伊拉克魯邁拉油田S形定向井降摩減扭技術(shù)

李典偉，楊忠福，邸百英，陳紹云，王建艷

(1.中國石油大慶鉆探工程公司鉆井工程技術(shù)研究院，黑龍江大慶 163413；2.中國石油大慶鉆探工程公司國際事業(yè)部，黑龍江大慶 163411)

?

伊拉克魯邁拉油田S形定向井降摩減扭技術(shù)

李典偉1，楊忠福2，邸百英2，陳紹云1，王建艷1

(1.中國石油大慶鉆探工程公司鉆井工程技術(shù)研究院，黑龍江大慶 163413；2.中國石油大慶鉆探工程公司國際事業(yè)部，黑龍江大慶 163411)

魯邁拉油田S形定向井鉆井過程中摩阻扭矩大，部分井出現(xiàn)扭矩超出頂驅(qū)扭矩額定上限的問題，嚴(yán)重影響了鉆井速度，導(dǎo)致鉆井周期延長、鉆井成本增加。為此，從井眼軌道優(yōu)化、試驗(yàn)應(yīng)用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)和水力振蕩器、優(yōu)選鉆井液潤滑劑等方面開展了降摩減扭技術(shù)研究，形成了適合魯邁拉油田S形定向井鉆井需求的降摩減扭技術(shù)：采用S形井眼軌道，最優(yōu)井眼曲率為(2.85°～3.00°)/30m，最大井斜角為30°；優(yōu)選應(yīng)用加量均為3%的液體潤滑劑RH3和固體潤滑劑超細(xì)膨化石墨；水平位移大于500.00 m或定向施工須進(jìn)入Mishrif層的定向井應(yīng)用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，其余定向井應(yīng)用水力振蕩器，以提高機(jī)械鉆速，降低扭矩。該降阻減扭技術(shù)在魯邁拉油田13口S形定向井進(jìn)行了應(yīng)用，扭矩降低30%以上，機(jī)械鉆速提高37.7%，較好地解決了該油田S形定向井鉆井摩阻扭矩大的問題。

摩阻；扭矩；定向井；井眼軌道；旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向；水力振蕩器；潤滑劑；魯邁拉油田

伊拉克魯邁拉油田開發(fā)45年來，已在1 800 km2面積內(nèi)累計(jì)鉆井1 000余口，井網(wǎng)密度不斷加大；同時，由于戰(zhàn)爭損壞、地面井口受限等原因，造成該油田定向井?dāng)?shù)量逐年增多，已達(dá)到年鉆井總數(shù)的70%。由于該油田儲層滲透率高達(dá)1～1 000 mD、有效孔隙度達(dá)15%～25%，常規(guī)J形定向井極易發(fā)生壓差卡鉆(試驗(yàn)的2口J形定向井都失敗)，因此只能采用S形定向井，但同等條件下S形定向井井眼摩阻較J形定向井更高。該油田上部Dammam層為漏層，下部井深1 800.00 m以深存在易塌頁巖層和高滲層，不利于定向施工,導(dǎo)致可供定向的井段長度不足900.00 m。同時，由于井場布置等因素的限制，水平位移一般為350.00～1 000.00 m，且采油工程要求造斜率一般控制在4°/30m以下，這就要求在較短的垂深增量范圍內(nèi)要鉆進(jìn)出較大的水平位移，導(dǎo)致定向段比例達(dá)到75%以上，井眼摩阻扭矩進(jìn)一步增大，部分井出現(xiàn)扭矩超出頂驅(qū)35 kN·m額定上限的問題，雖然采取了泡油泡酸等處理措施，但未取得理想的降低扭矩的效果，最終選擇側(cè)鉆，從而延長了鉆井周期、增加了鉆井成本。因此，大慶鉆探工程公司開展了魯邁拉油田S形定向井降摩減扭技術(shù)研究，并在13口井進(jìn)行了現(xiàn)場應(yīng)用，與原有的7口同類定向井相比，實(shí)際扭矩降低30%以上，在提高機(jī)械鉆速、降低鉆井成本方面獲得較好的效果。

1　S形定向井鉆井技術(shù)難點(diǎn)

魯邁拉油田地層發(fā)育穩(wěn)定，自上而下依次為Dibdibba層、Lwr-Fars層、Abu-Ghar層、Dammam層、Rus層、Ummer-rad層、Tayarat層、Shiranish層、Hartha層、Sadi層、Tanuma層、Khasib層、Mishrif層、Rumaila層、Ahmadi層、Mauddud層、Nahr-Umr層、Shuaiba層和Zubair層，主要目的層為Zubair油層，地震及實(shí)鉆資料證實(shí)，該油田幾乎沒有斷層存在。但該油田地層巖性結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，并且軟硬地層頻繁交錯，局部含硫化鐵礦物，給井身質(zhì)量及井斜控制帶來了不同程度的困難。各組地層主要巖性特點(diǎn)及鉆井風(fēng)險(xiǎn)如下[1]：

1) 該油田發(fā)育6套漏失地層，占總井深的51.19%。其中Dammam層井深420.00～680.00 m,90%以上定向井在鉆進(jìn)該地層時發(fā)生嚴(yán)重漏失；Hartha層井深1 600.00～1 850.00 m,地層巖性為裂縫、孔隙極其發(fā)育的白云巖和石灰?guī)r，為主要漏失層，50%以上定向井在鉆進(jìn)該地層時發(fā)生嚴(yán)重漏失，魯邁拉油田南部尤為嚴(yán)重；部分地區(qū)存在溶洞，造成鉆井過程中鉆井液失返及井壁坍塌。

2) 該油田發(fā)育2套含硫水層，層段長為260.00～300.00 m，Ummer-rad層下部100.00 m和Tayarat層全部均發(fā)育含硫水層，井控風(fēng)險(xiǎn)較大。如Ru-398井鉆至井深1 724.00 m(Hartha層)時，鉆井液完全漏失后含硫水溢出并伴有H2S氣體，井控風(fēng)險(xiǎn)增大。

3) Rus層、Ummer-rad層和Tayarat層等存在礫巖、硬石膏和硫鐵礦夾層，造成機(jī)械鉆速低、PDC鉆頭崩齒、定向工具面不穩(wěn)等問題。

4) Shiranish層、Mishrif層和Zubair層滲透率高達(dá)1 000～4 000 mD，同時該油田已開發(fā)45年，部分井Mishrif層和Up-shale層的孔隙壓力梯度下降了0.10～0.23 MPa/100m，造成壓差卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步增大。

5) 部分老井由于戰(zhàn)爭以及管理不當(dāng)?shù)仍?，相關(guān)資料缺失嚴(yán)重，與國內(nèi)外其他油田防碰井多為“單點(diǎn)”或“小段”防碰相比[2]，魯邁拉油田S形定向井下部井段防碰掃描段長達(dá)1 500.00～2 000.00 m，定向井鉆井防碰難度很大。

2　井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1井眼剖面類型選擇

井眼軌道設(shè)計(jì)主要有恒曲率和變曲率兩種，其中恒曲率法設(shè)計(jì)思路簡單易行，現(xiàn)場施工便于實(shí)現(xiàn)，但井眼摩阻較大。變曲率法井眼摩阻較小，但設(shè)計(jì)復(fù)雜，現(xiàn)場施工過程中不易實(shí)現(xiàn)。不同軌道類型分析計(jì)算及現(xiàn)場試驗(yàn)對比表明，在鉆達(dá)相同靶點(diǎn)情況下J形定向井進(jìn)尺比S形定向井約少50.00 m；但從壓差計(jì)算公式可以看出，隨著井斜角增大，高滲透層更易發(fā)生壓差卡鉆。同時，由于J形定向井的定向段位于三開井段，造成其鉆井周期比S形定向井長10～20 d，且井斜角大于15°的J形定向井需要采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)鉆進(jìn)，而S形定向井更能滿足后期作業(yè)的需要。因此，從進(jìn)尺、鉆井風(fēng)險(xiǎn)、鉆井周期和成本等多方面綜合分析，魯邁拉油田定向井設(shè)計(jì)采用S形井眼軌道，即“直—增—穩(wěn)—降—穩(wěn)”五段制剖面。

2.2井口坐標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)

當(dāng)靶點(diǎn)、方位確定后，井口坐標(biāo)主要由靶前距決定。靶前距的確定主要考慮所用造斜工具的造斜能力、曲率與摩阻的關(guān)系，最終在滿足地質(zhì)設(shè)計(jì)要求和安全施工的前提下選擇最低摩阻的靶前距。由于魯邁拉油田開發(fā)時間長以及戰(zhàn)爭等因素的影響，地面情況較為復(fù)雜(聯(lián)合站、油田公路、未排爆雷區(qū)等)，并根據(jù)安全防護(hù)的要求需增加防彈墻、防彈溝和鐵絲網(wǎng)等設(shè)施，井場面積雖然增大為180.00 m×180.00 m，但可供選擇的井位范圍較小。針對魯邁拉不同地質(zhì)和地面情況，在開展摩阻扭矩分析的基礎(chǔ)上(見表1)，建立了魯邁拉油田井型劃分方法。根據(jù)地面建設(shè)情況和采油集輸管線的布置情況大致確定井眼方位后，根據(jù)已知的地質(zhì)靶點(diǎn)和合理的靶前距(即線段長度)，確定最優(yōu)的井口坐標(biāo)，表達(dá)式為：

X=X1+LsinZ

(1)

Y=Y1+LcosZ

(2)

式中：X為井口橫坐標(biāo)，m；X1為靶點(diǎn)橫坐標(biāo)，m；Y為井口縱坐標(biāo)，m；Y1為靶點(diǎn)縱坐標(biāo)，m；Z為井眼方位與格北方位的夾角，(°)；L為靶前距，m。

表1　不同造斜率和水平位移條件下井眼摩阻扭矩分析

2.3井眼軌道設(shè)計(jì)

首先取設(shè)計(jì)方位線上的垂直平面，建立二維垂直坐標(biāo)系。已知井口坐標(biāo)、目標(biāo)點(diǎn)e處坐標(biāo)、造斜段造斜率K1、穩(wěn)斜段井斜角α和降斜段造斜率K2，建立數(shù)學(xué)模型，求解井眼軌道曲線方程及各點(diǎn)的坐標(biāo)[3]：

(3)

(4)

式中：S為水平位移，m；H為造斜點(diǎn)至降斜段終點(diǎn)的垂直增量，m；H0為造斜點(diǎn)井深，m；H4為降斜段結(jié)束時的井深，m；K1和K2分別為造斜段和降斜段的造斜率，(°)/30m；L1和L2分別為造斜段和降斜段的段長，m。

根據(jù)魯邁拉油田定向井實(shí)鉆情況設(shè)定邊界條件：1)造斜率K1和K2取值≤3°/30m，最優(yōu)取值為(2.85°～3.00°)/30m；2)由于Rus層比較硬，一般設(shè)定進(jìn)入U(xiǎn)mmer-rad層15.00 m(垂深870.00 m)；3)為了降低固井施工難度和成本，機(jī)械式分級箍推薦應(yīng)用的最大井斜角為28.5°；4)Hartha層的孔隙度和滲透率高，易發(fā)生井漏，因此一般要求鉆進(jìn)該層前將井斜角降斜至0°，垂深為1 600.00～1 700.00 m。Ru-151A井的井眼軌道設(shè)計(jì)方案如表2。

表2　Ru-151A井井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果

現(xiàn)場鉆進(jìn)施工時，根據(jù)魯邁拉油田地質(zhì)特點(diǎn)和定向技術(shù)難點(diǎn)，增斜段采用相對較低的造斜率，隨著井斜角增大、造斜趨勢的形成，鉆進(jìn)降斜段時提高造斜率，以縮短降斜段的長度[4]。

3　降摩減扭技術(shù)

魯邁拉油田定向井主要通過MWD監(jiān)測井眼質(zhì)量，用單彎螺桿實(shí)現(xiàn)定向控制，但在定向鉆進(jìn)過程中由于摩阻扭矩大易產(chǎn)生托壓現(xiàn)象，不僅嚴(yán)重影響定向井的機(jī)械鉆速，同時也易引起壓差卡鉆等井下故障的發(fā)生，尤其對于水平位移超過500.00 m或定向施工必須進(jìn)入Mishrif層的定向井，壓差卡鉆概率高達(dá)80%以上。為進(jìn)一步提高鉆井效率，降低井下風(fēng)險(xiǎn)，在水平位移較大的定向井(定向施工進(jìn)入Mishrif層)開展了降摩減扭技術(shù)研究與試驗(yàn)。

3.1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的試驗(yàn)

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)能夠最大限度地解放鉆壓，同時又能夠控制井斜，在魯邁拉油田2口定向井進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)。其中，R-569z井是魯邁拉油田北部的第一口水平位移大于500.00 m的S形定向井，三開井段鉆進(jìn)中使用了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，但鉆進(jìn)過程中發(fā)生卡鉆，因無法解卡而爆炸松扣，最終填井側(cè)鉆。R-581井是井底位移大于500.00 m的S形定向井，二開定向后使用了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，進(jìn)尺1 529.00 m，平均機(jī)械鉆速10.23 m/h，與相鄰2口井相比，平均機(jī)械鉆速分別提高了48.4%和59.6%，鉆進(jìn)時間分別縮短了3.24和4.87 d。

3.2水力振蕩器的試驗(yàn)

在S形定向井尤其是大位移定向井中，軸向力傳遞通常較困難，如在大位移井中，摩阻相當(dāng)高，有時會導(dǎo)致鉆柱發(fā)生自鎖，使軸向力下傳開始變得困難，鉆柱起下、螺桿鉆具滑動鉆進(jìn)、完井管柱的下入、鉆壓傳遞都將變得異常困難。為了降低摩阻并實(shí)現(xiàn)軸向力的連續(xù)傳遞，國內(nèi)外已經(jīng)采用了許多方法與工具，包括應(yīng)用液體或固體潤滑劑、滾輪減阻等機(jī)械工具、在鉆桿之上接入鉆鋌或加重鉆桿、旋轉(zhuǎn)鉆桿和清潔井眼等措施[5]，并取得一定的效果。水力振蕩器的研發(fā)應(yīng)用對于實(shí)現(xiàn)鉆壓的有效傳遞、減少滑動鉆進(jìn)期間的鉆具托壓現(xiàn)象、減少馬達(dá)制動現(xiàn)象、提高對工具面的控制能力并最終實(shí)現(xiàn)提速增效具有重要作用[6]。Ru460井在822.00～1 773.00 m井段試驗(yàn)應(yīng)用了水力振蕩器，進(jìn)尺951.00 m，鉆進(jìn)時間127.85 h，平均機(jī)械鉆速7.43 m/h，與鄰井Ru-046A井相比，平均機(jī)械鉆速提高了37.8%，鉆井時間縮短了38 h。

3.3鉆井液性能優(yōu)化

為了滿足S形定向井現(xiàn)場施工要求，同時考慮環(huán)保要求不能應(yīng)用油溶類潤滑劑，因此需從兩方面考慮解決問題：1)通過配伍性試驗(yàn)，選擇多類型水基潤滑劑配合使用，改善濾餅上潤滑劑的分布，從而增強(qiáng)鉆井液的潤滑性，并考慮引入固體石墨來降低摩阻；2)從地層本身的孔隙度分析，選擇合理粒徑的屏蔽暫堵處理劑實(shí)現(xiàn)“暫時降低孔滲”的目的，并通過流性調(diào)節(jié)劑、降濾失劑的優(yōu)化調(diào)配，降低高溫高壓濾失量和靜濾失量，從而形成薄而致密的濾餅，降低壓差卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)[7-9]。

3.3.1液體潤滑劑優(yōu)選

鉆井液基漿配方為3.00%FT-1+3.00%KFT+3.00%CMC-LV+1.00%PAC-LV+0.25%NaOH+0.10%Na2CO3+2.50%RH-3+0.05%XC+ 3.00%HM-1，分別加入國內(nèi)常用的、效果相對較好的8種潤滑劑，測量不同密度及不同溫度下鉆井液的極壓潤滑系數(shù)，結(jié)果見表3和表4。

表3加入不同潤滑劑的鉆井液在不同密度下的極壓潤滑系數(shù)

Table 3EP lubricity of drilling fluids with different lubricants under different density

配方極壓潤滑系數(shù)1.2g/cm31.6g/cm3基漿0.3020.373基漿+RH5250.1130.242基漿+RH30.1020.151基漿+RH85010.1810.282基漿+DG5A0.1530.245基漿+DG5B0.1730.302基漿+RT90510.2800.374基漿+JYR0.1400.162基漿+NJYR0.1300.161

表4加入不同潤滑劑的鉆井液在不同溫度下的極壓潤滑系數(shù)

Table 4EP lubricity of drilling fluids with different lubricants under different temperature

配方極壓潤滑系數(shù)室溫120℃160℃基漿0.3020.3230.341基漿+RH5250.1130.1430.245基漿+RH30.1020.1260.154基漿+RH85010.1810.2000.281基漿+DG5A0.1530.1850.242基漿+DG5B0.1730.2520.303基漿+RT90510.2800.3250.371基漿+JYR0.1400.1940.255基漿+NJYR0.1300.1610.180

從表3、表4可以看出，潤滑劑RH3能夠有效降低鉆井液的極壓潤滑系數(shù)，在高溫條件下效果更加明顯。為了確保鉆井液具有良好的潤滑性能，優(yōu)選潤滑劑RH3、RH525和DG5A復(fù)配作為液體潤滑劑，其中RH525和DG5A的最優(yōu)加量為0.5%。

在基漿中加入潤滑劑RH3，進(jìn)行不同密度和不同試驗(yàn)條件下的潤滑性能試驗(yàn)，以確定RH3的最佳加量，試驗(yàn)結(jié)果見表5。從表5可以看出，潤滑劑HR3加量大于3%后，不同密度鉆井液的摩阻系數(shù)均趨于平穩(wěn)，因此確定潤滑劑RH3的最優(yōu)加量為3%。

表5RH3不同加量下的鉆井液摩阻試驗(yàn)結(jié)果

Table 5Drag test results of drilling fluids with different lubricant RH3 dosage

RH3加量,%摩阻系數(shù)1.2kg/L1.4kg/L室溫99℃老化48h室溫99℃老化48h00.3110.3120.3230.34410.2120.2330.2250.22120.1510.1620.1820.17330.1410.1420.1310.14340.1300.1210.1430.14150.1100.1110.1210.13260.1010.1120.1320.11170.1010.1130.1230.12190.1010.1020.1100.111100.1220.1310.1420.131

3.3.2固體潤滑劑優(yōu)選

固體潤滑劑顆粒具有晶體層格結(jié)構(gòu)，可將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，大幅度降低鉆具在鉆進(jìn)過程中的磨損，防止壓差卡鉆，延長鉆具使用壽命[10]。選擇國內(nèi)常用的固體潤滑劑JS-5、超細(xì)膨化石墨和OCRH，分別考察它們對鉆井液潤滑性的影響，結(jié)果見表6。

表6　固體潤滑劑的潤滑性能試驗(yàn)結(jié)果

從表6可以看出，超細(xì)膨化石墨的潤滑效果最好，且已鉆井的現(xiàn)場應(yīng)用效果表明，其對鉆井液性能的影響不明顯，因此優(yōu)選超細(xì)膨化石墨作為固體潤滑劑，確定其加量為3%，以提高鉆井液的潤滑防卡能力，保證施工安全。

3.4室內(nèi)軟件模擬計(jì)算

用軟件模擬計(jì)算鉆井液優(yōu)化前后對扭矩的影響，結(jié)果如圖1所示。

圖1　鉆井液優(yōu)化前后理論扭矩對比情況Fig.1　Theoretic torque comparison between optimum and original situation

從圖1可以看出，優(yōu)化前鉆井液對扭矩的影響明顯大于優(yōu)化后。這是因?yàn)閮?yōu)化前鉆井液與地層的物理滲透和化學(xué)作用強(qiáng)烈[11]，造成井壁不規(guī)則，摩阻變大;而優(yōu)化后鉆井液與地層的作用較弱，不會產(chǎn)生水化膨脹和分散，對井眼穩(wěn)定性的影響很小。同時加入石墨等潤滑材料，進(jìn)一步降低了鉆井液的摩阻系數(shù)，使理論扭矩降低近40%。

4　現(xiàn)場應(yīng)用效果

魯邁拉油田定向井降摩減扭技術(shù)在現(xiàn)場累計(jì)應(yīng)用13口井，與未應(yīng)用降摩減扭技術(shù)的7口同類定向井相比，實(shí)鉆扭矩降低30%以上，尤其是隨著井深和水平位移的不斷增加，部分井扭矩降低近60%，機(jī)械鉆速提高37.7%(其中，二開定向段機(jī)械鉆速提高13.9%，三開井段機(jī)械鉆速提高65.8%)。

NP-FW29-MP井是魯邁拉油田一口S形定向井(水平位移612.00 m)，一開采用φ444.5 mm鉆頭鉆至Dammam漏層上部穩(wěn)定泥巖段(井深553.00 m)，下入φ339.7 mm套管；二開采用φ311.1 mm鉆頭鉆至Tanuma層頂(井深2 092.00 m，垂深1 954.15 m)，完成全部定向施工，下入φ244.5 mm套管；三開采用φ215.9 mm鉆頭鉆過儲層60.00 m(井深3 501.00 m，垂深3 356.87 m)，下入φ177.8 mm套管。該井在三開鉆井過程中采用了降摩減扭技術(shù)，最大摩阻30 kN，最大扭矩22 kN·m，平均機(jī)械鉆速11.34 m/h，鉆井周期37.52 d，與未應(yīng)用降摩減扭技術(shù)的鄰井NP-FR31-MP井(水平位移624.00 m，井深3 502.50 m，垂深3 359.45 m)相比，最大摩阻降低26.7%，最大扭矩降低31.2%，平均機(jī)械鉆速提高40.1%，鉆井周期縮短3.96 d。

5　結(jié)　論

1) 通過優(yōu)選最優(yōu)靶前距和井眼軌道優(yōu)化，結(jié)合魯邁拉油田的實(shí)際情況，定向井設(shè)計(jì)采用S形軌道，確定最優(yōu)井眼曲率為(2.85°～3.00°)/30m、最大井斜角為30°。

2) 水平位移大于500.00 m或定向施工須進(jìn)入Mishrif層的S形定向井，采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)鉆進(jìn)，鉆井周期可縮短3 d以上；其他定向井則推薦采用常規(guī)定向工具+水力振蕩器鉆進(jìn)，機(jī)械鉆速提高35%以上，鉆井周期縮短1 d以上。

3) 以井眼軌道優(yōu)化、應(yīng)用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)及水力振蕩器、優(yōu)選鉆井液潤滑劑為主的降摩減扭技術(shù)，在魯邁拉油田13口S形定向井的應(yīng)用效果表明，扭矩降低30%以上，機(jī)械鉆速提高37.7%。

[1]方立亭.伊拉克魯邁拉油田巖性特征及鉆井風(fēng)險(xiǎn)評價[J].西部探礦工程，2015，27(5)：156-159.

FANG Liting.The lithology character and drilling risk assessment in Iraq Rumaila Oilfield [J].West-China Exploration Engineering，2015，27(5)：156-159.

[2]刁斌斌，高德利.鄰井定向分離系數(shù)計(jì)算方法[J].石油鉆探技術(shù)，2012，40(1)：22-27.

DIAO Binbin,GAO Deli.Calculation method of adjacent well oriented separation factors[J].Petroleum Drilling Techniques，2012，40(1)：22-27.

[3]陳紹云，李璦輝，李瑞營，等.大慶油田葡淺12區(qū)塊淺層稠油水平井鉆井技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，2015，43(1)：126-130.

CHEN Shaoyun,LI Aihui,LI Ruiying,et al.Horizontal well drilling technology in shallow heavy oil recovery in Block Puqian 12 of the Daqing Oilfield[J].Petroleum Drilling Techniques，2015，43(1)：126-130.

[4]陳鑫，陳紹云，王楚，等.扭力沖擊器在宋深9H側(cè)鉆小井眼水平井中的應(yīng)用[J].石油鉆采工藝，2014，36(6)：32-35.

CHEN Xin,CHEN Shaoyun,WANG Chu,et al.Application of TorkBuster to sidetracking of slimhole horizontal well in Well Songshen 9H[J].Oil Drilling & Production Technology，2014，36(6)：32-35.

[5]李瑞營，王峰，陳紹云，等.大慶深層鉆井提速技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，2015，43(1)：38-43.

LI Ruiying,WANG Feng,CHEN Shaoyun,et al.ROP improvement in deep formations in the Daqing Oilfield[J].Petroleum Drilling Techniques，2015，43(1)：38-43.

[6]陳紹云，邢琛，孫妍.提高慶深氣田氣體鉆井效率技術(shù)研究[J].石油鉆采工藝，2014，36(1)：22-25，28.

CHEN Shaoyun,XING Chen,SUN Yan.Technical research on improving efficiency of gas drilling in Qingshen Gas Field[J].Oil Drilling & Production Technology，2014，36(1)：22-25,28.

[7]邸百英，楊躍波，王大力，等.古平1井井眼軌跡控制技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，2000，28(2)：10-11.

DI Baiying,YANG Yuebo,WANG Dali,et al.Well trajectory control technique in Guping 1 Well[J].Petroleum Drilling Techniques，2000，28(2)：10-11.

[8]沈國兵，劉明國，晁文學(xué)，等.涪陵頁巖氣田三維水平井井眼軌跡控制技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，2016，44(2)：10-15.

SHEN Guobing,LIU Mingguo,CHAO Wenxue,et al.3D trajectory control technology for horizontal wells in the Fuling Shale Gas Field[J].Petroleum Drilling Techniques，2016，44(2)：10-15.

[9]于海波，王峰，邸百英.魯邁拉油田無固相KCl鉆井液體系研究及應(yīng)用[J].石油工程技術(shù)，2015，13(5)：62-64.

YU Haibo,WANG Feng,DI Baiying.The solid free KCl drilling fluid study and application in Rumaila Oilfield[J].Petroleum Engineering Technology，2015，13(5)：62-64.

[10]張國仿.涪陵頁巖氣田低黏低切聚合物防塌水基鉆井液研制及現(xiàn)場試驗(yàn)[J].石油鉆探技術(shù)，2016，44(2)：22-27.

ZHANG Guofang.The development and field testing of low viscosity and low gel strength polymer collapse-resistant water-based drilling fluid in the Fuling Shale Gas Field[J].Petroleum Drilling Techniques，2016，44(2)：22-27.

[11]張會增，管志川，柯珂，等.橫向振動對水平井眼中鉆柱摩阻的影響研究[J].石油鉆探技術(shù)，2015，43(3)：61-64.

ZHANG Huizeng,GUAN Zhichuan,KE Ke,et al.The impact of lateral vibration on friction of drill string in horizontal wells[J].Petroleum Drilling Techniques，2015，43(3)：61-64.

[編輯滕春鳴]

Drag and Torque Reducing Techniques on S-Shaped Directional Wells of the Rumaila Oilfield

LI Dianwei1,YANG Zhongfu2,DI Baiying2,CHEN Shaoyun1,WANG Jianyan1

(1.DrillingEngineeringTechnologyResearchInstitute，CNPCDaqingDrillingEngineeringCompany,Daqing,Heilongjiang，163413，China; 2.InternationalDivision，CNPCDaqingDrillingEngineeringCompany,Daqing,Heilongjiang，163411，China)

S-shaped directional wells in the Rumaila Oilfield are subject to large drag and torque during the drilling process and some wells experienced torques above the upper limit of rated top-drive torque.Such conditions might present significant impacts on drilling speeds,prolong required drilling time and increase drilling costs.In order to solve this problem,research was conducted on the drag and torque reducing technique in the well trajectory optimization,development and application of rotary steering system and hydraulic oscillator,drilling fluid lubricant optimization and other aspects.Accordingly,the drag and torque reducing technique was established to meet the drilling requirements of S-shaped directional wells in the Rumaila Oilfield.For this drag and torque reducing technique,S-shaped well trajectory was adopted with optimum borehole curvature of (2.85°-3.00°)/30 m and maximum hole drift angle of 30°; liquid lubricant RH3 and solid lubricant ultra-fine extruded graphite with dosage of 3% were selected; the rotary steering system was used for the directional well with horizontal displacement above 500 m or that having the construction in the Mishrif layer.At the same time,other directional wells deployed hydraulic oscillators to raise the rate of penetration and to reduce the torque.The drag and torque reducing technique was deployed in 13 S-shaped directional wells in the Rumaila Oilfield to reduce the torque by more than 30% and to raise the rate of penetration by 37.7%.It could solve the problem of large drag and torque for the S-shaped directional wells of the oilfield.

drag； torque; directional well; well trajectory; rotary steering; hydraulic oscillator; lubricant; Rumaila Oilfield

2015-11-06；改回日期：2016-05-23。

李典偉(1981—)，男，黑龍江大慶人，2005年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院石油工程專業(yè)，工程師，主要從事鉆井液技術(shù)相關(guān)研究與現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)。E-mail：kler1981@163.com。

?鉆井完井?doi:10.11911/syztjs.201605004

TE242

A

1001-0890(2016)05-0022-06