林中9區(qū)塊水平井鉆井實(shí)踐及認(rèn)識(shí)

摘要：為加快林中9區(qū)塊水平井鉆井速度，確保固井質(zhì)量，縮短建井周期，本文通過對(duì)該區(qū)塊水平井施工難點(diǎn)進(jìn)行分析，總結(jié)了施工過程，探討了井眼軌跡控制，防卡鉆和穩(wěn)定井壁及提高水平井固井質(zhì)量措施，對(duì)指導(dǎo)該區(qū)域鉆井有一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：林中9區(qū)塊；水平井；鉆井；軌跡控制；固井

作者簡介：高魯軍，2012年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）石油與天然氣工程專業(yè)，助理工程師

一、背景介紹

林中9區(qū)塊位于林樊家油田西南部。該區(qū)塊為不整合油藏，平面上砂體展布不連續(xù)，目的層孔店組與上覆館陶組地層呈明顯的角度不整合接觸。油層分布在各砂層組構(gòu)造高部位，平面分布零散，縱向上含油砂體多，含油小層多、油水關(guān)系復(fù)雜，識(shí)別難度大。該區(qū)塊儲(chǔ)層沉積相為河流相沉積。儲(chǔ)層巖性主要為細(xì)砂巖和粉砂巖，巖性細(xì)、成巖性差、膠結(jié)疏松。

二、施工難點(diǎn)：

（1）該區(qū)塊油層分布在各砂層組構(gòu)造高部位，平面分布零散，含油小層多、油水關(guān)系復(fù)雜，識(shí)別難度大。

（2）井眼軌跡控制難度大。隨著水平段的延伸，井眼摩阻隨之增加，鉆壓傳遞困難。該儲(chǔ)層為河道走向，鉆進(jìn)時(shí)易脫離油層，井眼軌跡控制難度較大。

（3）防卡鉆和井壁穩(wěn)定難度大。隨著井深的增加，摩阻扭矩逐漸增大，易發(fā)生卡鉆事故，井眼受到力學(xué)和化學(xué)兩方面的影響加劇，其穩(wěn)定性變差，易發(fā)生坍塌；在斜井段和水平段，形成的巖屑床，易造成卡鉆；由于短程起下鉆和劃眼次數(shù)多，造斜、增斜、穩(wěn)斜和扭方位等工序復(fù)雜，全角變化率較大，易形成鍵槽而發(fā)生鍵槽卡鉆。

（4）水平井固井質(zhì)量難以保證。在大斜度井段和水平段，套管在自身重力下易靠近井壁下側(cè)，套管安全下入難，同時(shí)嚴(yán)重影響巖屑攜帶和注水泥驅(qū)替效果，影響固井質(zhì)量。固井后，打撈免鉆塞時(shí)，鉆桿與套管碰撞，嚴(yán)重影響水泥膠結(jié)質(zhì)量。

三、水平井施工情況及措施

3.1 一開

鉆具組合：13 5/8"牙輪鉆頭+7"鉆鋌×2柱+5"加重鉆桿×5柱+5"鉆桿

鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓30～50KN，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速90～120r/min，排量60～65L/s

（1） 一開清水開鉆，利用地層粘土自然造漿，一檔輕壓吊打出鉆鋌后，換二檔鉆進(jìn)，井深100m左右時(shí)雙泵鉆進(jìn)，保證井眼開放，鉆完一根劃眼一遍，修復(fù)井壁，確保套管下入。

（2） 完鉆后，調(diào)整鉆井液性能，提高粘度至40s左右，使鉆井液具有良好的懸浮性，起鉆前，充分循環(huán)，保證井眼暢通。

3.2 二開

（一）二開直接下入動(dòng)力鉆具，減少起鉆次數(shù)。

鉆具組合：9 1/2"牙輪鉆頭+Φ197mm動(dòng)力鉆具+7"無磁鉆鋌×1根 +MWD+無磁承壓×1根 +5"加重鉆桿×5柱+5"鉆桿

鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓40～80KN，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速90 r/min，排量32～34L/s

（1）二開輕壓吊打出表層3根后，換二檔鉆進(jìn)，早開泵晚停泵，減小巖屑沉降速度，提高接單根效率，防止沉砂卡鉆。禁止長時(shí)間定點(diǎn)循環(huán)，防止井塌等復(fù)雜情況發(fā)生。測(cè)斜期間，機(jī)房降轉(zhuǎn)速，防止造成大肚子井眼，影響后續(xù)施工。

（2）定向后，加強(qiáng)劃眼，刮拉井壁，消除虛厚泥餅，降低泥餅的摩擦系數(shù)，防止卡鉆。

（3）改小循環(huán)前，采用細(xì)水長流的方式不斷補(bǔ)充膠液，確保粘土及時(shí)絮凝沉淀，抑制上部地層過早造漿，確保打出開放型井眼。改小循環(huán)后，使用好固控設(shè)備，清除有害固相。

（二）根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)要求下入地質(zhì)導(dǎo)向

鉆具組合：9 1/2"牙輪鉆頭+Φ197mm動(dòng)力鉆具+7"無磁鉆鋌×1根 +FEWD/LWD+無磁承壓×1根 +5"加重鉆桿×5柱+5"鉆桿

鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓80～100KN，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速60～70r/min，排量30～32L/s

（1）采用倒置鉆具組合，下鉆時(shí)控制好下放速度，觀察好鉆井液返量。

（2）進(jìn)入水平段前，調(diào)整鉆井液性能，使鉆井液具有較好的攜巖能力，較低的濾失量，利用固控設(shè)備消除有害固相，含砂量控制在0.5%以下。

（3）進(jìn)入水平段后，每鉆進(jìn)150m左右搞一次短起下，疏通井眼。起鉆時(shí)嚴(yán)禁硬拉硬拔，防止拔塌井眼，下鉆時(shí)觀察好返量，測(cè)量好后效。

3.3 井眼軌跡控制措施

（1）針對(duì)該地區(qū)目的層為河道走向，井眼軌跡易脫離目的層，鉆具結(jié)構(gòu)中加入無磁承壓鉆桿，加長無磁環(huán)境，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性。

（2）復(fù)合鉆進(jìn)與滑動(dòng)鉆進(jìn)交替進(jìn)行。堅(jiān)持“少滑動(dòng)，多旋轉(zhuǎn)，微調(diào)勤調(diào)”原則，保證井眼規(guī)則，井壁穩(wěn)定。

（3）優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)。采用倒置鉆具組合，將加重鉆桿接于井斜較小的井段，斜坡鉆桿置于斜井段和水平段，保證鉆壓能有效地傳遞到鉆頭上，并減少粘卡的機(jī)會(huì)[1-3]。

3.4 防卡鉆和穩(wěn)定井壁措施

（1）增大排量，控制環(huán)空返速，減緩巖屑床的形成。環(huán)空返速是影響井眼凈化的主要因素，但過高的環(huán)空返速將會(huì)對(duì)井壁造成嚴(yán)重的沖蝕，因此在減緩巖屑床形成的同時(shí)控制環(huán)空返速和排量。

（2）鉆進(jìn)過程中配合短程起下鉆、分段循環(huán)和劃眼等措施，消除巖屑床。當(dāng)井斜角超過30°后，適當(dāng)搞短起下，有效清除巖屑；換鉆頭下鉆時(shí)，分段循環(huán)鉆井液，利于消除巖屑；如果巖屑床較為嚴(yán)重，需要多次劃眼消除巖屑床。

（3）嚴(yán)格控制鉆井液固相含量和濾失量。固相含量高，濾失量大，井壁易形成虛厚泥餅，增大了濾餅?zāi)Σ料禂?shù)，造成黏附卡鉆。濾餅厚且松，膠結(jié)性差起鉆時(shí)易造成井眼垮塌。鉆井液濾失量大，地層吸水膨脹，造成縮徑。因此鉆進(jìn)中隨時(shí)補(bǔ)充高分子聚合物，增強(qiáng)鉆井液的懸浮、攜巖能力；充分使用好除砂器和離心機(jī)等固控設(shè)備，徹底消除鉆井液中的有害固相，保證較低的含砂量；加入降濾失劑，控制鉆井液濾失量；加入防塌劑，使形成的濾餅致密堅(jiān)硬，有效封堵和保護(hù)儲(chǔ)層 [3-4]。

3.5 提高水平井固井質(zhì)量措施

（1）下套管前認(rèn)真通井，疏通井眼，保證優(yōu)質(zhì)的井眼，利用旋轉(zhuǎn)管柱降低摩阻，提高下入能力，或用游車大鉤的自重往井下推動(dòng)套管；下入40根左右套管，利用套管循環(huán)接頭循環(huán)鉆井液，減小下套管摩擦力，降低卡套管的可能性。

（2）安裝套管扶正器，確保套管居中。由于套管在自身重力作用下易靠近井壁下側(cè)，引起套管偏心，嚴(yán)重影響巖屑攜帶和注水泥驅(qū)替效果，因此選擇安裝扶正器的最優(yōu)間距，使扶正器所受的側(cè)向力盡可能減小，套管居中程度最高。

（3）下套管完畢后，有效循環(huán)鉆井液，徹底將井內(nèi)沉積的巖屑清潔干凈，消除井壁和套管壁上的虛濾餅，增強(qiáng)水泥漿和套管壁、井壁的膠結(jié)，提高固井質(zhì)量[5]。

（4）固井后撈免鉆塞時(shí)，控制下放速度，減輕鉆桿與套管壁的碰撞強(qiáng)度，降低對(duì)固井質(zhì)量的影響。

四、結(jié)論

（1）水平井施工中，搞好直井段防斜打直，為增斜段及水平段施工奠定基礎(chǔ)。

（2）通過加長無磁環(huán)境，優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)，復(fù)合與滑動(dòng)鉆進(jìn)相結(jié)合，加強(qiáng)井眼軌跡控制，盡量避免井眼軌跡大幅度波動(dòng)。

（3）優(yōu)化鉆井液性能，提高其攜巖能力，穩(wěn)定井壁。定期搞好短起下，及時(shí)清除巖屑床，防止井下復(fù)雜情況發(fā)生。

（4）加強(qiáng)完井作業(yè)監(jiān)控，保證下套管順利和固井質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 牛洪波.大牛地氣田長水平段井眼軌跡控制方法 [J].天然氣工業(yè)，2011，31（10）：64-67.

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