。鉆具組合如下：

鉆具結(jié)構(gòu)：￠215.9mm鉆頭+￠172mm×（1°）可調(diào)單彎螺桿 +循環(huán)接頭(MWD)+￠165mmNDc×2根+ ￠165mmLDc×7根 +￠127mmWDp×24根 +￠127mm Dp。

（2)鉆井參數(shù)控制

鉆進參數(shù)：鉆壓：50～80kN；排量：25～28l/s；泵壓：5MPa；

根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，及時調(diào)整鉆井參數(shù)，必要時采取吊打方式，輕壓鉆進。

（3)造斜點的選擇

綜合多點與MWD測斜數(shù)據(jù)，根據(jù)實鉆井眼軌跡，預(yù)測井底并做待鉆設(shè)計，確定井深605米為造斜點深度。

5月31日直井段鉆進至井深570后起鉆下入增斜鉆具復(fù)合鉆進調(diào)整至605米開始定向鉆進。

2.2 造斜段井眼軌跡控制與著陸點選擇

(1)造斜段施工措施

根據(jù)設(shè)計造斜率11°/30m，下入可調(diào)式單彎2°，使下入的造斜工具原則上高于設(shè)計造斜率20﹪。鉆具結(jié)構(gòu)：￠215.9mm鉆頭 +￠172mm×（2°）可調(diào)單彎螺桿 +循環(huán)接頭(MWD)+￠127mmNDP×2根 +￠127mmWDp×24根+￠127mm Dp。

(2)著陸點的確定與連通前的準備

依據(jù)鄰井的施工經(jīng)驗，ZP05-1H井著陸點井斜控制在86-88°之間，靶前位移控制在60-65m，在實際施工中隨著軌跡的變化做好待鉆設(shè)計，確保連通之前有足夠的調(diào)整井段。

為了準確確定著陸點，定向井施工人員密切配合地質(zhì)施工人員做好工作，為地質(zhì)人員提供需要井斜、方位、垂深等數(shù)據(jù)，要求地質(zhì)施工人員提供著陸點的垂深，并以書面的形式下達技術(shù)指令。

施工過程中，定向井工程師及時掌握下入井內(nèi)的工具控制軌跡的能力，做到精確預(yù)測井底的軌跡參數(shù)，精確控制井眼軌跡。

6月3日定向鉆進至井深823米鉆達錄井提供的著陸點垂深，二開完鉆。

3 分支井水平段的施工工藝

選擇下井螺桿的思路和方法：首先考慮鉆井工藝要求：井眼尺寸、鉆井排量、井底溫度、鉆頭轉(zhuǎn)速、水眼壓降、造斜率及鉆井液類型，從而具體確定導(dǎo)向螺桿鉆具的結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)，并確定所需的型號和規(guī)格。

鉆具結(jié)構(gòu)：￠152.4mm鉆頭+￠120.7mm單彎螺桿（1.5°）+浮閥+循環(huán)接頭(MWD+伽 馬)+ ￠88.9mmNWDp×1根 +￠88.9mmDp×93根

在主井眼的鉆進過程中，定向井工程師詳細記錄每個單根的施工過程以及測斜記錄，計算造斜工具的造斜率，并為選擇合適的側(cè)鉆點提供依據(jù)。

側(cè)鉆點的選擇、懸空側(cè)鉆分支控制方法：側(cè)鉆點選擇的地層要比較穩(wěn)定，井徑規(guī)則，全角變化率小的井段。側(cè)鉆點確定后，將工具面擺至主井眼方位左右，保持工具面不變，開泵慢慢上提下放鉆具6-8米，劃槽3-5次，以利于側(cè)鉆成功；將鉆頭放置側(cè)鉆點，工具面放在90～120°開始控制鉆時進行側(cè)鉆，前1米控制鉆時在2m/h，2-3m控制鉆時在3m/h，4-6m控制鉆時在4m/h，7-9m控制鉆時在5m/h，工具面逐漸向分支方向轉(zhuǎn)變，10-14m控制鉆時在6-10m/h，然后加鉆壓20-40KN調(diào)整工具面按設(shè)計方位正常鉆進。

4 取得的經(jīng)驗與成果

1 井身結(jié)構(gòu)和井眼軌跡得到優(yōu)化。根據(jù)設(shè)計最高造斜率11°/30m，選擇可調(diào)式馬達2°-2.25之間，使下入的造斜工具原則上高于設(shè)計造斜率20﹪。二開井眼軌跡設(shè)計與控制就描準連通點，技術(shù)套管下深兼顧3號煤層，這一優(yōu)化在ZP05-1H井實施取得較好效果，井眼軌跡平滑，技術(shù)套管垂深距3號煤頂0.75米。

2 采用幾何導(dǎo)向方法，穿針以煤層地質(zhì)導(dǎo)向為主改為幾何導(dǎo)向為主。鉆達地質(zhì)技術(shù)人員提供的著陸點垂深，著陸點井斜控制在81-83°之間，靶前位移控制在60-65m，確保連通之前有足夠的調(diào)整井段，這一優(yōu)化方案在鄭平05-1H井實施取得較好效果，連通一次成功，。

3 通過對海藍MWD儀器的成功改進，解決了海藍儀器水平段脫鍵問題.解決了海藍MWD儀器不能打撈的缺點，ZP05-1H井三開水平段下入可打撈儀器，在發(fā)生卡鉆事故后，成功打撈出落井儀器，減少了事故損失。

4 初步形成監(jiān)測和處理煤層垮塌的措施。通過認真總結(jié)分析2次卡鉆事故原因，結(jié)合以前的施工經(jīng)驗，從盡早發(fā)現(xiàn)垮塌現(xiàn)象，盡快采取相應(yīng)措施入手，制定了針對性管理、技術(shù)、操作措施，減少了垮塌卡鉆事故的發(fā)生。

結(jié)論

1、由于煤層承壓強度低，技術(shù)套管一定不能下到煤層中，防止固井時將煤層壓裂，導(dǎo)致后續(xù)鉆進過程中的井壁坍塌。

2、煤層氣鉆井施工最關(guān)鍵技術(shù)之一是地質(zhì)導(dǎo)向，地質(zhì)導(dǎo)向是否準確，使用方向伽瑪是必要的手段，應(yīng)加大資金投入購置EMWD測量儀器。

3、完善充氣欠平衡工藝，解決注意壓力波動大的問題、防止煤屑憋堵造成卡鉆。

4、深入研究煤層垮塌原因，對如何預(yù)防垮塌和提高攜巖能力進行技術(shù)攻關(guān)。

[1]鄭毅等.中國煤層氣鉆井完井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向[N].石油學(xué)報.2002(3)