馬其浩

摘 要：隨著勘探開發(fā)任務(wù)的延伸，大位移井的開發(fā)優(yōu)勢(shì)不斷凸顯。但其施工中大摩阻、高扭矩一直是制約鉆井的一大難題，2018年初，由渤海鉆井總公司施工的一口二開大位移井樁136-斜15井順利完工，施工中通過一系列針對(duì)性措施，取得了良好的降摩減阻效果，為保障大位移井井下安全和提高鉆井速度積累了些許可行經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：大位移井 樁西油田 摩阻 扭矩

近年來，水平井、大位移井等井型在現(xiàn)鉆井任務(wù)中所占的比例逐年提高。由于其井身軌跡特殊，鉆具活動(dòng)摩阻與旋轉(zhuǎn)扭矩也具有較大的特殊性。施工中的高扭矩、大摩阻、托壓、鉆桿粘附等問題仍給鉆井帶來了極大的困難，同時(shí)無形中增加了井下故障發(fā)生的可能。

1 大位移井影響摩阻扭矩的因素

1.1 井身軌跡

摩阻和扭矩具隨造斜率與狗腿度的增加而增加。鉆具摩阻阻力及扭矩集中在大造斜率井段，且起下鉆會(huì)大大增加鍵槽出現(xiàn)的可能，不利于降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 鉆具結(jié)構(gòu)

鉆具結(jié)構(gòu)對(duì)大位移井的摩阻同樣具有不可忽略的影響。為提高加壓效率，可以在鉆具中添加水力振蕩器，但其費(fèi)用較高，并存在一定的井下風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 井眼清潔程度

大位移井的環(huán)空清潔程度在降低鉆具摩阻中起到極大的作用。大位移井由于其井斜一般較大，受“Boycott”效應(yīng)影響[1]，鉆屑形成巖屑床，增大了鉆具與井壁的接觸面積，也極大增加了接觸面的摩擦系數(shù)。

1.4 鉆井液的潤滑性能

鉆井液的潤滑性能直接影響著鉆具活動(dòng)的摩阻，鉆井液及其形成的濾餅，直接影響接觸面與環(huán)空的潤滑效率，通過改善濾餅質(zhì)量，并添加與井下相匹配的潤滑劑，降低鉆井液與濾餅的摩擦系數(shù)能在一定程度上能有效的起到降摩減阻的效果。

1.5 鉆井液的固相含量

劣質(zhì)固相含量高會(huì)增大濾餅厚度及摩擦系數(shù)，造成鉆具摩阻扭矩增大，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致黏附卡鉆；形成的濾餅厚且松散，起鉆時(shí)易造成遇阻卡。

1.6 鉆井液的濾失護(hù)壁性

由于大位移井鉆進(jìn)過程中鉆具緊貼下井壁，能否形成高質(zhì)量的濾餅，是影響鉆具活動(dòng)摩阻及扭矩的另一個(gè)重要因素。

2 樁136-斜15井施工情況

2.1基本情況

樁136-斜15井，是2018年由渤海鉆井總公司40656SL鉆井隊(duì)負(fù)責(zé)施工的一口表層定向大位移井，該井位于樁西灘海油區(qū)，完鉆井深3068m，井底垂深2062m（館陶組），最大井斜62.63°，閉合位移2109m。該井一開150m開始造斜，400m井斜增至33°，二開800m至960m，二次增斜至54°，穩(wěn)斜鉆進(jìn)至2800m，再次增斜至61°，穩(wěn)斜至完鉆，“直-增-穩(wěn)-增-穩(wěn)-增-穩(wěn)”七段制井身軌跡。設(shè)計(jì)軌道參數(shù)如表1所示。

2.2 施工難點(diǎn)、重點(diǎn)：

①造斜點(diǎn)淺，一開造斜，明化鎮(zhèn)組造斜率高達(dá)4.5°/30m。

②全井87%的井段處于的30°～60°井斜范圍，形成的巖屑床增大了鉆具的摩阻與扭矩；

③水平位移大，斜井段長，七段制連續(xù)增斜的井身軌跡造成摩阻大、扭矩大；

④該區(qū)塊以往多為三開井設(shè)計(jì)，樁136-斜15井為二開設(shè)計(jì)，增大了施工風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 施工情況

該井在整個(gè)鉆進(jìn)過程中，鉆井液摩阻系數(shù)0.035，鉆具上提最大摩阻200KN，下放摩阻最大160KN，旋轉(zhuǎn)扭矩最大23KN？m，鉆具長時(shí)間靜止后不卡，滑動(dòng)鉆進(jìn)過程不托壓，起下鉆過程正常，完井電測(cè)及固井質(zhì)量測(cè)井均常規(guī)纜測(cè)到底，未采用水平井工藝測(cè)井，整個(gè)鉆井過程安全、平穩(wěn)、高效，圓滿完成了鉆探任務(wù)。

3 現(xiàn)場(chǎng)降摩減阻措施

通過采取多項(xiàng)針對(duì)性措施，樁136-斜15井的施工中鉆具摩阻及扭矩得到較好的控制。根據(jù)鉆井過程控制，及采取的技術(shù)措施，總結(jié)出以下幾點(diǎn)降低大位移井鉆具摩阻、扭矩，預(yù)防粘卡的幾個(gè)方面：

3.1 優(yōu)化井身軌跡

在滿足甲方要求與施工質(zhì)量的前提下，控制前期增斜全角變化率低于4°/30m，后期控制不大于1.5°/30m，同時(shí)，通過選擇穩(wěn)斜鉆具結(jié)構(gòu)，優(yōu)選合理的鉆壓、頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，維持穩(wěn)斜段井眼軌跡平穩(wěn)圓滑，使鉆具摩阻均勻分布在整個(gè)斜井段。

3.2 優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)

鉆具組合設(shè)計(jì)中，加入偏心擴(kuò)眼器（距離鉆頭200m）、欠尺寸螺旋扶正器（距離鉆頭800m），并根據(jù)施工情況向上移動(dòng)，破壞了形成的巖屑床，促進(jìn)了鉆屑的上返；螺旋扶正器主要對(duì)增斜井段進(jìn)行修整，使井眼圓滑、暢通。

3.3 提高環(huán)空清潔程度

巖屑床的清除采用了“工具物理清除+鉆井液紊流攜帶”方法配合來解決：在鉆具中加入偏心擴(kuò)眼器、螺旋扶正器等工具，破壞已形成的巖屑床；提高鉆井泵的排量，在井眼中形成局部紊流，提高巖屑的返出率。

3.4 提高鉆井液潤滑性能

通過液體類與固體類（石墨粉）復(fù)配提高潤滑效率。使用無熒光白油13噸，石墨粉4噸，摩阻系數(shù)降低至0.035，上提最大摩阻200KN，下放摩阻最大160KN，旋轉(zhuǎn)扭矩最大23KN？m，鉆具長時(shí)間靜止后不粘不卡，滑動(dòng)鉆進(jìn)過程不托壓，潤滑性能良好，保證了井下施工安全。

3.5 嚴(yán)格控制鉆井液中的固相含量

在樁136-斜15井的前期施工中，嚴(yán)格控制鉆井液固相含量。前期施工，采用氯化鈣強(qiáng)抑制鉆井液體系，后期通過大分子包被絮凝處理劑控制，并通過固控設(shè)備加以清除，使鉆井液的固相含量始終低于9%。

3.6 “護(hù)壁+封堵+潤滑”提高鉆井液濾失護(hù)壁性

根據(jù)樁136-斜15井的特點(diǎn)，制定了“護(hù)壁+封堵+潤滑”的施工措施。低濾失量形成的致密濾餅，能有效減少鉆具與井壁的接觸面積，達(dá)到降低摩阻的效果。同時(shí)使用超細(xì)碳酸鈣、承壓堵漏材料，降低濾餅的滲透性，提高井壁的穩(wěn)定性。通過復(fù)配“固體+液體”潤滑劑，提高鉆井液及濾餅的潤滑性能。

結(jié)論

4.1 影響大位移井鉆具摩阻與扭矩的因素主要有：井身軌跡、鉆具結(jié)構(gòu)、環(huán)空清潔程度、鉆井液的潤滑性、鉆井液中的固相及鉆井液的濾失護(hù)壁性等。

4.2 在樁136-斜15井的施工中，通過采取優(yōu)化井深軌跡、根據(jù)軌跡選擇合理鉆具結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)對(duì)環(huán)空的清潔、提高鉆井液潤滑能力、改善濾餅質(zhì)量等針對(duì)性措施，有效的降低了鉆具摩阻與扭矩。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐同臺(tái)，洪培云，潘世奎.水平井鉆井液與完井液[M].北京：石油工業(yè)出版社，1999.12