李子杰 楊春旭 吳明波

摘要：威頁35平臺是部署在川西南坳陷北部白馬鎮(zhèn)向斜構(gòu)造，地質(zhì)條件復(fù)雜，鉆井工程施工難度大，深入分析了該平臺二開施工過程中遇到的復(fù)雜情況以及采取的技術(shù)措施，為同臺后續(xù)開次井作業(yè)提供了便利條件。

關(guān)鍵詞：威頁35平臺;頁巖氣;龍馬溪;水平井

中圖分類號：TE242 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）12-0087-04

1工程設(shè)計

1.1井位布局

井場部署8口井，威頁35 1HF、威頁35-2HF、威頁35-3HF、威頁35-4HF、威頁35-5HF、威頁35-6HF、威頁35-7HF、威頁35-8HF，其中威頁35-1HF井已經(jīng)完鉆。

1.2井身結(jié)構(gòu)設(shè)計

威頁35平臺采用叢式井組水平井開發(fā)龍馬溪組頁巖氣，（1）井身結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)充分考慮到地層和長水平段生產(chǎn)工藝的要求，各套管程序的選擇為各開次鉆進安全相對留有余，以保證完成鉆探目的;（2）封隔上部易漏層及淺層水、封沙溪廟組中部以上不穩(wěn)定、易漏地層;（3）龍馬溪組上部存在大套泥巖地層，在揭開龍馬溪組頁巖層之前應(yīng)下入技術(shù)套管，封隔上部易漏、易垮塌地層。井身結(jié)構(gòu)設(shè)計以威頁35-2HF井為例，導(dǎo)管、不同開次的鉆頭尺寸、套管外徑等井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見表1。

1.3井眼軌道設(shè)計（以威頁35-2HF為例）（如表2）

2鉆井技術(shù)難點

（1）上部井段地層失穩(wěn)，龍馬溪組高壓裂縫發(fā)育無規(guī)律。

（2）大井眼定向，地層傾角大，直井段易井斜，定向效率低、軌跡調(diào)整頻繁。

（3）龍?zhí)督M一石牛欄組地層可鉆性差，鉆速低，鉆井周期長。

（4）儲層埋藏深，溫度高，工具儀器失效問題突出。

3關(guān)鍵技術(shù)

3.1摩阻扭矩分析

威頁35-6HF井井斜為27.65°，方位變化70°，施工難度最大，以威頁35-6HF井為例分析其摩阻扭矩。利用Well Dlan摩阻扭矩分析軟件，對待鉆設(shè)計井眼軌道進行摩阻扭矩計算分析，優(yōu)選摩阻扭矩較小的施工剖面，指導(dǎo)施工。

鉆具組合：Ф311.2mmPDC+Ф216raml.25°等壁厚螺桿（308mm扶正塊）+Ф300mm扶正器+回壓閥+Ф203.2mm無磁鉆鋌×1根+MWD短節(jié)+Ф203.2mm鉆鋌×3根+Ф139.7mmHWDPx48根+Ф139.7mmDP。

（1）摩擦系數(shù)：套管內(nèi)摩擦系數(shù)0.25，裸眼內(nèi)摩擦系數(shù)分別取0.30、0.35、0.40、0.45。

（2）鉆井參數(shù)：鉆壓40kN，鉆頭扭矩6kN·m。

（3）水基鉆井液，鉆井液密度1.75g/cm³，塑性黏度30mPa.s，屈服值10Pa。

計算結(jié)論（如表3）：a.本井二開扭矩較小，屬于可控狀態(tài);b.隨著摩阻系數(shù)的增加，摩阻和扭矩均增加;c.摩阻系數(shù)為0.45時，在滑動鉆進工況下，計算摩阻65.4kN，不發(fā)生屈曲?？傮w而言，二開井眼軌道簡單，摩阻扭矩不大。

3.2水力參數(shù)分析

利用WellDlan水力計算分析模塊，對二開待鉆設(shè)計井眼軌道進行水力參數(shù)分析，計算泵壓數(shù)據(jù)，以及考慮在扭方位井段摩阻大的情況下，是否滿足下入水力振蕩器的要求。模擬計算參數(shù)如表4。

經(jīng)過計算分析可知，在滑動摩阻較大的扭方位井段，定向效率低的情況下，可以在BHA中加入水力振蕩器，解決脫壓問題。

4現(xiàn)場施工及效果

4.1一開鉆進

鉆具組合1（小鐘擺防斜打直）：Ф406.4mmPDC+Ф254mm扭沖工具+Ф244mm0.5°等壁厚螺桿（帶402mm螺旋扶正器）+浮閥（731*730）+Ф402mm扶正器+Ф228.6mm回壓閥+Ф228.6mm鉆鋌3根+Ф228.6mm無磁鉆鋌1根+Ф203mmMWD無磁短節(jié)+Ф203mm鉆鋌6根+Ф631x520+Ф139.7mm鉆桿。

鉆具組合2（糾斜繞障）：Ф406.4mm三牙輪+Ф244mm1.5°等壁厚螺桿+Ф228.6mm回壓閥+Ф228.6mm無磁鉆鋌1根+Ф203mmMWD無磁短節(jié)+Ф203mm鉆鋌6根+Ф631×520+Ф139.7mm鉆桿。

鉆井參數(shù)：鉆壓：50～120kN，轉(zhuǎn)速：50～60r/min，排量：60L/s。

技術(shù)措施：

（1）實鉆中應(yīng)根據(jù)地層巖性和可鉆性選用PDC鉆頭，鉆進參數(shù)要隨地層變化及時調(diào)整。

（2）大尺寸鉆頭鉆進中要操作平穩(wěn)、送鉆均勻防跳鉆，應(yīng)做好防斜、防震、防鉆頭鉆具事故的技術(shù)措施。

（3）上部地層巖性變化頻繁，掉塊嚴(yán)重，調(diào)整好鉆井液性能，維護井壁穩(wěn)定。

（4）以鉆頭選型、鉆具結(jié)構(gòu)、鉆井參數(shù)作為防斜鉆進主要措施，提高鉆速。

（5）鉆進時盡可能使用設(shè)計上限排量，提高鉆頭水力能量。

4.2二開鉆進

二開使用Ф311.2mm鉆頭鉆至龍馬溪組頂部（井深3306/3273/3305m±、井深3278/3260/3261m±），下入Ф244.5mm套管，為下一開次專層專打創(chuàng)造條件。

鉆具組合1（直井段）：Ф311.2mmPDC+Ф254mm扭沖+Ф244mml°等壁厚螺桿+631*630回壓閥+Ф308mm扶正器+Ф203mm無磁鉆鋌+MWD儀器短節(jié)+Ф203mm鉆鋌+柔性短接+Ф203mm隨鉆震擊器+Ф203mm鉆鋌3根+631～520+Ф139.7mmHWDPx48根+Ф139.7mm鉆桿。

本鉆具組合以復(fù)合鉆進、提速提效為主，同時兼顧定向糾斜。

鉆具組合2（定向段穩(wěn)斜段）：Ф311.2mmPDC+Ф216mml.25°等壁厚螺桿（308mm扶正塊）+Ф300mm扶正器+回壓閥+Ф203.2mm無磁鉆鋌×1根+MWD短節(jié)+Ф203.2mm鉆鋌x3根+Ф139.7mmHWDPx48根+Ф139.7mmDP。

本鉆具組合以增斜段、穩(wěn)斜段復(fù)合鉆進、提速提效為主，同時兼顧井身軌跡調(diào)整。

鉆井參數(shù)：鉆壓：80～100kN，轉(zhuǎn)速：螺桿+50，排量：45～50Us。

鉆具組合3（扭方位井段）：Ф11.2mmPDC+Ф216mml.5°等壁厚螺桿（308mm扶正塊）+回壓閥+Ф203.2mm無磁鉆鋌×1根+MWD短節(jié)+Ф203.2mm鉆鋌×3根+Ф139.7mm加重鉆桿×15根+水力振蕩器+Ф139.7mm加重鉆桿x33根+Ф139.7mmDP。

本鉆具組合以增斜段、穩(wěn)斜段復(fù)合鉆進、提速提效為主，同時兼顧井身軌跡調(diào)整。

鉆井參數(shù)：鉆壓：80-100kN，轉(zhuǎn)速：螺桿，排量：45～50L/s。

技術(shù)措施：

（1）實鉆中應(yīng)根據(jù)具體情況及時更換相應(yīng)的鉆具組合，同時摸清地層造斜特性，并根據(jù)地層巖性和可鉆性選用高效PDC鉆頭，鉆進參數(shù)要隨地層變化及時調(diào)整。

（2）按鉆井設(shè)計要求做好鉆井液性能維護與處理，井場應(yīng)備有相應(yīng)的堵漏材料及除硫劑，并按設(shè)計儲備足量優(yōu)質(zhì)鉆井液。

（3）龍?zhí)督M巖性鋁土質(zhì)泥巖夾頁巖及凝灰質(zhì)砂巖，存在煤層、碳質(zhì)頁巖。鉆進中，要注意井下變化，如有垮塌現(xiàn)象，要及時調(diào)整鉆井液性能確保井下正常。嚴(yán)防垮塌卡鉆和井漏引起井下復(fù)雜情況和事故。

（4）直井段要確保打直，根據(jù)鉆具組合控制鉆壓，如果井斜過大，應(yīng)立即采取糾斜措施，并注意防止糾斜過急出現(xiàn)較大狗腿度而產(chǎn)生鍵槽。

4.3施工效果（如表5）

5結(jié)束語

（1）頁巖氣井鉆井提速首先從設(shè)計入手，進一步優(yōu)化軌道設(shè)計，二開設(shè)計井段不扭方位，減少二開定向工作量，在滿足地質(zhì)需要前提下，盡量把造斜點選在可鉆性好的地層，以提高大井眼的鉆進效率。

（2）頁巖氣井鉆井提速還需要從鉆頭選型、井下提速工具、長壽命螺桿、穩(wěn)定的MwD儀器、商性能的鉆井液、優(yōu)良的鉆機設(shè)備等方面整體考慮，只有各個方面形成合力，“擰成一股繩”，才能提高全井的機械鉆速，從而降低鉆井成本。