宋永龍(中油長城鉆探鉆井液公司， 遼寧 盤錦 124010)

筆架嶺大位移井鉆井液技術(shù)

宋永龍(中油長城鉆探鉆井液公司， 遼寧 盤錦 124010)

大位移井通常定義為水平位移與垂直深度之比大于2.0以上的井。大位移井最早應(yīng)用處于經(jīng)濟(jì)上考慮，主要目的是利用海上現(xiàn)有平臺(tái)設(shè)施或陸地開發(fā)邊際油田，使按照常規(guī)技術(shù)不具備商業(yè)開采價(jià)值小油田通過大位移鉆井技術(shù)能夠節(jié)約油田開發(fā)費(fèi)用，從而有效地開發(fā)。

位移；井斜；鉆井液

1 概況

筆架嶺大位移井位于遼河斷陷西部凹陷筆架嶺油田，地層依次為第四系平原組，上第三系明化鎮(zhèn)組，館陶組，下第三系東一、二、三段，沙一、二段。井身 結(jié) 構(gòu):Φ346mm× m+Φ241mm×m；套 管 結(jié) 構(gòu)：Φ273mm×m+Φ139.7mm×m。

2 鉆井液技術(shù)

筆架嶺地層松軟,井眼穩(wěn)定是個(gè)大問題，井斜角大井眼凈化是關(guān)鍵,鉆屑床不可避免,泥漿技術(shù)在這里又成為能否打成的關(guān)鍵。

(1)鉆井液體系。一開(約300m)：普通般土漿。二開：使用SF體系。性能維護(hù)：鉆進(jìn)中補(bǔ)充抑制劑等各類處理劑維護(hù)泥漿性能。定向時(shí)增強(qiáng)鉆井液體系潤滑性能，混入一定量固體潤滑劑、聚合醇，隨著井深增加及時(shí)補(bǔ)充，保持體系中潤滑劑有效含量，確保摩阻系數(shù)小于0.07，以滿足井下安全要求。

(2)攜巖問題。①大位移井施工中，井斜角在45°～65°是公認(rèn)攜巖最困難井段，該井段極易形成巖屑床，當(dāng)巖屑床達(dá)到一定厚度時(shí)，在重力作用下會(huì)沿下井壁滑落，造成起下鉆遇卡、遇阻、劃眼及鉆進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)盤扭矩增加主要原因，能否及時(shí)有效把井底鉆屑帶出是施工成敗關(guān)鍵。②筆架嶺大位移井主要采取了采用滑動(dòng)鉆進(jìn)與轉(zhuǎn)動(dòng)鉆進(jìn)相結(jié)合、短起下鉆、優(yōu)選鉆井液性能流變參數(shù)、稠或稀鉆井液攜帶四種方式互相配合來解決。

采用滑動(dòng)鉆進(jìn)與轉(zhuǎn)動(dòng)鉆進(jìn)相結(jié)合。造斜井段滑動(dòng)鉆進(jìn)與轉(zhuǎn)動(dòng)鉆進(jìn)進(jìn)尺之比為1∶1左右，在井斜、方位允許時(shí)，盡量采用轉(zhuǎn)動(dòng)鉆進(jìn)方式，減少滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)間。

短起下鉆。短起下鉆是破壞巖屑床有效手段。造斜井段井斜30°后每打50m短起下一次10柱左右；穩(wěn)斜井段，鉆進(jìn)100m左右短起下鉆一次10～20柱，主要視鉆進(jìn)時(shí)返出鉆屑量多少、鉆進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)盤扭矩增加值定短起下鉆時(shí)間及井段長短。起下鉆時(shí)摩阻較大、鉆進(jìn)時(shí)扭矩增加較快，則增加短起下鉆距離，適當(dāng)增加短起下次數(shù),通過倒劃眼,消除巖屑床,提高井眼凈化程度,保證作業(yè)安全。

優(yōu)選鉆井液性能和流變參數(shù)。滿足攜巖要求，鉆井液粘度、切力和流變參數(shù)是調(diào)整重點(diǎn)。打破以往鉆進(jìn)中漏斗粘度始終在50～70s；采用增大排量，降低漏斗粘度在35～40s。

采用稠或稀鉆井液攜帶巖屑。稠漿要保持漏斗粘度高于井漿20s以上；稀漿保證紊流臨界返速小于同排量井漿環(huán)空返速，泵入稠漿或稀漿的時(shí)機(jī)則視鉆屑返出量和工程措施而定。

(3)潤滑防卡問題。潤滑防卡問題是大位移井需要解決另一個(gè)難題。由于斜井段長，鉆具與井壁接觸面積大、時(shí)間長，極易發(fā)生粘卡事故，所以潤滑防卡問題是該井施工成敗另一個(gè)關(guān)鍵問題。

調(diào)整泥餅質(zhì)量及清除浮泥餅。良好泥餅質(zhì)量是預(yù)防粘卡基礎(chǔ)。在禁止使用瀝青類材料情況下，主要以PSP、SMP、HA樹脂和超細(xì)CaCO3配合降失水，2500m以后控制濾失量小于3.5ml，泥餅薄而韌，避免產(chǎn)生虛、厚泥餅，配制稀漿或稠漿時(shí)加入足量降濾失劑。

潤滑劑使用。①使用潤滑劑有極壓潤滑劑、油性石墨、鱗片石墨粉、聚合醇、柴油、機(jī)油等，在定向井段加入極壓潤滑劑和油性石墨。井深2500米以后，使用柴油、機(jī)油、聚合醇配合，總含油量為3%～4%，聚合醇加量為0.5%～1%。②改善泥餅質(zhì)量和優(yōu)選潤滑劑兩種防粘卡措施，各井段泥漿摩阻系數(shù)、極壓潤滑系數(shù)以及起下鉆附加拉力、鉆進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)盤扭矩的變化都在正常范圍之內(nèi)。

(4)井漏問題。筆架嶺地區(qū)各層段均是砂泥巖互層，館陶組砂層較厚，東營和沙河街地層砂泥巖均為薄層，且全井砂巖顆粒細(xì)、膠結(jié)疏松，承壓能力低，鉆進(jìn)中始終存在滲漏現(xiàn)象，每次起下鉆損失泥漿都在10～20m3。防漏主要措施：①嚴(yán)格控制密度。②保持鉆井液有良好觸變性處理劑，控制起下鉆速度，下到底先小排量開正常，再大排量。③根據(jù)地層特點(diǎn)選擇防漏材料。

(5)固控技術(shù)。固控設(shè)備振動(dòng)篩3臺(tái)、除砂器1臺(tái)、除泥器1臺(tái)、離心機(jī)2臺(tái)。使用效率振動(dòng)篩100%，除砂器90%以上，除泥器70%以上，離心機(jī)2臺(tái)50%?；瘜W(xué)除砂與機(jī)械除砂相配合。

3 大位移井鉆井關(guān)鍵技術(shù)

(1)井壁穩(wěn)定技術(shù)。研究井壁穩(wěn)定目的是計(jì)算大位移井所在區(qū)塊三條壓力剖面，即地層坍塌壓力、地層壓力和地層破裂壓力，為設(shè)計(jì)合理鉆井液密度提供理論依據(jù)。

(2)扭矩/摩阻分析及鉆柱優(yōu)化設(shè)計(jì)。摩阻扭矩分析是大位移井軌跡優(yōu)化和鉆柱優(yōu)化基礎(chǔ)，又是制約大位移井所能鉆達(dá)水平位移極限重要因素。減少摩阻扭矩途徑包括：①優(yōu)選井身剖面。②增加鉆井液潤滑性。③使用減摩工具。④使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)。

(3)流體力學(xué)及井眼凈化技術(shù)。①大位移流體力學(xué)要解決主要問題計(jì)算保證井眼凈化最小環(huán)空返速、井底當(dāng)量循環(huán)密度、立管壓力等參數(shù)。②鉆井液流變性。③旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)。④起下鉆前充分循環(huán)鉆井液。

(4)套管作業(yè)和固井。大位移井成功下入套管是關(guān)鍵。主要技術(shù)措施：①清潔井眼。②減少摩阻。③減少扶正器數(shù)量。

4 結(jié)語

總之，隨著近幾年來超大位移井實(shí)施，一些技術(shù)不斷成熟，現(xiàn)在大位移井鉆井工藝難點(diǎn)和重點(diǎn)集中在：扭矩/摩阻、軌道設(shè)計(jì)、定向控制、水力學(xué)與井眼凈化、套管漂浮技術(shù)等方面。