劉 銘

（大慶鉆探工程公司鉆井工程技術(shù)研究院，黑龍江 大慶 163413）

大慶油田徐家圍子區(qū)塊具有豐富的天然氣儲(chǔ)量，是大慶油田增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要開發(fā)區(qū)塊之一。但該區(qū)塊的天然氣埋藏較深，存在待鉆目的層位溫度高、巖石可鉆性差等不利因素[1]。水平井鉆井技術(shù)有利于高效開發(fā)該區(qū)塊的儲(chǔ)層資源。因此有必要對(duì)徐深氣田的深層水平井鉆井技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究，通過井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、井眼軌跡設(shè)計(jì)、鉆具組合優(yōu)化和鉆頭結(jié)構(gòu)優(yōu)選等技術(shù)手段為徐深氣田的優(yōu)質(zhì)高效開發(fā)提供技術(shù)支持。

1 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該類地層可以設(shè)計(jì)四層套管結(jié)構(gòu)，也可設(shè)計(jì)為三層套管結(jié)構(gòu)，兩種設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見表1。

表1 不同套管結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

根據(jù)該區(qū)塊前期的施工經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮施工風(fēng)險(xiǎn)，認(rèn)為該區(qū)塊可以采用三層套管結(jié)構(gòu)，可以通過地層壓力剖面分析和鉆井液密度平衡等手段來解決井控問題，通過優(yōu)化井眼軌跡設(shè)計(jì)來解決造斜難度大問題，從而縮短鉆井周期節(jié)約鉆井成本。

2 井眼軌跡優(yōu)化

井眼軌跡優(yōu)化的目的一方面是為了確定最佳的靶點(diǎn)和入靶點(diǎn)方位，另一方面是為了確定合適的井眼幾何形狀從而降低鉆井過程中的摩阻和造斜難度，從而提高機(jī)械鉆速并減少井下復(fù)雜情況的出現(xiàn)。表2 為三種設(shè)計(jì)模型對(duì)應(yīng)的鉆進(jìn)參數(shù)對(duì)比，從表2中可以看出，采用五段制剖面設(shè)計(jì)最有利于降低摩阻和提高施工效率最終降低鉆井成本。

表2 不同設(shè)計(jì)方案摩阻對(duì)比

3 地層巖性分析及鉆頭選型優(yōu)化

大慶徐深氣田的巖石可鉆性較差，不同層位均有不同的特點(diǎn)，在鉆井施工中需要根據(jù)具體層位的特點(diǎn)進(jìn)行鉆頭選型優(yōu)化，表3為根據(jù)以往鉆井?dāng)?shù)據(jù)及底層情況分析總結(jié)出來的徐家圍子地層巖性及鉆頭選型方案。

表3 徐深氣田地層情況及鉆頭選型

4 鉆井液體系優(yōu)化

鉆井液體系性能的好壞也是保障深井安全鉆進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。徐家圍子深層水平井鉆井過程中二開井段主要存在的鉆井液技術(shù)問題為二開含泥頁(yè)巖地層易出現(xiàn)鉆具泥包和井眼縮徑問題，主要的解決辦法是提高固控設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，通過增加抑制劑和包被劑用量來減少地層巖屑在鉆井液中的分散，降低失水減少井壁失穩(wěn)問題的發(fā)生[2-3]。

徐家圍子深層水平井鉆井過程中三開井段主要存在的鉆井液技術(shù)問題是：三開地層溫度高、易發(fā)生漏失、水平段長(zhǎng)摩阻大。對(duì)應(yīng)的解決辦法是：①通過添加納米封堵劑、超細(xì)碳酸鈣等封堵材料，使鉆井液體系具有更好的顆粒級(jí)配性能，從而提高鉆井液體系的封堵能力；②使用抗高溫處理劑，并加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)控，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑劑和瀝青類降濾失劑，從而提高體系潤(rùn)滑性并改善泥餅質(zhì)量；③及時(shí)調(diào)控流態(tài)，提高體系的巖屑攜帶能力，盡可能地減少有害固相的存在。針對(duì)徐家圍子深層水平井研發(fā)的深層鉆井液體系的應(yīng)用情況見表4，從表4的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以看出，該套體系的性能良好，失水較低、潤(rùn)滑性好，有效保證了施工安全。

表4 深層水平井鉆井液應(yīng)用情況統(tǒng)計(jì)

5 提速工具使用

為了更好地滿足深層水平井的鉆井提速需要，在該地區(qū)應(yīng)用了液動(dòng)旋沖工具，有效提高深部地層機(jī)械鉆速，節(jié)約了起下鉆時(shí)間應(yīng)用后，同比臨井機(jī)械鉆速提高100%以上。為了降低水平井的井下摩阻，還使用了水力振蕩器，使用后摩阻降低4～5t，平均機(jī)械鉆速與鄰井相比提速35%以上。使用了漂浮下套管工具，解決了下套管過程中套管居中問題，套管下入摩阻平均降低40%左右。

6 總體施工情況對(duì)比

通過上述的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、井眼軌跡優(yōu)化、鉆頭選型優(yōu)化、鉆井液體系優(yōu)化和提速工具使用，有效解決了大慶徐深氣田深層水平井鉆井的技術(shù)難題，大幅度降低了井下復(fù)雜，提高了機(jī)械鉆速，取得了良好的應(yīng)用效果[4-5]。應(yīng)用前后的井徑擴(kuò)大率和鉆井周期對(duì)比見表5。

7 結(jié)論及建議

（1）徐深氣田可以采用三層套管結(jié)構(gòu)，可以通過地層壓力剖面分析和鉆井液密度平衡等手段來解決井控問題，通過優(yōu)化井眼軌跡設(shè)計(jì)來解決造斜難度大問題，從而縮短鉆井周期節(jié)約鉆井成本。

（2）鉆頭選型優(yōu)化、鉆井液體系優(yōu)化和提速工具使用，有效解決了大慶徐深氣田深層水平井鉆井的技術(shù)難題，大幅度降低了井下復(fù)雜，提高了機(jī)械鉆速，取得了良好的應(yīng)用效果。

表5 施工技術(shù)優(yōu)化后對(duì)比情況統(tǒng)計(jì)表

（3）應(yīng)進(jìn)一步加大國(guó)產(chǎn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)的研究及推廣應(yīng)用，從而為該區(qū)塊的優(yōu)質(zhì)高效開發(fā)提供技術(shù)支持。