孫海合

（西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院,西安 716001）

安83井區(qū)工廠化水平井快速鉆井技術(shù)

孫海合

（西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院,西安 716001）

本文結(jié)合安83井區(qū)工廠化施工實(shí)際情況，針對(duì)偏移距大、水平段長、滑動(dòng)效率低、溢流頻發(fā)等難題，通過井位排序、提高滑動(dòng)效率、安全處置井控險(xiǎn)情、優(yōu)化軌跡剖面和鉆井液配方，保障了生產(chǎn)任務(wù)的順利完成。

工廠化；偏移距；水平段；出水

1 工廠化基本情況

安83井區(qū)為采油六廠水平井工廠化施工的重點(diǎn)項(xiàng)目，目的層以長7為主。共施工了8口井，共占用兩個(gè)井場，動(dòng)用3支鉆井隊(duì)。其中一個(gè)井場2支鉆井隊(duì)施工6口水平井，分別完成3口井；另一井場1支鉆井隊(duì)施工2口井。設(shè)計(jì)方位是345°和165°，且在一條直線上。

2 施工難點(diǎn)

2.1 靶前距、偏移距大，軌跡控制難度高

3口井靶前距超過500米，5口井偏移距超過100米，最大的偏移距達(dá)到213.68米，直井段走正位移、糾偏過程中需要頻繁調(diào)整井斜，軌跡控制難度高。

2.2 水平段長，摩阻和扭矩大

水平井水平段長均在800米以上，裸眼段長，施工時(shí)摩阻和扭矩大，攜砂、滑動(dòng)困難，對(duì)鉆井液的要求增加。

2.3 滑動(dòng)效率低

地層可鉆性較差，滑動(dòng)粘阻、托壓嚴(yán)重，復(fù)合及滑動(dòng)施工效率低。

2.4 溢流頻發(fā)

超前注水形成局部異常高壓，施工的8口井均出現(xiàn)不同程度溢流。

3 技術(shù)對(duì)策

3.1 優(yōu)化軌跡設(shè)計(jì)

3.1.1 走負(fù)位移、糾偏

上提造斜點(diǎn)，提前消除偏移距，保證足夠的靶前距。使用牙輪造斜控制靶前距為240米，使用PDC造斜控制靶前距為320米。

直井段走負(fù)位移，糾偏后期采用微降斜扭方位，鉆至造斜點(diǎn)時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)靶體方位；如果直井段走正位移，則在施工后期穩(wěn)斜扭方位。

3.1.2 不同靶前距井相應(yīng)措施

靶前距小于260米的井，直井段調(diào)整至240米靶前距，牙輪鉆頭造斜。

靶前距300米左右井，調(diào)整至320米靶前距，二開直接下入造斜鉆具，PDC造斜。

靶前距400米以上井，直井段走正位移、消偏，在造斜段前逐步扭方位，適當(dāng)提高第一增斜段增斜率，降低第二增斜段增斜率，盡量做到井斜60度后復(fù)合入窗，避開大井斜后滑動(dòng)施工難度及油頁巖中滑動(dòng)造成的井塌風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 提高滑動(dòng)效率和復(fù)合井段比率

3.2.1 鉆頭改進(jìn)與優(yōu)選

將EDS1925 PDC鉆頭復(fù)合片由16mm增大到19mm，由6刀翼改成5刀翼,增加攻擊性,提高機(jī)械鉆速。

該區(qū)塊井漏出水并存，鉆井液里有大量堵漏劑，PDC鉆頭滑動(dòng)困難，而牙輪鉆頭受堵漏劑的影響較小，定向工具面穩(wěn)定、增斜率高。因此，靶前距小于260米的井，斜井段選用牙輪鉆頭造斜。

3.2.2 推遲鉆井液轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)

轉(zhuǎn)換鉆井液之后，鉆時(shí)明顯變慢。安83井區(qū)上部地層穩(wěn)定，在井斜40-50度之間轉(zhuǎn)換鉆井液。密度小于1.20g/cm3的井，使用復(fù)合鹽提高密度，解放機(jī)械鉆速。

3.2.3 增大排量

完成的8口水平井中，有4口井斜井段滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)采用大排量，增加了螺桿周向振動(dòng)頻率和幅度，減緩粘托；轉(zhuǎn)速高、破巖效率高；攜砂效果強(qiáng)，避免巖屑重復(fù)切削。PDC鉆頭滑動(dòng)速度由2.5-3小時(shí)/根縮短到1.5小時(shí)/根。

3.2.4 調(diào)整扶正器外徑和位置

（1）減小造斜段螺桿扶正器外徑。在井眼中，將Ф165×1.25°螺桿扶正器由212mm降至208mm，托壓問題明顯改善。

（2）下移螺桿扶正器位置。為解決造斜初期PDC鉆頭的滑動(dòng)增斜率低的問題，將螺桿扶正器位置下移5cm，滑動(dòng)增斜率明顯提高。

3.2.5 優(yōu)化水平段扶正器外徑

針對(duì)水平段復(fù)合增斜率高的問題，將后綴球型扶正器由208mm增大到210mm，將螺桿扶正器外徑由206mm縮小至204mm，經(jīng)過改進(jìn)后水平段增斜率由3～8°/100m降至1～5°/100m，水平段復(fù)合鉆進(jìn)比例明顯提高。

3.2.6 充分利用固控設(shè)備，清除有害固相

鉆井液轉(zhuǎn)化后全部經(jīng)過振動(dòng)篩，除砂器和除泥器連續(xù)使用，根據(jù)情況使用離心機(jī)，離心機(jī)的轉(zhuǎn)速盡量在2500轉(zhuǎn)以上。充分發(fā)揮固控設(shè)備作用，清除鉆井液中的有害固相。

3.2.7 優(yōu)化鉆井液配方

針對(duì)長水平段摩阻大、滑動(dòng)困難，優(yōu)化鉆井液配方，試驗(yàn)了新的處理劑，取得良好效果。

（1）試驗(yàn)RY-838油基潤滑劑，加大用量0.5～1.0％。安平75井水平段950米后，上提下放摩阻明顯增大，滑動(dòng)托壓嚴(yán)重，加入RY-838油基潤滑劑，滑動(dòng)效果有所改善。

（2）將SFT改換成軟化點(diǎn)更低的NRH，加強(qiáng)封堵，改善泥餅質(zhì)量。

（3）JMP-1加量由1.5％提高至2％，增加0.1％XCD，增大了鉆井液動(dòng)切力，提高了攜砂能力。

3.3 溢流預(yù)防與處置

3.3.1注水井停注

提前收集周邊3KM以內(nèi)注水井情況，計(jì)算與施工井的井底距離，并建立檔案。施工過程中實(shí)地查看和核對(duì)1KM以內(nèi)注水井停注情況，從源頭上削減井控風(fēng)險(xiǎn)。井控險(xiǎn)情發(fā)生后，以地層主應(yīng)力方向?yàn)橐罁?jù)擴(kuò)大停注范圍。

3.3.2 控制鉆井液密度

漏溢、漏吐并存很難采取迅速提高壓井液密度平衡地層壓力。通過降低排量、減少循環(huán)壓耗、加入2～3％堵漏材料，降低漏速，控制鉆井液在微漏狀態(tài)下鉆進(jìn)，鉆遇長6出水層前鉆井液密度提到1.18～1.20 g/cm3。

3.3.3 溢流處置

發(fā)生溢流后，采用先泄后壓工藝，通過注水井井口泄壓和出險(xiǎn)井有效控制排放等措施，釋放和減小注水形成的高壓，減小處置作業(yè)強(qiáng)度、減小處置后井下復(fù)雜程度。根據(jù)井下出水量，及時(shí)補(bǔ)充處理劑，維護(hù)鉆井液性能。

中途起鉆時(shí)，為了補(bǔ)償環(huán)空壓耗，配制相應(yīng)比重的重漿壓井，下鉆時(shí)分段循環(huán)，避免壓漏地層。

完鉆后采用稠漿（粘度70～80s,原比重）封水平段，防止重晶石沉淀造成卡鉆。起鉆至井斜50～60°時(shí)采用重漿（密度1.30～1.35 g/cm3）封上部井段，減少空井期間的出水量。

4 實(shí)施效果

4.1 安全快速完成工廠化施工

施工的8口水平井，在偏移距大、水平段長、井控險(xiǎn)情頻發(fā)的情況下，平均機(jī)械鉆速達(dá)到18.82m/h，月速度達(dá)到4161m/臺(tái)月。

4.2 形成了工廠化水平井防碰繞障技術(shù)

通過直井段預(yù)分和斜井段左右靶區(qū)入靶等技術(shù)措施，確保了工廠化施工水平井井組的防碰安全，形成了工廠化水平井防碰繞障技術(shù)，并為后期水平井組施工防碰繞障積累了經(jīng)驗(yàn)。

4.3 二開兩趟鉆取得突破

通過優(yōu)化軌跡剖面，改進(jìn)螺桿及球形扶正器外徑和位置，完成的8口井中，有4口井實(shí)現(xiàn)了二開到入窗一趟鉆，3口井實(shí)現(xiàn)了二開到完鉆兩趟鉆，形成了工廠化快速鉆井模式。