大斜度定向井鉆井施工技術(shù)

侯華升

（大慶鉆探工程公司鉆井一公司， 黑龍江 大慶 163411）

Y油田經(jīng)過多年的勘探與開發(fā)建設(shè)，已經(jīng)到了油田開發(fā)的中后期，綜合含水率逐漸上升，為了保證Y油田的產(chǎn)量穩(wěn)定，必須對(duì)地面條件受到限制的剩余油藏進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)用，為此部署了YX1大斜度定向井，該井設(shè)計(jì)斜深3467.00m，垂深1980.65m，井斜角75°，方位角95.41°，水平位移1921.35m。可開發(fā)地表為湖泊或者沼澤，難以應(yīng)用直井進(jìn)行開發(fā)剩余油藏。

1 工程設(shè)計(jì)情況

1.1 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于一口井斜角比較大、水平位移也比較大的定向井而言，良好的井身結(jié)構(gòu)不僅可以大幅度提高施工速度，也能夠使施工過程更加安全。在YX1井的施工設(shè)計(jì)中，根據(jù)Y油田的實(shí)際情況，采用三級(jí)套管的井身結(jié)構(gòu)，Φ339.7mm套管主要是封固上部松散、不成巖的地層，同時(shí)建立井口與循環(huán)系統(tǒng)的密閉循環(huán)；Φ244.5mm套管主要是封固QSK組的大段泥頁巖、井壁易失穩(wěn)的地層，為三開定向、穩(wěn)斜施工創(chuàng)造有利條件；Φ139.7mm套管封固定向段、穩(wěn)斜井段和油層井段，并為后期大規(guī)模壓裂增產(chǎn)改造提供條件。井身結(jié)構(gòu)見表1所示。

表1 YX1井井身結(jié)構(gòu)

1.2 井眼軌跡設(shè)計(jì)

在地質(zhì)設(shè)計(jì)中，只有一個(gè)靶點(diǎn)，因此以中靶為目標(biāo)，首先對(duì)井眼軌跡剖面的形式進(jìn)行優(yōu)選，然后對(duì)造斜點(diǎn)、造斜率進(jìn)行優(yōu)選與優(yōu)化，最終確定了三段制的井眼軌跡剖面形式，因此該剖面形式在滿足地質(zhì)設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，具有操作簡(jiǎn)單、易于控制等特點(diǎn)，造斜點(diǎn)優(yōu)選為1050.00m，造斜率優(yōu)化為5.00°/30m。井眼軌跡剖面設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)見表2所示。

表2 YX1井井眼軌跡節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)

靶點(diǎn)3355.38 75.00 95.41 1956.42 1824.04 0.00井底3467.00 75.00 95.41 1980.65 1921.35 0.00

2 鉆井技術(shù)

2.1 井眼軌跡控制技術(shù)

2.1.1 直井段施工（0-1050m）

在直井段施工中主要采用防斜效果好的塔式鉆具組合和鐘擺鉆具組合，同時(shí)嚴(yán)格控制鉆壓，應(yīng)用電子單點(diǎn)測(cè)斜儀進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)斜，達(dá)到防斜打直的目的。在一開施工時(shí)應(yīng)用塔式鉆具組合：Φ4 44.50mmBIT×1.10m+Φ229.00mmDC×27.43m+Φ 203.00mmDC×55.58m+Φ178.00mmDC×83.35m+Φ139.70mmDP；在二開施工中采用鐘擺鉆具組合：Φ311.20mmBIT×0.37m+Φ229.00mmDC×18.35m+Φ308.00mmSTB×1.60m+Φ229.00mmDC×9.08m+Φ203.00mmMDC×9.79m+Φ203.00mmDC×45.79m+Φ178.00mmMDC×9.71m+Φ178.00mm DC×73.64m+Φ139.70mmDP。施工到造斜點(diǎn)井深處時(shí)井斜角只有0.61°，水平位移3.42m。

2.1.2 增斜段施工（1050-1500m）

增斜井段是YX1井最為關(guān)鍵的井段，這一段施工的重點(diǎn)就是要保證造斜率達(dá)到設(shè)計(jì)造斜率的要求，因此首先要對(duì)造斜工具進(jìn)行選擇，根據(jù)不同單彎螺桿鉆具廠家給出的不同彎度的螺桿鉆具的理論造斜率情況，結(jié)合該井所在區(qū)域的實(shí)際造斜層位，最后按照比設(shè)計(jì)高20%造斜率的原則，選用1.5°渤海石油機(jī)械廠的螺桿鉆具進(jìn)行增斜段施工。鉆具組合為：Φ215.90mmBIT×0.29m+Φ172.00mmLZ×7.91m（1.5°）+Φ165.00mmJHF×0.5 0m+Φ172.00mmMWD×8.92m+Φ127.00mmMHW DP×9.37m+Φ127.00mmHWDP×363.77m+Φ139.7 0mmDP。施工中根據(jù)直井段所產(chǎn)生的位移偏差和閉合方位偏大的情況，重新對(duì)井眼軌跡進(jìn)行修正設(shè)計(jì)，然后在施工初期將工具面擺正在90°左右，待井斜角增加到5°以后，工具面角由磁性工具面轉(zhuǎn)換為高邊工具面后，此時(shí)的閉合方位也與設(shè)計(jì)方位基本上相符了，因此將工具面角調(diào)整在95°左右進(jìn)行全力增斜鉆井，然后根據(jù)實(shí)際的造斜率情況對(duì)定向井段與復(fù)合井段進(jìn)行計(jì)算，保證井眼軌跡既能與設(shè)計(jì)軌跡想符合，又能實(shí)現(xiàn)快速、安全施工，直至井斜角增加到75°進(jìn)行穩(wěn)斜施工。

2.1.3 穩(wěn)斜井段施工（1500-3467m）為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)斜井段的施工平穩(wěn)，減少井斜角與方位角的調(diào)整，因此對(duì)鉆具組合進(jìn)行重新優(yōu)化，選用穩(wěn)斜效果好的1°單彎螺桿，并在其后跟隨一個(gè)Φ208mm扶正器，具體組合為：Φ215.90 mmBIT×0.23m+Φ172.00mmLZ×7.91m（1°）+Φ165.00mmJHF×0.50m+Φ208.00mmSTB×1.4 0m+Φ172.00mmMWD×10.97m+Φ127.00mmMH WDP×9.38m+Φ127.00mmHWDP×28.16m+Φ13 9.70mmDP×9.10m+Φ127.00mmHWDP×532.71m+Φ139.70mmDP。施工中時(shí)刻對(duì)井斜角和方位角進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)有偏離設(shè)計(jì)趨勢(shì)時(shí)要及時(shí)進(jìn)行糾正，保證與設(shè)計(jì)相符，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確中靶。

2.2 安全施工技術(shù)

（1）Φ215.9mm井眼鉆井排量一直保持在34l/s以上，使環(huán)空返速在1.5m/s左右，實(shí)現(xiàn)紊流攜巖。

（2）應(yīng)用振動(dòng)篩、除砂器、除泥器和離心機(jī)及時(shí)清除鉆井液中的有害固相顆粒，保證井眼清潔。

（3）鉆進(jìn)完一個(gè)單根后劃眼2-3遍，堅(jiān)持每鉆進(jìn)110-150m短起下200-250m破壞已經(jīng)形成的巖屑床，下鉆到底大排量循環(huán)鉆井液。

（4）控制失水量小于4mL，起鉆要求每柱不低于3min，以免起鉆過快引起抽吸，造成井壁失穩(wěn)。下鉆要求每小時(shí)不超過10柱，防止由于壓力激動(dòng)造成井漏。

3 結(jié)論與建議

（1）在施工之前對(duì)井身結(jié)構(gòu)與井眼軌道進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化，是保證大斜度、大位移定向井安全施工的基礎(chǔ)。

（2）在井眼軌跡控制中要根據(jù)不同井段的特點(diǎn)選用鉆具組合與施工參數(shù)，保證準(zhǔn)確中靶。

（3）為了保證施工安全，要強(qiáng)化鉆井液性能，在抑制性、潤(rùn)滑性和流變性上下功夫，保證井下安全。

◆參考文獻(xiàn)

[1] 孟祥波，陳春雷，孫長(zhǎng)青. 徐深21-平1井軌跡控制技術(shù)[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2014，41(1)：30-32.

[2] 孫成發(fā). 源X1井鉆井施工探討[J].石化技術(shù)，2018，(5)：127.