超淺超軟地層中曲率半徑水平井定向鉆井技術(shù)

王俊杰

摘要：隨著各大油田的開發(fā)不斷推進(jìn)，部分油田進(jìn)入了開發(fā)的中后期，剩余油、邊際油田開發(fā)難度越來越大，定向鉆井也向超深層、超淺層不斷發(fā)展，對(duì)在超淺超軟地層中曲率半徑水平井提出了新的需求。本文通過在實(shí)鉆實(shí)驗(yàn)過程的摸索，總結(jié)了一套完整的超淺超軟地層中曲率半徑水平井定向鉆井技術(shù)。

關(guān)鍵詞：超淺超軟地層、中曲率半徑水平井、定向造斜、軌跡控制

1、項(xiàng)目背景

新疆某實(shí)驗(yàn)井位于新疆巴音郭楞蒙古自治州輪臺(tái)縣城東約3公里的紅橋石油服務(wù)園區(qū)內(nèi)。本井設(shè)計(jì)為一口雙圓弧中曲率半徑水平井，本井鉆遇的地層有新生界第四系、新近系。

2、超淺超軟地層初始造斜措施

本井設(shè)計(jì)造斜點(diǎn)35米，入泥只有23米，地層疏松，在如此淺的地層定向鉆進(jìn)需要滿足6～9°/30m的造斜率。

1） 預(yù)制13-3/8″斜向窗口套管

下套管時(shí)在地面將斜面擺在所需方向，引斜向窗口斜面線下套管，保證方向準(zhǔn)確，13-3/8″套管下至設(shè)計(jì)深度35米后井口焊接固定套管，固井。經(jīng)過12-1/4″井段陀螺工具測(cè)量，在初始造斜段斜向窗口套管產(chǎn)生3.5°井斜，保證初始造斜順利。

2） 12-1/4″井段定向造斜鉆進(jìn)

使用常規(guī)組合鉆穿水泥塞后更換造斜鉆具組合。

鉆具組合：12-1/4"PDC+8"MOTOR（2°）+8"PM+8"FE+ 8"PWD+ 8"HOC+ 8"F/V+5"HWDP2°彎角低彎點(diǎn)馬達(dá)。初始定向參數(shù)：排量 1500L/min，鉆壓 2～3噸，前10米滑動(dòng)8米旋轉(zhuǎn)2米，狗腿可達(dá)到7°/30m。之后每單根滑動(dòng)7米左右，旋轉(zhuǎn)2米，平均狗腿度可達(dá)到8°/30m左右。鉆進(jìn)至128.8米，順利中完。本井段鉆進(jìn)過程中全井段不倒劃，每單根測(cè)斜，及時(shí)計(jì)算造斜率同時(shí)使測(cè)量軌跡盡量貼合實(shí)際;以每單根為單元合理分配滑動(dòng)和旋轉(zhuǎn)井段，在保證造斜率的前提下使井眼盡量平滑。9-5/8"套管順利下至128.36米。

3） 8-1/2″井段鉆進(jìn)

常規(guī)鉆具鉆水泥塞至132米。更換造斜鉆具組合。1.75°馬達(dá) （ 132～296米）高造斜段鉆進(jìn)。

鉆具組合：8-1/2"Cone Bit+6-3/4"MOTOR（1.75°）+6-3/4"PM+6-3/4"FE+6-3/4"PWD+6-3/4"HOC+ 6-1/2"F/V+5"HWDP*9根+5"HWDP*9根+6-1/2" （F/J+JAR）+ 5"HWDP;低彎點(diǎn)馬達(dá)：U7LZ172×7.0-XI-SF 彎角：1.75° 級(jí)數(shù)：4級(jí) 偏置扶正塊 馬達(dá)扶正套：213mm;銑齒牙輪，水眼全部卸掉?；瑒?dòng)鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓2～6T，排量1500～1700L/M。旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓2～4T，排量1500～1700L/M ?5～20RPM。本段設(shè)計(jì)狗腿10.4°/30m，每個(gè)單根滑動(dòng)7～8米，狗腿度能達(dá)到11°/30m左右（連續(xù)滑動(dòng)段，每米增井斜0.4～0.5°），每個(gè)單根測(cè)斜一次，鉆進(jìn)至296米，高造斜段結(jié)束，起鉆更換1.25度彎角馬達(dá)。1.25°馬達(dá) ?（296～2000.48米）著陸、水平段鉆進(jìn)。

鉆具組合：8-1/2"Cone Bit+6-3/4"MOTOR（1.25°）+6-3/4"PM+6-3/4"FE+6-3/4"PWD+6-3/4"HOC+6-1/2"F/V+5"HWDP*3根+5"DP*12根+5"HWDP*9根+6-1/2" （F/J+JAR）+5"HWDP;馬達(dá)：U7LZ172×7.0-XI-SF 彎角：1.25° 級(jí)數(shù)：5級(jí) 馬達(dá)扶正套：213mm。銑齒牙輪，水眼全部卸掉?；瑒?dòng)參數(shù)：鉆壓5～6T，排量1800～2000L/M。旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓2～3T，排量1800～2000L/M，40-50RPM;設(shè)計(jì)狗腿度4.9°/30m，扭方位著陸，1.25°馬達(dá)每個(gè)單根滑動(dòng)5～7米，狗腿度能達(dá)到4～6°/30m，每柱倒劃一遍清潔井眼。鉆進(jìn)至533米，起鉆檢查馬達(dá)鉆頭。

下鉆至井底后繼續(xù)鉆進(jìn)，每個(gè)單根滑動(dòng)6-7米，狗腿度在4.5～7°/30m，能滿足設(shè)計(jì)要求，為了清潔井眼，每鉆進(jìn)一柱倒劃一次，鉆進(jìn)至690米著陸。鉆進(jìn)至701米短起。

水平段鉆進(jìn)要求調(diào)整方位上下0.5米，左右2米，狗腿度不超過2°/30m，調(diào)整范圍較小，軌跡控制精度要求高，實(shí)鉆過程中勤滑少滑，盡可能保持軌跡平直。

由于地層松軟，旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)降斜嚴(yán)重，每個(gè)單根需要滑動(dòng)4-6米增斜，旋轉(zhuǎn)過程中在保證井下安全的情況下以加大鉆壓的方法來解決旋轉(zhuǎn)降斜問題。每個(gè)單根測(cè)斜一次，預(yù)判井底井斜，及時(shí)滑動(dòng)調(diào)整。鉆進(jìn)至井深908米，起鉆檢查鉆頭、馬達(dá)。

更換鑲齒牙輪，江漢 HJ517G ?水眼全部卸掉?；瑒?dòng)參數(shù)：排量1800～2000L/Min，鉆壓4-6T;旋轉(zhuǎn)參數(shù)：排量1800～2000L/Min，鉆壓5-7T;水平段鉆進(jìn)，通過短起上移加重鉆桿保證上部鉆具重量。隨著水平段的延長，降斜趨勢(shì)變緩，通過改變鉆井參數(shù)來實(shí)現(xiàn)軌跡控制，調(diào)整鉆壓，ROP在80m/h時(shí)，井斜穩(wěn)斜或微降。1250米后滑動(dòng)困難，鉆進(jìn)至1284米，起鉆檢查馬達(dá)、鉆頭。下鉆，在鉆具組合在離鉆頭230米處加入水力振蕩器。

下鉆過程中500米以后每下鉆200米灌漿打通一次，下鉆無懸重接近頂驅(qū)懸重時(shí)，接頂驅(qū)小排量下放。下鉆至井底，通過對(duì)比水力振蕩器在滑動(dòng)中能夠降低2～3T摩阻。通過鉆井參數(shù)控制井斜變化，方位右漂較多時(shí)進(jìn)行滑動(dòng)調(diào)整。

鉆進(jìn)至1500米以后ECD偏高，密切關(guān)注ECD變化，控制ECD值在合理范圍以內(nèi)，ECD值達(dá)到13ppg時(shí)倒劃眼短起循環(huán)處理泥漿，鉆進(jìn)300～400米倒劃眼短起至管鞋處理泥漿。鉆進(jìn)至1700米后，ECD一直12.8～13.6PPG，倒劃眼及短起處理泥漿已經(jīng)無法降低ECD值，為了保證井下安全，鉆進(jìn)至2000.48米提前完鉆。

3. 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

通過精細(xì)施工，順利完成了水垂比7.05：1的高水垂比大位移水平井。預(yù)制斜向窗口套管產(chǎn)生了3.5°的初始井斜，為初始造斜提供了有效的保證。12-1/4″井眼中2°彎角低彎點(diǎn)馬達(dá)實(shí)際造斜能力9.2°/30m。8-1/2″井眼中1.75°彎角低彎點(diǎn)馬達(dá)實(shí)際造斜能力12.5°/30m。8-1/2″井眼中1.25°馬達(dá)實(shí)際造斜能力9°/30m。作業(yè)過程中通過短起上移加重鉆桿，達(dá)到了增加懸重的目的;通過倒劃眼短起、長起攜砂，一定程度緩解了ECD增長。本井在1700米以后ECD一直12.8PPG以上，短起作用越來越低，直接制約了軌跡延伸。

參考文獻(xiàn)

[1]李細(xì)鴻.致密油水平井井眼軌跡控制技術(shù)研究與應(yīng)用[J].西部探礦工程，2021，33（06）：101-102.