尹偉 李維景 寧夏礦業(yè)開(kāi)發(fā)勘查院

采用四合一復(fù)合鉆井技術(shù)提高石油鉆井效率

尹偉 李維景 寧夏礦業(yè)開(kāi)發(fā)勘查院

“四合一”是把PDC、單彎螺桿、短鉆鋌和穩(wěn)定器四種工具合并運(yùn)用的一種鉆具結(jié)構(gòu)。它的應(yīng)用改變了以往定向后強(qiáng)增斜的軌跡控制思路，既利用了單彎螺桿的滑動(dòng)可調(diào)能力，又具備了雙穩(wěn)定器剛性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)斜穩(wěn)方位性能，還充分發(fā)揮了PDC的快速鉆進(jìn)優(yōu)勢(shì)，因而能夠滿足直井段防斜、定向造斜、復(fù)合調(diào)整和穩(wěn)斜穩(wěn)方位的軌跡控制要求，成功實(shí)現(xiàn)二開(kāi)“一趟鉆”，達(dá)到了減少起下鉆和滑動(dòng)調(diào)整、解放機(jī)械鉆速、降低井下風(fēng)險(xiǎn)的使用效果。四合一鉆具的成功推廣，把油田定向井技術(shù)推上了規(guī)?；崴俚目燔嚨馈?/p>

鉆井；四合一；復(fù)合鉆井；井眼軌跡

我院鉆井隊(duì)在中石油長(zhǎng)慶油田分公司采油六廠位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡帶鉆井區(qū)塊進(jìn)行施工。該采油廠2011年開(kāi)發(fā)的主力油層長(zhǎng)4+5，垂深2000～2300m左右，由于征地困難，位移一般都在500m左右，1/3的井位移超過(guò)600m，最深的元193-61井完鉆井深 2724m，位移最大的元193-61井井底位移達(dá)939.03m。按照中石油長(zhǎng)慶油田分公司《鉆井工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（Q/CQ 0717-1998），這種井的靶區(qū)半徑應(yīng)為55～65m。按照《定向井鉆井工藝及井身質(zhì)量要求》（SY/T 5955-1999），靶區(qū)半徑應(yīng)該在65～80m。而該采油廠的油田開(kāi)發(fā)方案中長(zhǎng)4+5的井距僅300m，因此靶區(qū)半徑和其他區(qū)塊淺井一樣都是30m，這樣一來(lái)，長(zhǎng)井段軌跡控制的精確性就成了最大的工程難題，如果采用目前的常規(guī)鉆井技術(shù)，鉆井效率難以提高，安全生產(chǎn)得不到保證。

對(duì)此，2011年3月我院成立由9名工程技術(shù)人員組成“四合一”復(fù)合鉆井技術(shù)攻關(guān)小組，以提高石油鉆井生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)?！八暮弦弧睆?fù)合鉆井技術(shù)攻關(guān)技術(shù)小組根據(jù)長(zhǎng)慶油田第六采油廠鉆井技術(shù)要求和我院使用的ZJ40/2250J型鉆機(jī)特點(diǎn)，積極開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)活動(dòng)，精心組織實(shí)施，對(duì)鉆井過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)分析、研究，制定對(duì)策，優(yōu)化施工方案、調(diào)整相關(guān)參數(shù)。

1 現(xiàn)狀調(diào)查及原因分析

項(xiàng)目攻關(guān)小組通過(guò)對(duì)區(qū)塊所在地層的特點(diǎn)認(rèn)真學(xué)習(xí)和分析，結(jié)合鉆井實(shí)際情況，采集到一些以往影響井眼軌跡控制一些因素，經(jīng)過(guò)對(duì)這些控制因素的分析，在保證數(shù)據(jù)客觀性和鉆井施工具備可比性的前提下，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理分析調(diào)查統(tǒng)計(jì)，得出了影響鉆井井眼軌跡的主要原因是洛河層防斜難、PDC鉆頭在1500m以后定向，反扭角無(wú)法把握、在直羅完成造斜和強(qiáng)增斜，對(duì)井壁穩(wěn)定的影響很大和強(qiáng)增斜井段增斜率不穩(wěn)定。

2 制定對(duì)策

針對(duì)影響井眼軌跡的主要原因，攻關(guān)小組成員集思廣益研究制定了具體的對(duì)策和措施見(jiàn)表1。

3 方案實(shí)施

表1 對(duì)策和措施表

3.1 提高造斜點(diǎn)，控制最大井斜

1）、根據(jù)所下鉆具的增斜能力，選擇造斜點(diǎn)和初始井斜。最好將初始井斜角確定在10°左右，最大井斜控制在20°之內(nèi)，造斜點(diǎn)選擇在洛河組頂部,最低離安定頂界200m。

2）、提高施工效率， PDC鉆頭在洛河層定向容易，反扭小，工具面擺動(dòng)不大，操作簡(jiǎn)便。

3.2 洛河地層施工

3.2.1 洛河地層是整個(gè)軌跡控制的黃金井段

一般洛河段要完成繞障、定向、復(fù)合調(diào)整三大功能，這正好發(fā)揮了洛河地層井淺、可鉆性好、定向效率高、容易增斜的獨(dú)有特點(diǎn)。

3.2.2 定向造斜要求

由于四合一鉆具主要強(qiáng)調(diào)的是鉆具的穩(wěn)定性，因而必然要犧牲一部分可調(diào)性。四合一鉆具的造斜率要低于常規(guī)的復(fù)合鉆具。

(1）定向造斜是一口井成功控制的起始環(huán)節(jié)，可能導(dǎo)致洛河井段整段低效滑動(dòng)施工，因此定向造斜工作一定要引起高度重視。

(2）鉆壓選擇：10～20KN，注意加壓一定要平穩(wěn)，鉆壓不能過(guò)大。由于PDC鉆頭定向?qū)︺@壓要求嚴(yán)格，因此一定要認(rèn)真校正好指重表， 技術(shù)員在前兩根必須監(jiān)督扶鉆，嚴(yán)格控制鉆壓。

(3）可鉆性好的地層尤其要注意控制鉆壓，否則光打進(jìn)尺不增斜。電動(dòng)鉆機(jī)盡量利用自動(dòng)送鉆或掛電磁剎車來(lái)控制鉆壓。

(4）定向時(shí)必須連續(xù)造斜，邊定邊復(fù)合的做法往往增斜被動(dòng)。并要注意把方位及早調(diào)整到位。

3.3 復(fù)合調(diào)整段

洛河井段復(fù)合調(diào)整，一是根據(jù)增斜率適當(dāng)調(diào)整井斜，二是要盡快把方位調(diào)整到位，這兩個(gè)要兼顧實(shí)施，不能顧此失彼，更不能貪圖搶進(jìn)尺失去調(diào)整的有利時(shí)機(jī)。

3.4 下部軌跡的調(diào)整方法

直羅組及時(shí)微調(diào)是四合一鉆具軌跡控制的有效補(bǔ)充，可延長(zhǎng)軌跡控制井段，大幅提高一趟鉆的比例。

3.4.1 進(jìn)入安定以后屬于快速鉆進(jìn)井段，一般不主張微調(diào)。

3.4.2 如果在直羅井斜較?。?0°以內(nèi)），方位偏差較大（20°以內(nèi)），可在直羅底部大砂巖段（約有70m）人工調(diào)整，盡量延長(zhǎng)可鉆進(jìn)井段。

4 實(shí)施效果

例1：元194-61井

該井設(shè)計(jì)方位7.87°，設(shè)計(jì)位移：235.76m，二開(kāi)鉆具組合：

￠222PDC鉆頭（T5445H）+￠172mm×1.25°（穩(wěn)定器213mm）×7.48m單彎+2.52m短鉆鋌+￠212穩(wěn)定器×1.60m+ +￠165mm無(wú)磁一根+￠165mm鉆鋌×10根

該鉆具二開(kāi)入井（332m），在1009m開(kāi)始定向到8.8°。復(fù)合鉆進(jìn)至1444m調(diào)整方位兩根，開(kāi)轉(zhuǎn)盤復(fù)合鉆進(jìn)至井底。

表2 元194-61井?dāng)?shù)據(jù)

該井為一趟鉆，完鉆井深2262米。井眼軌跡合格。完井周期為5天13小時(shí)。單點(diǎn)中靶半徑14.17m，連斜半徑16.28m，見(jiàn)表2。

例2：安235-34井

該井設(shè)計(jì)方位179.01°，設(shè)計(jì)位移：464.92m，二開(kāi)鉆具組合：

￠222PDC鉆頭（T5445H）+￠172mm×1.25°（穩(wěn)定器212.5mm）×7.6m單彎+3m短鉆鋌+￠211穩(wěn)定器×1.60m+ +￠165mm無(wú)磁一根+￠165mm鉆鋌×13根

該鉆具二開(kāi)入井（188m），在630m開(kāi)始定向兩根，678m、870m定向兩根，井斜增 至10°，開(kāi)轉(zhuǎn)鉆盤復(fù)合鉆進(jìn)至2140m，上隨鉆往小扭方位一根，之后復(fù)合至井底。

該井為一趟鉆，井眼軌跡合格，完鉆井深為2261米。鉆井周期4天22小時(shí)。該鉆具在洛河表現(xiàn)為微增斜，安定、直羅、延安組井斜方位基本穩(wěn)住，延長(zhǎng)開(kāi)始微降斜。降斜率為1°/100m。該井由于進(jìn)安定時(shí)取超前角較大（10°），最后在2140m隨鉆扭方位一根（見(jiàn)表3）。

在2011年，我們通過(guò)使用“四合一”復(fù)合鉆井技術(shù)，共施工完成22口井，總進(jìn)尺44058米，創(chuàng)造了我院鉆機(jī)年進(jìn)尺的歷史新高。所有井的井身軌跡合格率達(dá)到了100%。得到了甲方的高度好評(píng)。

表3 安235-34井斜井段數(shù)據(jù)

5 結(jié)論和建議

5.1 “四合一”復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)有力的結(jié)合了PDC鉆頭的快速鉆進(jìn)、雙穩(wěn)定器的穩(wěn)定性和螺桿鉆具的可調(diào)性，實(shí)現(xiàn)了直井段防斜打直、斜井段穩(wěn)斜穩(wěn)方位的良好效果，從使用效果看，值得大規(guī)模推廣。

5.2 四合一鉆具為實(shí)現(xiàn)全井一趟鉆提供了有力的技術(shù)保證，同時(shí)也具有相當(dāng)積極的事故預(yù)防作用。

5.3 四合一鉆具組合是目前為止控制直井段井斜效果最好的鉆具結(jié)構(gòu)。可以實(shí)現(xiàn)直井段防斜打直（1000m洛河段井斜不超過(guò)2°）。

5.4 洛河地層的掌握是該鉆具結(jié)構(gòu)成功的關(guān)鍵所在；直羅地層有效恰當(dāng)?shù)奈⒄{(diào)可大幅度提高一趟鉆的比例。

5.5 良好的泥漿性能是上部及時(shí)微調(diào)的根本保證。

四合一鉆具的成功推廣，縮短了鉆井周期，提高了鉆井效率，把油田定向井技術(shù)推上了規(guī)?；崴俚目燔嚨?。該課題意義主要意義在于尋找井眼軌跡控制的相關(guān)因素，合理有效的采用新工藝和相對(duì)應(yīng)措施以提高鉆井效率，確保鉆井工程質(zhì)量?jī)?yōu)良并為今后類似施工提供可靠借鑒經(jīng)驗(yàn)。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.07.007