馬小龍 （中石油塔里木油田分公司塔中勘探開發(fā)項目經(jīng)理部，新疆 庫爾勒841000）

肖春學 （中石油川慶鉆探工程有限公司長慶鉆井總公司，陜西 西安710018）

鄧昌松，洪英霖 （中石油塔里木油田分公司塔中勘探開發(fā)項目經(jīng)理部，新疆 庫爾勒841000）

靖邊南氣田區(qū)塊（靖南區(qū)塊）隸屬于長慶油田長南氣田開發(fā)項目部，主要位于陜西省志丹縣、安塞縣和寶塔區(qū)，含氣面積4781.7km2，實際可利用開發(fā)面積2263.62km2。為了完成2014年建成年生產18×108m3天然氣產能建設任務，2013年靖南區(qū)塊加快了開發(fā)步伐，由單井逐步轉變?yōu)橐远ㄏ蚓疄橹鞯膮彩骄皾L動式”開發(fā)。這樣既降低了建設井場成本投入，又減少搬家安裝時間，G66－14井（石盒子組取心25m）和高橋25－88井分別是該區(qū)塊探井和定向井的指標井，提速效果明顯（見表1）。

表1 G66－14井組3口井基本數(shù)據(jù)

1 技術難點

1）表層黃土層厚100～120m，松散未固結成巖，承壓能力低，易漏失造成水源污染。

2）富縣組含不穩(wěn)定的厚層塊狀砂礫巖夾紫紅色泥巖，易坍塌造成電測遇阻，影響電測成功率。

3）石千峰組和石盒子組（雙石層）地層自然造漿嚴重，易泥包鉆頭；井壁不穩(wěn)定，垮塌剝落掉塊嚴重。

4）本溪組下部含黃鐵礦，研磨性強，極易造成PDC鉆頭先期磨損，嚴重影響機械鉆速；馬家溝組馬五段含膏巖層，易造成泥漿鈣侵黏度增高，影響泥漿的流變性，且膏巖層具有彈塑性，易縮徑造成卡鉆。

5）該區(qū)塊地層規(guī)律沒有參考依據(jù)，缺乏定向施工經(jīng)驗；定向井施工后期轉盤扭矩大，鉆具摩阻大。

2 叢式井快優(yōu)鉆井技術

2.1 優(yōu)選鉆頭和螺桿

1）PDC鉆頭優(yōu)選 一開采用勝利博豐?346mm P6342MJ的PDC鉆頭；二開采用億斯達?215.9mm PDC包井鉆頭；探井依次選擇為EDS1616EL、EM1915S、ES1935和EM1615型號［1，2］的鉆頭，其中取心段選擇德州新銳?215.9mm FQ476－28取心PDC鉆頭；定向井依次選擇為EDS1616EL、EDS1616EL、EM1925、ES1935（或EM1615）型號的鉆頭。

2）螺桿優(yōu)選 探井選擇奧瑞拓直螺桿［1，2］，定向井選擇立林1.25°單彎螺桿。

2.2 優(yōu)選鉆具組合

2.2.1 一開鉆具

采用塔式大鐘擺常規(guī)鉆具進行組合防斜防漏施工。

2.2.2 二開鉆具

1）探井 第1趟鉆進采用鐘擺復合鉆具組合防斜快速鉆進；第2趟鉆進采用大鐘擺常規(guī)鉆具組合鉆穿不均質的紙坊組和地層承壓能力低易漏失的劉家溝組，注意提高鉆頭壽命和防漏；第3趟鉆進采用大鐘擺常規(guī)鉆具組合鉆穿自然造漿嚴重和易坍塌的雙石層地層，用防塌和防泥包鉆頭；第4趟鉆進采用光鉆鋌鉆具組合完鉆，甩掉扶正器，減少下部井段卡鉆風險；另外取心段采用川7－4取心雙筒鉆具組合，湊方入2～3m取心，減少接單根次數(shù)和割心風險。

2）定向井 第1趟鉆進選擇長度5m左右短鉆鋌，采用“雙扶四合一”增斜鉆具組合造斜和快速鉆進；第2趟鉆進甩掉短鉆鋌，采用“雙扶四合一”穩(wěn)斜微降鉆具組合穩(wěn)斜和微調；第3趟鉆進根據(jù)降斜需要選擇3～5m短鉆鋌，采用單扶鉆具組合降斜，保證在中靶前將井斜降完；第4趟鉆進選擇小扶正器的小鐘擺鉆具組合在下部直井段完鉆，控制井底井斜。

2.3 表層防漏技術

1）準備導管3～4根，地面留3m的導管；打導眼期間，每個單根劃眼2次，保證導管順利下入；導管腳坐好“塞子”，導管坐實，環(huán)空外灌重漿。

2）發(fā)現(xiàn)異常及時處理，嚴格落實坐崗制度，觀察開泵井口返出的情況，一旦發(fā)現(xiàn)排量異常，采取靜止堵漏或下砸導管的方法進行處理；下砸導管加強對吊卡、死活繩頭、剎車系統(tǒng)的檢查，保證施工安全。

3）進入石板層之前，嚴格控制排量、轉速和鉆時；接單根控制下放速度，緩慢開泵，單根打完停泵上提；鉆時較快時循環(huán)將砂子帶出后再接單根，防止壓差性漏失；進入石板層后，達到正常排量，每個單根及時劃眼；測斜前井底循環(huán)干凈，嚴格控制好200～350m易斜段的井斜控制，保證井斜在2°以內。

4）鉆黃土層時采用白土漿，進石板層后逐漸轉化為清水聚合物，鉆井液漏斗黏度控制在29s以內；表層起鉆使用低速檔操作，一旦出現(xiàn)遇阻，降低柴油機轉速，上提下放，大幅度活動鉆具，或接方鉆桿倒劃眼，平穩(wěn)操作。

2.4 探井取心技術

1）做好取心鉆頭和取心筒檢查。取心鉆頭入井前，技術員丈量外徑；檢查內外徑和保徑齒，螺紋與外筒螺紋吻合度；取心工具各螺紋無碰傷、斷裂、變形，緊密距符合要求，螺紋連接后不松動；內外筒暢通，無咬扁和無裂紋；懸掛軸承裝配后軸向間隙在0.5～1.0mm，轉動靈活；安全接頭的摩擦環(huán)、螺紋完好；O型密封圈的尺寸符合要求；彈架和彈子無明顯磨損。

2）狠抓取心筒組裝過程控制。取心筒上鉆臺時，使用雙氣動小絞車平穩(wěn)配合；內外筒、巖心卡箍座必須按扭矩緊扣；拉緊外筒扶正器的每道扣；使內筒彈子盤轉動靈活；重點做好卡箍座底面與鉆頭內臺階之間軸向間隙的調整。

3）做好取心前取心筒沖洗、樹心、取心鉆進、割心及捅心的技術培訓；取心之前與錄井隊溝通協(xié)調好，卡準地層和縮短地質循環(huán)時間，減少取心趟數(shù)。

4）取心鉆進送鉆均勻，觀察好泵壓及鉆時的變化，做好技術旁站；接單根時嚴格執(zhí)行“一提、二鎖、三沖、四壓”的操作規(guī)程；在鉆壓4～6t，轉速40～50r／min正常取心參數(shù)情況下，記錄泵壓、懸重、轉盤扭矩及小鉆時，并及時了解錄井的巖性和氣測值，作為判斷井下情況的依據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)卡心，防止磨心，及時割心起鉆。

2.5 定向井軌跡控制技術

2.5.1 叢式井防碰技術

首先要有足夠拖距，然后定向井施工前做好全井段軌跡剖面計算和優(yōu)化，注重主動防碰［3］；直井段采用MWD測斜儀測斜，每50m測一點，畫好防碰圖，并做好防碰預算，做到“測一點，畫一點，預算100m”；把防碰作為頂級風險管理，每天檢查防碰數(shù)據(jù)及防碰圖繪制情況，確保防碰措施執(zhí)行到位。當G66－14井施工完后，定向井高橋24－88井和高橋25－88井拖距分別為9.93、10.39m，設計方位分別為269.87、198.67°（大門方向為274.7°），高橋25－88井二開采取提高造斜點主動繞障防碰。

2.5.2 軌跡控制思路

采用“直－增－穩(wěn)－降－直”5段式剖面，造斜段首先滑動一根驗證角差后，采用滑動2根、復合2根的方式平穩(wěn)造斜，控制造斜段狗腿度，并且滑動避開易塌的富縣組；穩(wěn)斜段施工勤測斜、勤預算和勤微調，保證井眼軌跡平滑；下部井段每次只滑動半根，方法是先復合3m，上提測斜擺好工具面再滑動，托壓及時上下活動鉆具，減少下部滑動黏卡的風險；定向滑動井段必須進行劃眼，保證井眼軌跡平滑，最大化降低鉆具摩阻和轉盤扭矩。

2.5.3 軌跡控制要點

對于靖南定向井（一般500～850m位移），造斜點600～700m，二開第1趟鉆造斜初始井斜角17～20°，方位比對準靶心方位超前3～5°，延長組中上部不增斜，到延長組底部特別是進紙坊組后，隨著井深的增加，增斜率漸升，提前預算進紙坊組后增斜至30°左右，合理選擇起鉆時機，避免低效滑動降斜施工，全井段最大井斜控制在起鉆時；第2趟鉆到底后滑動降斜一根，引導微降斜的趨勢，然后復合鉆進將增斜率控制在－1.5～－2°／100m；在該趟鉆計劃進尺450m內，起鉆前調整方位，比對準靶心方位小7～10°，位移還剩70～80m起鉆；第3趟鉆根據(jù)降斜率需要合理選擇單扶鉆具組合將井斜降完，確保欠位移中靶；第4趟鉆采用小鐘擺鉆具組合完鉆，防止底部井斜反彈。

2.6 井下復雜預防

2.6.1 防塌和防泥包鉆頭

1）防塌 二開至劉家溝組底采用清水聚合物，聚合物密度1.00～1.01g／cm3，漏斗黏度29～30s，pH值7～7.5。大排量走大循環(huán)，解放機械鉆速，勤維護和勤用水化好的稠白土漿清掃井底并回收；鉆至劉家溝組底部余100m時上灌鉆井液，此時轉換為“三磺”鉆井液，鉆井液密度1.06～1.15g／cm3，漏斗黏度45～60s，失水量6～8mL，pH值8.5～9。轉化鉆井液要提前預水化白土漿并按循環(huán)周加入處理劑，鉆井液加入鋸末等堵漏劑逐步提高劉家溝組的承壓能力，雙石層鉆進及時調整轉化后的泥漿性能，注重攜砂性和防塌能力；進入石盒子組底部密度不低于1.12g／cm3，黏度控制在55s以上，失水量小于5mL。

2）防泥包鉆頭 雙石層鉆進時，鉆井液低堿維護抑制地層造漿，并控制土的質量分數(shù)來控制固相質量分數(shù)；工程上高轉速、低鉆壓控時鉆進；一旦發(fā)現(xiàn)泵壓上升、轉盤扭矩下降和機械鉆速降低等異常情況，加強判斷，果斷采取高轉速甩漿和壓到井底循環(huán)沖的辦法處理，如果多次嘗試仍無法恢復正常，果斷起鉆檢查鉆頭。

2.6.2 防卡

抓好井筒和鉆井液的凈化，必須落實定期清掃、起鉆充分循環(huán)、遇阻搶建循環(huán)等措施。一是每次起鉆前卸掉6個單根，深井段起鉆前用白土漿充分循環(huán)至少一個循環(huán)周；起鉆遇阻立即接方鉆桿循環(huán)，不允許大噸位上提和轉動轉盤，遇砂橋必須采用高黏白土漿、大排量劃眼，確保砂子帶出井筒。二是下鉆對延安組、劉家溝組、馬家溝組等易縮徑段和直羅組、雙石層、山西組等易塌層進行技術小卡片提示，控制下放速度；下鉆遇到砂橋，必須用高黏切鉆井液劃眼，通暢后循環(huán)一個循環(huán)周以上，每次下鉆距井底6個單根，接方鉆桿，先開轉盤破壞泥漿靜切后再開泵劃眼到底；對于馬家溝組鉆遇石膏層時一邊控制白土的質量分數(shù)一邊加入適量燒堿預防鈣侵，鉆井液密度保證在1.15g／cm3以上，漏斗黏度控制在60s以上，動塑比不小于0.4Pa／（mPa·s），pH值大于11，提高攜砂性，防止馬家溝組頂部云巖破碎快速掉落造成卡鉆，執(zhí)行好“打二退四”劃眼鉆進和接單根技術措施。三是保護好井口，嚴防井下落物。

2.6.3 防電測遇阻

探井鉆富縣組時弱化參數(shù)，接單根時平穩(wěn)操作；定向井定向滑動時避開富縣組，快速鉆穿富縣組避免長時間定向滑動沖刷形成“大肚子”；完鉆起鉆前處理好泥漿性能，充分循環(huán)，保證井下干凈后起鉆，起鉆到井深1000m時用稠漿封上部含富縣組井段，保障電測順利。

3 井控安全管理措施

1）重點做好井口裝置可靠性控制，做到井口找正、管線暢通、安裝牢固、密封可靠、靈活好用，井控設備設施安裝一次到位；二開前校正好井口，防止井口不正鉆具偏磨損壞閘板芯子；內控管線必須定期反沖，保證暢通；所有閘閥手輪必須靈活好用。

2）嚴抓“值班干部、司鉆、坐崗工”3個關鍵崗位的培訓，提升業(yè)務水平；值班干部全面學習井控技術及井控管理制度，突出井控應急處置能力，履行6項井控崗位職責；司鉆突出井控設備日常管理和遇到險情正確及時關井，履行8項井控崗位職責；坐崗工突出溢流發(fā)生前兆應知，及時發(fā)現(xiàn)溢流，履行好3項崗位職責。

3）井控應急管理過程中，在打開油氣層前，2、3號閘閥必須打開，遠控房的門處于常開狀態(tài)，且夜間照明良好；上下旋塞扳手、防噴單根、鉆具回壓閥、高低量程壓力表狀態(tài)良好，司鉆控制臺固定牢靠；鉆臺正壓呼吸器綁帶必須松開；加重泥漿按照設計配制好，定期攪動防止沉淀；加重材料儲備符合設計，擺放靠近于加重漏斗附近；在下鉆到油層顯示較好的長6、長8儲層必須進行節(jié)流循環(huán)后方可繼續(xù)下鉆；針對出現(xiàn)井控險情，司鉆必須迅速果斷組織關井，以控制住井口為首要目標（如果時間較短可實施硬關井）；技術員填寫壓井施工單。

4 定向井軌跡控制實例

以指標井高橋25－88井為例，優(yōu)選鉆具組合、鉆頭和螺桿、細化軌跡控制，實現(xiàn)了安全、快速、優(yōu)質和高效鉆井［4］。

4.1 造斜穩(wěn)斜段（500～2243m）

選用?213mm（1.25°）立林單彎螺桿，4.79m 短鉆鋌和?213mm 扶正器，鉆具組合如下：?215.9mmEDS1616EL鉆頭×0.3m＋7LZ172螺桿×1.25°×8.325m＋?165mm 短鉆鋌×4.79m＋?213mm扶正器×1.51m＋461×460MWD接頭×0.89m＋?165mm無磁鉆鋌×9.385m＋?165mm鉆鋌×99.975m＋461×410轉換接頭×0.5m＋?127mm鉆桿。鉆壓6～12t，轉盤轉速75r／min，泵壓8～11MPa，排量30～35L／s。二開上扶正器出表套腳后立即定向防碰繞障，造斜點540.9m，鉆至839m造斜結束，初始井斜、方位角分別為17.2、200.9°（其中670～745m富縣組段沒有定向施工），造斜率為4～4.5°／30m，接著穩(wěn)斜和方位小飄（方位變化率為－1.5～－2.5°／100m）至1837.9m，然后鉆至延長組底2169.8m（垂深2071m）時，地層增斜率由1.5°／100m 漸升至2.6°／100m，進紙坊組后地層增斜率高達6.5°／100m，果斷起鉆倒換鉆具組合降斜。造斜穩(wěn)斜段井眼軌跡數(shù)據(jù)見表2。

4.2 穩(wěn)斜微降段（2243～2698m）

選用?208mm（1.25°）立林單彎螺桿和?208mm扶正器，不加短鉆鋌，鉆具組合如下：?215.9mm EDS1616EL鉆頭×0.3m＋7LZ172螺桿×1.25°×8.32m＋?208mm扶正器×1.52m＋461×460MWD接頭×0.89m＋?165mm無磁鉆鋌×9.385m＋?165mm鉆鋌×99.975m＋461×410轉換接頭×0.5m＋?127mm鉆桿，井斜由29.8°降至17.9°，平均井斜變化率為－1.5°／100m，穩(wěn)方位效果良好。該趟鉆鉆穿紙坊組和和尚溝組，進入劉家溝組，起鉆前調整好方位，鉆至2698m起鉆換鉆頭，進尺455m。鉆井參數(shù)：鉆壓8～12t，轉盤轉速65r／min，泵壓9～12MPa，排量30～35L／s。穩(wěn)斜微降段井眼軌跡數(shù)據(jù)見表3。

表2 造斜穩(wěn)斜段井眼軌跡控制數(shù)據(jù)

4.3 降斜段（2698～3375m）

選用2.9m短鉆鋌和?212mm扶正器，鉆具組合如下：?215.9mmEM1925SE鉆頭×0.3m＋430×460雙母接頭×0.5m＋短鉆鋌×2.9m＋?212mm扶正器×1.51m＋461×460MWD接頭×0.89m＋?165mm無磁鉆鋌×9.385m＋?165mm鉆鋌×99.585m＋461×410轉換接頭×0.5m＋?127mm鉆桿。鉆壓10～12t，轉盤轉速 55～60r／min，泵壓10～13MPa，排量30L／s。該趟鉆鉆穿劉家溝組和石千峰組，進入石盒子組，進尺677m，機械鉆速6.52m／h，分別以平均井斜變化率－3°／100m 和 方 位 變 化 率10°／100m 鉆 至3279.5m，將井斜降為直井段，提前鎖定欠位移中靶，預測中靶半徑17.64m。降斜段井眼軌跡數(shù)據(jù)見表4。

4.4 直井完鉆段（3375～3627m）

選用?208mm扶正器，鉆具組合如下：?215.9mmEM1615S鉆頭×0.3m＋430×460雙母接頭×0.5m＋?165mm無磁鉆鋌×9.39m＋?208mm扶正器×1.52m＋?165mm鉆鋌×99.585m＋461×410轉換接頭×0.5m＋?127mm鉆桿。鉆壓12～14t，轉盤轉速50～60r／min，泵壓13～15MPa，排量30L／s。該趟鉆鉆至3627m完鉆，控制下部直井段軌跡良好。

表3 穩(wěn)斜微降段井眼軌跡控制數(shù)據(jù)

表4 降斜段井眼軌跡控制數(shù)據(jù)

5 結論與建議

1）高橋24－88井和高橋25－88井等設計時間分別為9.75、7.83d，需要提高設計效率，縮短井間時效；目前該區(qū)塊施工的40LDB鉆機普遍沒有滑道，配套鉆機推移滑道升級硬件條件，能減少原井場搬家安裝時效和降低員工勞動強度，適應叢式井快優(yōu)開發(fā)節(jié)奏。

2）高橋24－88井和高橋25－88井導管腳黃土層漏失分別整改導管3.25、1.75d，在黃土層防漏工作中重視細節(jié)，善于總結經(jīng)驗教訓，逐步完善防漏配套措施，保護好環(huán)境。

3）井眼軌跡控制技術確保了2口定向井精確中靶，井身質量合格；在二開實現(xiàn)“四趟鉆完鉆”基礎上進一步進行技術提速挖潛總結，優(yōu)選長壽命PDC鉆頭，并優(yōu)化鉆井液體系，進一步降低鉆具摩阻和轉盤扭矩，積極向“三趟鉆完鉆”方向探索，靖南區(qū)塊叢式井還有很大的提速空間。

［1］王先洲，蔣明，鄧增庫，等 .蘇76－1－20H井鉆井技術 ［J］.石油鉆采工藝，2013，35（2）：26～30.

［2］張炳順，譚勇志，張貴全，等 .華北油田雁63斷塊叢式井快速鉆井技術 ［J］.石油鉆采工藝，2013，35（5）：13～15.

［3］劉特立，李勝，張宗林，等 .徐聞X3井井眼軌跡控制技術 ［J］.石油鉆采工藝，2013，35（5）：16～19.

［4］肖春學，王向延，陳偉林，等 .蘇南SN0084大斜度井鉆井技術 ［J］.石油鉆采工藝，2013，35（5）：24～28.