梁小慶

(大慶鉆探工程公司鉆井二公司，黑龍江大慶163413)

A區(qū)主力油層砂巖成分主要為石英（21%～26.7%）、長(zhǎng)石（29.2%～36.2%）和巖屑（平均33.8%），粒度中值0.068～0.111mm，分選系數(shù)5.7～10.08，分選性中等。薄片分析儲(chǔ)層膠結(jié)類型以泥質(zhì)膠結(jié)、鈣質(zhì)混合膠結(jié)為主，平均泥質(zhì)含量9.7%。局部鈣質(zhì)較富集，泥質(zhì)多具重結(jié)晶，呈團(tuán)狀或薄膜分布，石英、長(zhǎng)石具次生加大與再生膠結(jié)。統(tǒng)計(jì)主力油層64口井859塊巖芯，油層孔隙度主要分布在10%～14%之間，平均11.3%；滲透率主要分布在0.1～1mD之間，平均0.8mD。其中FⅠ組油層平均孔隙度11.9%，平均滲透率1.3mD，屬于低孔、低滲透儲(chǔ)層，因此部署了A1水平井進(jìn)行開發(fā)。

1 優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

要想實(shí)現(xiàn)A1水平井的優(yōu)快鉆井，就必須對(duì)井身結(jié)構(gòu)和井眼軌跡進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，這是實(shí)現(xiàn)優(yōu)快鉆井的前提。

1.1 井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化

井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化，不僅要考慮施工區(qū)塊的地質(zhì)特點(diǎn)，還要考慮現(xiàn)有的技術(shù)裝備水平，更重要的是要降低現(xiàn)場(chǎng)施工的難度，提高機(jī)械鉆速，實(shí)現(xiàn)安全、高效鉆井。對(duì)于傳統(tǒng)的水平井往往是采用三層的井身結(jié)構(gòu)，用表層套管封固地表的腐殖土、流砂層等不穩(wěn)定地層，在技術(shù)套管中實(shí)現(xiàn)造斜施工作業(yè)，并把技術(shù)套管下至水平井A靶點(diǎn)的窗口位置，然后三開進(jìn)行油層段的鉆進(jìn)。這樣做雖然保證了三開的安全施工，同時(shí)也有利于水平井水平段的延伸，但是二開在技術(shù)套管內(nèi)進(jìn)行造斜和扭方位作業(yè)，機(jī)械鉆速非常低，嚴(yán)重增加了鉆井施工周期，因此就需要對(duì)A1井的井身結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新的優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)該區(qū)塊的地質(zhì)特點(diǎn)，以及設(shè)備的承受能力，以利于現(xiàn)場(chǎng)施工，提高機(jī)械鉆速為目標(biāo)，決定采用二層套管的井身結(jié)構(gòu)，在二開中實(shí)現(xiàn)造斜和水平段的施工，從而能夠?qū)崿F(xiàn)提高機(jī)械鉆速、縮短鉆井周期的目的。A1井的井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 A1井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

1.2 井眼軌跡的優(yōu)化

一口水平井能否實(shí)現(xiàn)安全、優(yōu)質(zhì)、高效施工，井眼軌跡的優(yōu)化設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。對(duì)于A1井來(lái)說(shuō)，要想實(shí)現(xiàn)優(yōu)快鉆井，在井眼軌跡設(shè)計(jì)過(guò)程中，降低施工摩阻和扭矩是關(guān)鍵，因此在進(jìn)行井眼軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中就要以施工摩阻和扭矩最小為設(shè)計(jì)目標(biāo)，同時(shí)還要保證能夠有利于現(xiàn)場(chǎng)施工，因此最后決定采用直—增—穩(wěn)—增—微增—水平的井眼軌跡設(shè)計(jì)方式，這樣設(shè)計(jì)的好處是在2個(gè)增斜井段之間設(shè)計(jì)一段穩(wěn)斜井段用來(lái)彌補(bǔ)造斜工具造斜率的不足，同時(shí)在靶點(diǎn)前設(shè)計(jì)一小段微增井段，用來(lái)彌補(bǔ)目的層垂深的變化，這樣就更有利于現(xiàn)場(chǎng)施工，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確中靶了。優(yōu)化設(shè)計(jì)后的井眼軌跡如表2所示。

2 優(yōu)快施工技術(shù)

表2 優(yōu)化設(shè)計(jì)后的井眼軌跡數(shù)據(jù)

2.1 鉆頭與造斜工具優(yōu)選

在鉆井工程中，鉆頭是實(shí)現(xiàn)破巖的主要工具，而在水平井施工中，單彎螺桿鉆具又是實(shí)現(xiàn)增斜、穩(wěn)斜和降斜的主要工具，因此對(duì)于該井來(lái)說(shuō)主要對(duì)鉆頭和單彎螺桿鉆具進(jìn)行優(yōu)選。A1所在的區(qū)域施工巖性主要以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，根據(jù)鄰井施工鉆頭使用情況，對(duì)鉆頭進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)和優(yōu)選，在?311.2mm井眼采用國(guó)產(chǎn)混裝片5刀翼PDC鉆頭，在?215.9mm井眼鉆頭采用國(guó)產(chǎn)4刀翼PDC鉆頭，同時(shí)對(duì)使用的鉆頭進(jìn)行強(qiáng)化保徑設(shè)計(jì)，提高鉆頭的穩(wěn)定性。在螺桿鉆具的優(yōu)選中根據(jù)不同廠家的螺桿鉆具施工參數(shù)和設(shè)計(jì)的造斜率需求，在造斜段選用低轉(zhuǎn)速、大扭矩5級(jí)1.5°單彎螺桿鉆具，在水平段選用低轉(zhuǎn)速、大扭矩5級(jí)1°單彎螺桿鉆具。

2.2 軌跡控制優(yōu)化

在造斜段施工中，主要要保證工具的實(shí)際造斜率，鉆具組合為：?215.9mm鉆頭+?172.0mm單彎螺桿（1.5°）+鉆具浮閥+?165.1mm LWD+?165.1mm無(wú)磁鉆鋌×（8.5～9m）+?165.1mm螺旋鉆鋌（32～36m）+?127.0mm斜坡鉆桿+?127.0mm加重鉆桿×334.80m+?127.0mm鉆桿。施工中根據(jù)該套鉆具組合的實(shí)際造斜率和工具面角的穩(wěn)定情況，最大限度地提高鉆井排量和鉆壓，強(qiáng)化機(jī)械參數(shù)和水力參數(shù)破巖，實(shí)現(xiàn)高鉆速。

在水平段施工中主要以穩(wěn)平為主，鉆具組合為：?215.9mm鉆頭+?165.1mm旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向+鉆具浮閥+?165.1mmLWD+?127.0mm無(wú)磁加重鉆桿×9.30m+?127.0m斜坡鉆桿+?127.0mm加重鉆桿×334.80m+?127.0mm鉆桿。施工中根據(jù)測(cè)得的伽馬、電阻率曲線，結(jié)合錄井巖性和全烴值，勤與地質(zhì)導(dǎo)向人員溝通，勤調(diào)、少調(diào)井眼軌跡，保證軌跡沿著目的層行進(jìn)。

2.3 鉆井液技術(shù)優(yōu)化

一開采用鉀鹽共聚物鉆井液體系，密度1.15～1.25g/cm3，粘度50～70s。開鉆前用電阻率10Ω·m以上的清水60m3加膨潤(rùn)土3000kg、純堿240kg，預(yù)水化24h后，加入HX-D將鉆井液粘度調(diào)整到設(shè)計(jì)要求，方可一開。鉆進(jìn)過(guò)程中，主要以3%～5%的WDYZ-1和1.0%～2.0%的NH4-HPAN-2水溶液交替維護(hù)，另外每鉆進(jìn)200m補(bǔ)加50～100kg的HX-D。

二開應(yīng)用高性能水基鉆井液體系，密度1.35～1.40g/cm3，粘度45～80s。造斜段鉆進(jìn)中，主要以降濾失劑和封堵防塌劑的水溶液交替維護(hù)，鉆進(jìn)至造斜點(diǎn)之前100m加入潤(rùn)滑劑，保證潤(rùn)滑劑加量不低于3%，井斜角大于40°時(shí)添加1%～2%固體潤(rùn)滑劑，改善泥餅質(zhì)量，提高鉆井液潤(rùn)滑性能。水平段施工中通過(guò)增粘劑調(diào)節(jié)鉆井液粘度及流型，保證鉆井液的攜砂性能，防止形成巖屑床，潤(rùn)滑材料以潤(rùn)滑劑為主，保證其含量不低于7%?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)整鉆井液性能，既保證不污染地層又安全鉆進(jìn)。

3 施工效果分析

A1井完鉆井深3305.00m，平均鉆速9.04m/h，水平段長(zhǎng)1250.00m，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足甲方鉆井工程設(shè)計(jì)要求，全井無(wú)事故、復(fù)雜情況發(fā)生，取得了非常好的施工效果。

4 結(jié)論

（1）采用二開的井身結(jié)構(gòu)和直—增—穩(wěn)—增—微增—水平的井眼軌跡設(shè)計(jì)方式，保證了A1井的施工安全和高效。

（2）通過(guò)優(yōu)選鉆頭和造斜工具，實(shí)現(xiàn)了高效施工，在軌跡控制中根據(jù)不同井段施工特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化施工，保證了準(zhǔn)確中靶。

（3）一開采用鉀鹽共聚物鉆井液體系，二開采用高性能水基鉆井液體系體系，保證了井下安全。

[1]孟祥波.齊平3井鉆井施工技術(shù)[J].探礦工程（巖土鉆掘工程）,2015,42(8):22-24.

[2]王佩平，王立亞，沈建文，等.胺類抑制劑在臨盤地區(qū)的應(yīng)用[J].鉆井液與完井液，2011，28（3）：35-38.