長慶油田隴東超1500水平段油井水平井鉆井工藝技術(shù)

易磊 譚學(xué)斌 李秀明（川慶鉆探工程公司長慶鉆井總公司，710018）

長慶油田隴東超1500水平段油井水平井鉆井工藝技術(shù)

易磊 譚學(xué)斌 李秀明（川慶鉆探工程公司長慶鉆井總公司，710018）

鄂爾多斯盆地油藏都屬于超低滲油藏，長水平段配合體積壓裂技術(shù)，是提高超低滲油藏單井產(chǎn)量，增加采出程度的主要方案，2016年開始在隴東區(qū)塊部署長水平段水平井，提高其單井產(chǎn)量和產(chǎn)建效益。同時(shí)為長水平段規(guī)?；_發(fā)提供依據(jù)。

本文分析超長水平段技術(shù)難點(diǎn)，通過井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、鉆頭優(yōu)選、鉆具組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化、高潤滑強(qiáng)抑制鉆井液配方改良、新工具應(yīng)用等技術(shù)和工具的應(yīng)用，解決長水平段軌跡控制、井壁維穩(wěn)、泥巖防塌等技術(shù)難點(diǎn)，順利完成長水平段施工，并形成長水平段技術(shù)集成，為后期同類井施工提供技術(shù)支撐。

水平井；鉆井；超長水平段；鉆井液；鉆具結(jié)構(gòu)

1 技術(shù)難點(diǎn)

（1）裸眼井段長，二開后81/2井眼，井壁穩(wěn)定和井眼潤滑難度大。

（2）目的層垂深較淺，位垂比達(dá)1.7，水平段后期鉆具懸重與摩阻相當(dāng)，接單根困難。

（3）大位垂比、超長水平段鉆頭處有效鉆壓傳遞難度大，防止單一鉆具極易發(fā)生“自鎖”的復(fù)雜情況，無法延伸水平段長度。

（4）水平段長，砂巖發(fā)育好，鉆遇裂縫幾率增大，存在失返性漏失和滲透性漏失風(fēng)險(xiǎn)。

（5）套管下入難度大。水平段長度大于入窗井深，下套管使用漂浮節(jié)箍，下完漂浮節(jié)箍，套管內(nèi)無泥漿重量輕，下行困難；井筒內(nèi)液柱壓力下降存在較大井控風(fēng)險(xiǎn)。

2 施工前技術(shù)準(zhǔn)備

2.1 井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化

最早1500米水平段水平井采用三開井身結(jié)構(gòu)，技術(shù)套管下至入窗點(diǎn)。存在311mm鉆頭鉆進(jìn)井段長，機(jī)械鉆速低，斜井段311mm鉆頭滑動困難，大井眼泥巖段坍塌風(fēng)險(xiǎn)大的問題。

隨著水平井施工技術(shù)的成熟，井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化的新思路，從解決復(fù)雜，提高施工速度和降低成本三個(gè)方面綜合考慮。井身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化為二開，并縮短311鉆頭施工井段。

2.1.1 減少311鉆頭的施工井段，提高施工速度

井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化路線，第一步從技術(shù)套管入窗到技術(shù)套管進(jìn)入斜井段50°左右井段，第二步從技術(shù)套管進(jìn)入斜井段50°井段到直接表層鉆頭穿直羅，進(jìn)入延安30-50米。這種井身結(jié)構(gòu)簡化的直接效果是311mm井段大幅縮短，機(jī)械鉆速明顯提高。

2.1.2 解決漏、噴、塌同井存在問題

進(jìn)入延安50米封固，即可完全隔離洛河易漏層和直羅易塌兩個(gè)最復(fù)雜地層，二開后的施工只要考慮目的層泥巖防塌和防噴工作，并且屬于同層復(fù)雜，鉆井液處理預(yù)防簡單化。

2.2 鉆具組合結(jié)構(gòu)優(yōu)化

2.2.1 分段混接鉆具

延伸水平段長度，在鉆具結(jié)構(gòu)方面，重點(diǎn)需要解決鉆頭部位的加壓問題，單一的鉆具，在水平段極易發(fā)生屈曲變形，進(jìn)而導(dǎo)致鉆具“自鎖”，無法給鉆頭有效提供鉆壓。

在以往水平井施工鉆具的基礎(chǔ)上，提出分段混接、倒裝結(jié)構(gòu)，破壞單一鉆具的屈曲模型，采用加厚+加重的分段入井方式，消除鉆具屈曲變形導(dǎo)致的自鎖現(xiàn)象，解決長水段水平井加壓問題。

2.3 井眼軌跡控制

間斷滑動方式，軌跡平滑，減少滑動井段，利用復(fù)合鉆進(jìn)，有效傳遞鉆壓，減少鉆具摩擦力和偏磨現(xiàn)象。

2.3.1 水力振蕩器

水力振蕩器主要由振蕩短節(jié)，動力部分，閥門和軸承系統(tǒng)三部分組成。水力振蕩器器通過自身產(chǎn)生的徑向周期振動來提高鉆進(jìn)過程中鉆壓傳遞的有效性，改變減少底部鉆具與井眼之間的摩阻。

特別是在使用動力鉆具的滑動鉆進(jìn)中，水力振蕩器的徑向振動將下部鉆具的靜摩擦改為動摩擦，改善鉆壓的傳遞，減少鉆具組合粘卡的可能性，保障滑動施工工具面穩(wěn)定，從而提高滑動效率，提高機(jī)械鉆速。

對于水力振蕩器的安放位置，主要考慮兩個(gè)方面：

（1）越靠近鉆頭，徑向震動增加，近鉆頭處的配合接頭多，定向用無線儀器軟連接故障增加，定向接頭和配合接頭故障率增加。

（2）越遠(yuǎn)離鉆頭，軸向震動對鉆頭附近的影響較小，對鉆頭拖壓情況影響不大，降摩提高滑動效率的作用減弱

2.3.2 短起下作業(yè)

短起下鉆即進(jìn)行部分鉆具起下鉆作業(yè)，已達(dá)到預(yù)定的目的，工程短起下的主要作用有：

（1）維護(hù)井壁穩(wěn)定，修護(hù)井壁，打破虛泥餅，擠壓微裂縫、減弱泥漿滲透。

（2）保證鉆井液清巖、懸浮特性，

（3）攜帶巖屑，清除巖屑床，防止沉沙、沙橋、膨脹、縮徑等復(fù)雜情況，降低鉆具屈曲影響，降摩減阻。解決滑動拖壓問題。

（4）測油氣上串速度。

在長水平段施工中，短起下作業(yè)有著重要的保障和輔助作用。

2.4 漂浮接箍位置經(jīng)驗(yàn)計(jì)算

按照以往水平井施工經(jīng)驗(yàn)，在水平段小于1000米，泥漿體系基本相同的情況下，水平段套管摩阻為鉆具摩阻的0.6-0.8左右。

使用漂浮接箍，封閉套長為水平段的70%-90%之間，套管的最大下放摩阻可控制在15噸以內(nèi)。

從上表可以看出，一般情況下，封閉套管占比越大，套管下放摩阻越小，但隨井深增加、井斜增大，套管浮力將逐漸增加。套管進(jìn)入水平段后，處于水平段中的套管浮力將達(dá)到最大值。封閉的套管長度不能無限延長，過大而無法下放的情況。

因此，為保證下漂浮套管階段的封閉套管能順利入井，在水平段長度增加的情況下，漂浮接箍封閉套管長度要盡量靠近下限，即隨著水平段長度增加，封閉套管長度逐步接近水平段長度的70%。

3 結(jié)語

（1）井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化，很好的解決了長水平段封固復(fù)雜層和提高施工速度的矛盾。

（2）采用分段鉆具混接、倒裝入井方式，減弱高摩阻、大扭矩情況下的鉆具屈曲影響，有效延伸水平段長度。

（3）合理利用短起下鉆作業(yè)，有效完成井眼防塌輔助、清除巖屑床、修正井眼的綜合作用。

（4）完井套管采用漂浮接箍管串結(jié)構(gòu)，合理的漂浮接箍安放位置，保證油層套管的順利入井。