朱建建 (中石化勝利石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)公司 山東 東營 257000)

大斜度雙靶定向井鉆井技術(shù)探究

朱建建 (中石化勝利石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)公司 山東 東營 257000)

文章根據(jù)諸多鉆井實(shí)踐，分別從井身的剖面類型及造斜點(diǎn)的選擇、井眼的軌跡控制及防卡措施、井眼的穩(wěn)定和鉆井液的性能等方面闡述了大斜度雙靶定向井的鉆井技術(shù)，同時(shí)分析了目前大斜度雙靶定向井鉆井技術(shù)所存在的問題并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，旨在提高大斜度雙靶定向井的鉆進(jìn)技術(shù)水平，促進(jìn)企業(yè)的向前發(fā)展。

大斜度雙靶定向井；鉆井技術(shù)；防卡技術(shù)

引言

隨著鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，大斜度雙靶定向井的鉆井速度及成本都與同類直井不相上下。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，相比于同類直井，大斜度雙靶定向井的鉆井速度可達(dá)其速度的90%-95%，其鉆井成本比同類直井要高20%左右[1]，但是其在同一油層所能鉆穿的厚度要比同類直井高一倍，且其可對相信斷塊的多組油層進(jìn)行斜穿，單井的產(chǎn)量相比于同類直井要高出1-2倍，具有較好的整體發(fā)效益。為此，中原油田鉆井一公司潛心研究大斜度雙靶定向井的鉆井技術(shù)并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

一、井身剖面類型及造斜點(diǎn)的選擇

井身的剖面設(shè)計(jì)是鉆井成功的前提，因此要對井身剖面進(jìn)行優(yōu)選，以降低施工的難度。在選擇井身剖面時(shí)首先必須結(jié)合水平位移及最大井斜角的需求，根據(jù)地層的漂移規(guī)律，一般選擇三段制的剖面，保證全井不存在降斜段，這樣可有效降低施工難度。

在對造斜點(diǎn)進(jìn)行選擇時(shí)，不但要注意盡量將最大井斜角減少，以將井下因各種原因而出現(xiàn)復(fù)雜情況的概率降低，而且還要考慮到將造斜難度降低，以將完鉆的斜深減少，為此就要將造斜點(diǎn)盡量選擇在上部造斜比較容易的井段。若垂深相同，為使斜深減少可選擇上移造斜點(diǎn)的方法。

二、井眼的軌跡控制

大斜度雙靶定向井具有井斜大、位移長、雙靶小、靶區(qū)井斜方位允許偏差小等特點(diǎn)[3]，因此必須嚴(yán)格控制井眼的軌跡。根據(jù)現(xiàn)場施工實(shí)踐，對于井眼的軌跡控制可從以下幾方面著手：

第一，充分利用地層的自然漂移規(guī)律及造作規(guī)律。地層具有向異性，其自然漂移規(guī)律及造斜規(guī)律會因?yàn)榈貙觾A斜角度、傾斜方向及巖性的不斷變化而發(fā)生改變。為了解不同地層的自然造斜規(guī)律，在進(jìn)行施工之前必須對準(zhǔn)備鉆井的地質(zhì)資料進(jìn)行分析，掌握該地層的傾角及傾向，同時(shí)不要對同區(qū)塊的鄰鉆井的地質(zhì)資料進(jìn)行分析，另外還要查閱已鉆井的地層自然漂移規(guī)律及造斜規(guī)律，最后結(jié)合待鉆井的實(shí)際地質(zhì)情況及設(shè)計(jì)方案，以對待鉆井的造斜率及方位的變化率進(jìn)行確定，從而為待鉆井的定向施工提供科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)。

第二，準(zhǔn)確預(yù)測井眼軌跡并及時(shí)調(diào)整鉆具及鉆井的參數(shù)。鉆具的不同組合及鉆井的參數(shù)設(shè)置可在一定程度上對井斜及方位進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此可利用相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)來準(zhǔn)確預(yù)測井眼軌跡，及時(shí)調(diào)整鉆具的組合及鉆井參數(shù)，這樣就可對井眼軌跡進(jìn)行有效控制。

第三，對穩(wěn)定器的外徑尺寸進(jìn)行嚴(yán)格檢查。穩(wěn)定器主要是運(yùn)用杠桿原理來對鉆具彎曲點(diǎn)的具體位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，如果穩(wěn)定器的外徑尺寸不符合要求，那么其調(diào)節(jié)結(jié)果往往會適得其反。比如，φ216mm的三牙輪鉆頭+φ214mm的穩(wěn)定器+φ158mm的鉆鋌×18m+φ214mm的穩(wěn)定器+φ158mm的鉆鋌+φ214mm的穩(wěn)定器是一套完整的增斜鉆具，但是如果鉆頭穩(wěn)定器的外徑尺寸要比上部穩(wěn)定器的尺寸小時(shí)，那么此套鉆具就相當(dāng)于φ216mm的三牙輪鉆頭+雙母接頭+φ158mm的鉆鋌×18m+φ214mm的穩(wěn)定器+φ158mm的鉆鋌+φ214mm的穩(wěn)定器，其是一套鐘擺鉆具，這不但不會起增斜效果，反而會起降斜作用。因此在入井前必須要嚴(yán)格檢查穩(wěn)定器的外徑尺寸，特別注意近鉆頭穩(wěn)定器的外徑與鉆頭尺寸的差值不能超過2mm。

第四，充分利用導(dǎo)向鉆井技術(shù)。

三、井眼的防卡技術(shù)

井眼的防卡技術(shù)主要包括以下幾方面：第一，控制井眼的軌跡。在進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)，井眼的軌跡盡量也設(shè)計(jì)軌跡保持一致，這樣井眼軌跡才能更圓滑，從而通過將狗腿度減小而達(dá)到盡量減小較大扭方位的目的。第二，加強(qiáng)鉆井液的性能。加強(qiáng)鉆井液性能的方式有很多，如可加入磺化瀝青，但是其中最為經(jīng)濟(jì)有效有辦法就是在鉆井液當(dāng)中混入原油，這樣不但保證了混油量，而且還起到了很好的混油效果。第三，改變鉆具組合。鉆柱是產(chǎn)生摩阻的首要鉆具，因此可通過改變鉆具結(jié)構(gòu)來使摩阻降低。簡化鉆具，盡量避免使用風(fēng)度及外徑存在很大差距的鉆具組合。為保證正常施工，同時(shí)又盡量減少摩阻，可選擇剛度較小、外徑尺寸小的鉆具，在施工現(xiàn)場一般不使用鉆鋌，而采用127加重鉆桿。

四、井眼的穩(wěn)定

井壁不穩(wěn)定的主要原因有力學(xué)及化學(xué)兩方面因素。從力學(xué)角度來說，主要是井斜角度過大從而導(dǎo)致上覆地層壓力的徑向分力過大從而導(dǎo)致井壁垮塌；從化學(xué)角度來說，主要是斜井段中鉆井液的暴露面積不斷加大，使侵入地層的鉆井液量越來越多，由于化學(xué)作用越來越大而導(dǎo)致井壁塌陷。因此，為保證井眼的穩(wěn)定可采取以下措施：第一，盡量減小鉆井液的濾失量，一般來說其濾失量不能超過5ml，從而減少鉆井液進(jìn)入地層，減輕進(jìn)入地層的鉆井液的化學(xué)作用，控制地層粘土水化膨脹的程度。第二，依據(jù)壓力剖面進(jìn)行鉆井液密度的選擇，以免因力學(xué)因素影響井眼的穩(wěn)定性。第三，將濾餅質(zhì)量進(jìn)行改善，可在濾液中加入井壁封固以形成保護(hù)層。第四，做好鉆井液的灌注，在起鉆時(shí)要嚴(yán)格控制起下鉆的速度，以免因井段循環(huán)的長期性而導(dǎo)致井眼塌陷。

五、鉆井液體系的選擇

經(jīng)過室內(nèi)試驗(yàn)及現(xiàn)場實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，主要成分為復(fù)合金屬離子聚合物的泥漿體系其在循環(huán)時(shí)有著兩性離子泥漿體系所具有的流變性，而其在靜止時(shí)又有著正電膠泥漿體系所具有的結(jié)構(gòu)，具有很好的剪切稀釋性，同時(shí)其動(dòng)塑比值較高，可有效使巖屑被攜帶及懸浮，從而穩(wěn)定井壁，再配合其他處理劑其可構(gòu)成大斜度定向井鉆液體系的理想選擇。

結(jié)語

大斜度雙靶定向井因其獨(dú)特的優(yōu)勢及作用，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于油田開發(fā)當(dāng)中。為加快企業(yè)發(fā)展，提高鉆井速度，有必要研究大斜度雙靶定向井的鉆井技術(shù)。首先要優(yōu)選井身剖面類型及造斜點(diǎn)，其次要控制井眼的軌跡，再次要使用相應(yīng)的防卡技術(shù)，同時(shí)還要注意井眼的穩(wěn)定，最后還要注意鉆井液體系的選擇。

[1]于培志,王學(xué)英.中原油田大斜度定向井鉆井液技術(shù)[J].鉆井液與完井液.2012(06),pp.142-143+165.

[2]付小營.大斜度近水平井井定向技術(shù)分析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量.2011(04),pp.256-259.

[3]魏鳳勇,張雪蓮,張建華.大斜度雙靶定向井技術(shù)[J].斷塊油氣田.2011(03),pp.54-56.