趙 榮 （長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 荊州434023）

謝立志，高學(xué)胡，張寶玉 （勝利油田黃河鉆井四公司，山東 東營(yíng)257000）

李 莉 （中石化河南油田第一采油廠，河南 南陽(yáng)473132）

勝利油田經(jīng)過(guò)40多年的開(kāi)發(fā)，因套管損壞、井底落物等原因，造成許多井無(wú)法用常規(guī)修井技術(shù)恢復(fù)生產(chǎn)。為了最大限度地利用現(xiàn)有地面設(shè)施，完善注采井網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)二三次采油以提高原油采收率，勝利油田試驗(yàn)應(yīng)用小井眼定向套管開(kāi)窗側(cè)鉆技術(shù)，收到了良好的增產(chǎn)效果。目前，小井眼定向開(kāi)窗側(cè)鉆技術(shù)已成為勝利油田各采油廠提高采收率，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的重要手段。為此，筆者結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況，對(duì)小井眼鉆井施工技術(shù)進(jìn)行分析。

1 小井眼鉆頭選型

小井眼鉆井需要使用小尺寸的鉆頭，但是，鉆頭尺寸越小，其軸承就越小，因而許用鉆壓也越小，結(jié)果造成機(jī)械鉆速偏低。對(duì)于常規(guī)PDC或金剛石鉆頭，由于鉆頭類型與所鉆地層巖性不匹配，使鉆速降低。而常規(guī)小尺寸牙輪鉆頭軸承弱牙掌單薄，軸承磨損快，鉆頭進(jìn)尺小，效率非常低。國(guó)外已研發(fā)了抗偏轉(zhuǎn)的PDC鉆頭、熱穩(wěn)定聚晶金剛石鉆頭 （TSP鉆頭）和天然金剛石鉆頭，這幾種鉆頭都能適應(yīng)高轉(zhuǎn)速、全面鉆進(jìn)、連續(xù)取芯和與泥漿馬達(dá)配合使用，且壽命都比常規(guī)牙輪鉆頭高4倍以上［1］。特別是PDC聚晶金剛石鉆頭和TSD金鋼石鉆頭，對(duì)深層中硬地層二疊紀(jì)的鉆井及擴(kuò)眼效果非常好，在降低扭矩、鉆頭冷卻方面都比普通PDC和TSD鉆頭效果好。因此，在小井眼鉆井施工時(shí)應(yīng)選擇PDC聚晶金剛石鉆頭和TSD金鋼石鉆頭。

2 小井眼鉆井的鉆具要求

小井眼鉆柱的直徑小重量輕，導(dǎo)致施加鉆壓的范圍受到限制，而且由于鉆柱本身剛度小強(qiáng)度低，不能強(qiáng)化鉆井技術(shù)參數(shù)，從而使小井眼鉆井效率降低。對(duì)于較小尺寸的鉆桿，由于其抗拉、抗扭強(qiáng)度的限制，使得小井眼鉆進(jìn)過(guò)程中鉆頭加壓和抗扭矩能力降低。小井眼鉆井時(shí)轉(zhuǎn)速很高，鉆具在井底承受的反扭矩也更大，在加壓過(guò)大時(shí)極易導(dǎo)致扭斷鉆具的事故發(fā)生。因此，在鉆具入井之前一定要做好如下幾點(diǎn)：檢查好鉆桿臺(tái)階是否平整或有刺漏、公母扣是否磨損；對(duì)各種不常用的鉆具在下井前應(yīng)做好探傷；操作人員在上扣時(shí)一定要上緊；優(yōu)化并選擇合理的鉆進(jìn)參數(shù)。

3 小井眼鉆井的施工難點(diǎn)

3．1 井控問(wèn)題

與常規(guī)井眼間隙相比，小井眼的環(huán)空體積更小。在小井眼鉆井時(shí)鉆具轉(zhuǎn)速很高，導(dǎo)致環(huán)空中高速上返的泥漿也高速旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生很大的離心力撞擊井壁，進(jìn)而破壞井壁，影響泥漿的攜巖效果；同時(shí)與泥漿的上返運(yùn)動(dòng)合并產(chǎn)生旋流，大大增加其環(huán)空壓耗；鉆桿接頭處的凸起也進(jìn)一步消耗了鉆井液能量，降低其攜巖能力［2］。由于上述原因，因而對(duì)小井眼鉆井的井控提出了很高要求。

為保證小井眼鉆井施工的安全，應(yīng)具備如下井控設(shè)備，集全封、半封閘板防噴器和鉆柱內(nèi)防噴工具、動(dòng)平衡壓井所需除氣裝置和管匯，并儲(chǔ)備性能良好的加重泥漿以及2臺(tái)液面檢測(cè)儀。

由于在小井眼環(huán)空壓力損失占整個(gè)系統(tǒng)約90%以上，同時(shí)鉆柱偏心度在小環(huán)空壓力損失起重要作用，鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)與不轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)空壓力損失比為1．1～1．6。因此，對(duì)于以環(huán)空損失占主要地位的小井眼井，動(dòng)態(tài)壓井成為有效的井控方法。動(dòng)態(tài)壓井是用循環(huán)時(shí)環(huán)空摩擦損失來(lái)控制地層壓力，通過(guò)改變排量、轉(zhuǎn)速或泥漿性能來(lái)控制不平衡地層壓力。從現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況來(lái)看，該方法是有效的。

3．2 小井眼鉆井液要求

由于小井眼鉆井的環(huán)空間隙小 （只有常規(guī)井的20%）、環(huán)空壓力損失大、轉(zhuǎn)速高 （500～1000r／min），導(dǎo)致鉆井液中的固相在離心作用下易粘附于鉆桿內(nèi)壁［3］。這對(duì)鉆井液提出特殊要求，具體內(nèi)容如下：①能夠在較低的排量下清洗井底，攜帶和懸浮巖屑。②小井眼環(huán)隙小，即使在較低的排量下環(huán)空鉆井液大多呈紊流流態(tài)。因此要求鉆井液具有最低的失水和低粘度、良好的造壁性、較強(qiáng)的防塌能力，以保證在紊流流態(tài)下井壁的穩(wěn)定性。③由于小井眼的壓力損失主要在環(huán)空，因而增加了鉆井液的當(dāng)量密度，增大了起下鉆時(shí)的波動(dòng)壓力，易造成井下復(fù)雜情況。為此通過(guò)調(diào)整鉆井液的流變參數(shù)，以達(dá)到降低環(huán)空壓力損失、優(yōu)化環(huán)空流型的目的。④要求有很好的潤(rùn)滑性能和較低的摩阻系數(shù)，并能很好地保護(hù)油氣層。⑤抑制穩(wěn)定頁(yè)巖并使井眼保持標(biāo)準(zhǔn)尺寸。⑥適合于巖芯評(píng)價(jià)，這樣就不會(huì)由于巖芯受到污染而喪失有價(jià)值的資料。

4 鉆進(jìn)過(guò)程注意事項(xiàng)

在小井眼鉆井施工過(guò)程中，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：①在二開(kāi)正常造漿后，應(yīng)認(rèn)真落實(shí)好儲(chǔ)備重泥漿，以防備鉆遇復(fù)雜地層，以備急用，小井眼鉆井遇特殊情況要求更高；②完井前檢查石粉的儲(chǔ)備量夠不夠，以備穿油層時(shí)加重用；③穿油層前一定去附近煮水站落實(shí)注水井的停注情況，加強(qiáng)與甲方協(xié)調(diào)；④當(dāng)鉆遇復(fù)雜地層或油層時(shí)，一定要注意鉆時(shí)變化情況，一旦鉆時(shí)突然變快，應(yīng)加強(qiáng)坐崗，觀察返漿及振動(dòng)篩出砂情況，檢測(cè)鉆井液各項(xiàng)參數(shù)。

5 結(jié) 語(yǔ)

小井眼水平鉆井是一種新型鉆井技術(shù)，利用該技術(shù)施工時(shí)占用作業(yè)場(chǎng)地少、選用馬力鉆機(jī)馬力小，在鉆井液藥品及套管方面也可以節(jié)約大量生產(chǎn)成本。因此，在二次開(kāi)發(fā)老油區(qū)時(shí)應(yīng)多進(jìn)行小井眼水平鉆井施工。在施工時(shí)應(yīng)注意使用如下工具：①具有合理結(jié)構(gòu)的小尺寸PDC、TSP、金剛石鉆頭甚至高速牙輪鉆頭；②高效率的小井眼井下打撈工具；③小尺寸測(cè)斜儀器；④API標(biāo)準(zhǔn)鉆具，包括小尺寸鉆頭推進(jìn)器 （加壓器）、鉆柱振擊器和小尺寸可變徑扶正器等。

［1］李廣，韓強(qiáng)，趙海艷，等 ．勝利油田小井眼定向套管開(kāi)窗側(cè)鉆技術(shù) ［J］．石油鉆探技術(shù)，2008，36（4）：75-78．

［2］盛子堂 ．中原油田小井眼鉆井技術(shù)實(shí)踐 ［J］．中外能源，2008，13（6）：43-46．

［3］張戈，李森，黃克獻(xiàn)，等 ．小井眼側(cè)鉆水平井技術(shù)的應(yīng)用 ［J］．大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)，2005，24（6）：40-41．