ZP23井鉆井施工技術(shù)探討

劉浩楠

摘要：ZP23井是部署在SZ凹陷6靶點(diǎn)的水平井，在鉆井施工中存在諸多的技術(shù)難點(diǎn)，因此在鉆井施工之前對井身結(jié)構(gòu)與軌跡等關(guān)鍵項(xiàng)目進(jìn)行了優(yōu)化，在施工中對井眼軌跡控制和安全鉆井施工技術(shù)措施進(jìn)行了詳細(xì)的制定，該井的施工成功為同類型井施工提供了可借鑒經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：優(yōu)化設(shè)計(jì)；工具優(yōu)選；軌跡控制；ZP23井

ZP23井是部署在SZ凹陷的一口水平井探井，設(shè)計(jì)斜深3559.44m，垂深1905.10m，最大井斜角91.47°，網(wǎng)格方位角180°，最大水平位移1788.70m，水平段長1488.16m。該井的目的層為F油層，單砂層厚度一般在0.5～1.2m之間，巖心分析孔隙度一般為9.0%～12.9%，平均為10.5%，滲透率一般為0.10～1.47mD，平均為1.04mD，儲(chǔ)層屬低孔、特低滲儲(chǔ)層。

1 優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

1.1井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化

井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化對于一口井特別重要，其設(shè)計(jì)的好壞不僅關(guān)系到鉆井施工的效率，還關(guān)系到鉆井施工的安全。結(jié)合ZP23井所在區(qū)塊的地質(zhì)特征，并與已經(jīng)完成的井進(jìn)行對比分析，最終確定ZP23井使用三層套管井身結(jié)構(gòu)。第一次開鉆使用Φ444.5mm鉆頭施工到180.00m，下入Φ339.7mm套管固井，目的是封固上部不穩(wěn)定地層，保護(hù)地表水免受污染；第二次開鉆采用Φ311.2mm鉆頭施工到1550.00m，下入Φ244.5mm套管固井，目的是為三開的定向井段和水平井段施工奠定基礎(chǔ)；第三次開鉆使用Φ215.9mm鉆頭施工到井深3559.44m完鉆，下入Φ139.7mm套管固井，為后期儲(chǔ)層壓裂改造及采油提供條件。

1.2井眼軌道優(yōu)化

ZP23井由于是一口探井水平井，在施工中目的層垂深存在一定的誤差，因此在井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)中要充分考慮目的層垂深存在的誤差，選用“直—增—穩(wěn)—增—微增”的井眼軌道設(shè)計(jì)方式，設(shè)計(jì)造斜點(diǎn)為1582.42m，第一造斜段造斜率為5.50°/30m，第二造斜段造斜率為6.00°/30m，微增段造斜率為1°/30m。在兩個(gè)增斜井段之間設(shè)計(jì)一穩(wěn)斜段，是為了在第一增斜段造斜率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的情況下，可以應(yīng)用穩(wěn)斜段進(jìn)行補(bǔ)充造斜，更有利于實(shí)現(xiàn)井眼軌跡按照設(shè)計(jì)軌跡進(jìn)行施工，在入靶前設(shè)計(jì)一個(gè)微增斜井段，為防止目的層深度出現(xiàn)偏差，準(zhǔn)確中靶提供條件。

2 鉆井施工技術(shù)

2.1井眼軌跡控制技術(shù)

2.1.1直井段

從這口井的鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)中可以看出，雖然在造斜點(diǎn)1582.42m以上地層的巖性比較穩(wěn)定，地層傾角也不大，但是為了實(shí)現(xiàn)直井段“防斜打直”的目的，仍然不能對井斜角進(jìn)行放寬要求，所以采用防斜效果好的鐘擺鉆具組合，具體為：Φ311.2mm鉆頭+Φ178mm鉆鋌×17.3m+Φ308.0mm穩(wěn)定器+Φ178mm鉆鋌×8.3m+Φ308.0mm穩(wěn)定器+Φ165mm螺旋鉆鋌×79.1m+Φ127.0mm加重鉆桿×333.7m+Φ127.0mm鉆桿。優(yōu)化鉆壓和轉(zhuǎn)速等施工參數(shù)，定點(diǎn)測斜，發(fā)現(xiàn)井斜有異常及時(shí)采用相關(guān)措施進(jìn)行防斜，保證造斜點(diǎn)處井斜角不大于1.0°。

2.1.2造斜段

造斜段是水平井施工的重點(diǎn)井段，直接關(guān)系到能否準(zhǔn)備進(jìn)入目的層。為了打好造斜段，首先要對造斜工具和儀器進(jìn)行優(yōu)選，為了最大限度地滿足設(shè)計(jì)最大造斜率6.0°/30m的需求，防止因?yàn)楦鞣N不利因素影響施工的設(shè)計(jì)造斜率，就要選擇比設(shè)計(jì)造斜率高20%以上的造斜率工具，最終選用1.5°單彎螺桿。在測量儀器方面要選擇性能穩(wěn)定、測量結(jié)果準(zhǔn)確的LWD隨鉆儀器，不僅能夠測得井斜角和方位角，還能測得地層伽馬和電阻率等參數(shù)，為地質(zhì)導(dǎo)向鉆井提供依據(jù)。鉆具組合為：Φ215.9mm鉆頭+Φ172.0mm單彎螺桿（1.5°）+鉆具浮閥+Φ165mmLWD+Φ165mm無磁鉆鋌×8.3m+Φ165.1mm螺旋鉆鋌34.1m+Φ127.0mm斜坡鉆桿+Φ127.0mm加重鉆桿×333.7m+Φ127.0mm鉆桿。施工中對測量結(jié)果計(jì)算進(jìn)行，做好待鉆軌道設(shè)計(jì)，采用定向與復(fù)合相結(jié)合的方式，確保能夠準(zhǔn)確中靶。

2.1.3水平段

當(dāng)進(jìn)入目的層以后，為了保證井眼軌跡光滑，實(shí)現(xiàn)鉆具組合穩(wěn)平施工，就需要起鉆更換1°螺桿鉆具，鉆具組合為：Φ215.9mm鉆頭+Φ172.0mm單彎螺桿（1°）+鉆具浮閥+Φ165mmLWD+Φ127.0mm無磁加重鉆桿×9.1m+Φ127.0m斜坡鉆桿+Φ127.0mm加重鉆桿×333.7m+Φ127.0mm鉆桿。施工中根據(jù)伽馬和電阻率數(shù)值，結(jié)合綜合錄井的全烴顯示、巖性情況，隨時(shí)調(diào)整井斜角與方位角，保證井眼沿著油層發(fā)育的深度和方向行進(jìn)，實(shí)現(xiàn)砂巖鉆遇率的最大化。

2.2安全施工措施

為了保證該井的安全施工，主要采取了以下幾個(gè)方面措施：一是提高鉆井液攜帶和懸浮巖屑能力，保證Φ215.9mm井眼排量在2m3以上，實(shí)現(xiàn)井眼清潔；二是應(yīng)用四級(jí)固控設(shè)備，清除有害固相含量，使鉆井液得到足夠凈化；三是及時(shí)進(jìn)行劃眼和短起下鉆，破壞和清除巖屑床；四是嚴(yán)格控制鉆井液的失水小于4ml，保證井壁穩(wěn)定。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）應(yīng)用三層套管的井身結(jié)構(gòu)和“直—增—穩(wěn)—增—微增—水平”的井眼軌道設(shè)計(jì)方式，是保證ZP23井安全順利施工的基礎(chǔ)。

（2）在井眼軌跡控制過程中，根據(jù)設(shè)計(jì)的造斜率優(yōu)選造斜工具和測量儀器，做好待鉆設(shè)計(jì)，保證了ZP23井順利中靶。

（3）在水平井施工中，根據(jù)不同的施工工況采用相應(yīng)的安全技術(shù)措施，是保證水平井施工安全的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

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[2]]蘇義腦，竇修榮.大位移井鉆井概況、工藝難點(diǎn)和對工具儀器的要求[J].石油鉆采工藝，2003，25（1）：6-10.

（作者單位：大慶鉆探工程公司鉆井一公司）