來延寧 王西峰 呂興輝

摘要：勝利油田灘海地區(qū)大位移定向井鉆井技術(shù)逐漸成熟完善，已形成了較完整的海油陸采鉆井技術(shù)。本文對(duì)淺層大位移定向井現(xiàn)場(chǎng)施工的技術(shù)難點(diǎn)、大位移井眼軌道、井身結(jié)構(gòu)、大位移優(yōu)快鉆井技術(shù)、PDC鉆頭應(yīng)用進(jìn)行研究，提高鉆井速度，縮短鉆井周期。

關(guān)鍵詞：大位移;軌跡控制;井眼凈化;井身結(jié)構(gòu)

一、現(xiàn)場(chǎng)施工的技術(shù)難點(diǎn)

1.對(duì)鉆井液性能要求高，鉆井液應(yīng)具有良好的抑制性、潤(rùn)滑性、流變性、防塌性。

2.造斜點(diǎn)淺，易形成軟鍵槽。

3.井斜大，斜井段長(zhǎng)，水平位移大，井眼軌跡控制難度大，最大摩阻600-700KN，扭矩大35KN.M，鉆井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大。

4.穩(wěn)斜井段長(zhǎng)，井斜角大于45度，清洗效果差，極易形成巖屑床，井內(nèi)情況復(fù)雜。

二、淺層定向大位移井井身結(jié)構(gòu)

三、大位移定向井優(yōu)快鉆井技術(shù)

1.大井眼定向鉆進(jìn)技術(shù)

大井眼定向時(shí)造斜點(diǎn)都在上部，地層特別松軟，所以不易造斜。同時(shí)井眼大，為了保證安全，要求的排量大。大井眼定向技術(shù)關(guān)鍵是按照井眼剖面及時(shí)定出向去并控制好初始造斜率，保證井眼的圓滑，為以后施工控制摩阻和扭矩奠定基礎(chǔ)。

1）311.15mm井眼：定向點(diǎn)一般在500米-1000米之間，地層相對(duì)穩(wěn)定，所以可采用單彎直接定向，并結(jié)合復(fù)合鉆進(jìn)控制。為滿足井下安全，要求的排量達(dá)到45-50l/s。鉆具結(jié)構(gòu)采用：

2）311.15mm鉆頭+197mm單彎動(dòng)力鉆具+203mm無(wú)磁鉆鋌+177.8mm鉆鋌1根+241mm扶正器+127mm加重鉆桿根據(jù)設(shè)計(jì)軌道和井眼軌跡控制的需要，單彎以上配以不同直徑的扶正器。需要說明的是：不帶螺旋扶正器的鉆具組合，在復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)增斜;上部帶有螺旋扶正器的鉆具組合在復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)微增斜或穩(wěn)斜。

2、穩(wěn)斜段井眼軌跡控制及鉆進(jìn)技術(shù)：

穩(wěn)斜段井眼軌跡控制主要是以不同的鉆具結(jié)構(gòu)和鉆進(jìn)方式及相關(guān)參數(shù)的調(diào)整，達(dá)到井眼軌跡參數(shù)的微調(diào)值的控制。

1）單彎動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)

應(yīng)用動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)，隨時(shí)可以進(jìn)行軌跡微調(diào)，頂驅(qū)扭矩相對(duì)較小，且有較高機(jī)械鉆速。

2）用MWD跟蹤監(jiān)測(cè)，并預(yù)測(cè)井眼軌跡的變化趨勢(shì)，以選用不同的鉆進(jìn)的方式，隨時(shí)對(duì)井眼軌跡進(jìn)行微調(diào)，這樣既可保證了井眼軌跡控制的精度，又保證了井眼的圓滑。

3、大位移定向井鉆進(jìn)過程中的摩阻和扭矩值控制

1）摩阻和扭矩值控制

摩阻和扭矩值控制是定向井鉆井技術(shù)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，在實(shí)鉆井眼軌跡與設(shè)計(jì)井身軌道剖面符合率高的井眼中，摩阻和扭矩值隨位移延伸而成等比遞增。正常壓力梯度經(jīng)驗(yàn)估測(cè)遞增值為：10KN/100m;非正常壓力經(jīng)驗(yàn)估測(cè)梯度遞增值為：12KN/100m。

2）保證泥漿具有良好的潤(rùn)滑性

根據(jù)井眼軌跡，針對(duì)不同的井斜，在混潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)上適時(shí)適量地復(fù)配石墨、陽(yáng)離子乳化瀝青，很好地解決了因水平位移大、井斜角大，托壓?jiǎn)栴}突出、防卡難度大的問題。粘卡嚴(yán)重的大位移井混入塑料小球，將會(huì)顯著降低摩阻，防止粘卡。

3）保證井眼的清潔度

可通過改善鉆井液的流變性、增大鉆井液排量，以較高的鉆井液懸浮力，降低鉆屑沉降速度;也可以通過使用采用定時(shí)間、定井段短程起下鉆、分段循環(huán)等多種方法，清除巖屑;在滿足井眼軌跡控制所需造斜率的要求下，盡量采用轉(zhuǎn)動(dòng)鉆進(jìn)工作方式，既有效地提高了井眼軌跡的圓滑度，也破壞了巖屑床，提高了井眼的清潔;保證四級(jí)凈化，固控設(shè)備的正常使用，保證了井眼清潔;及時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑劑，并優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)，減小摩阻扭矩。

4、井眼穩(wěn)定技術(shù)

1）在上部地層鉆井液處理和維護(hù)過程中，把聚合物含量由0.2%提高到0.5%，從而增強(qiáng)鉆井液的抑制上部地層泥巖吸水膨脹的能力。

2）采用聚合物鉆井液體系，該鉆井液流型好、性能穩(wěn)定，控制井徑擴(kuò)大率;利用乳化瀝青，封堵微裂縫的特點(diǎn)，達(dá)到防塌和潤(rùn)滑的效果。

5、PDC鉆頭在大位移定向井應(yīng)用技術(shù)

以往大位移定向井機(jī)械鉆速低的主要原因之一是只能用牙輪鉆頭鉆進(jìn)，沒能解決PDC鉆頭在使用中的問題，現(xiàn)在PDC鉆頭在大位移定向井中的使用成功。

1）用PDC鉆頭+動(dòng)力鉆具復(fù)合鉆進(jìn)，通過改善泥漿的潤(rùn)滑性、簡(jiǎn)化鉆具結(jié)構(gòu)、提高井眼的清潔度及增加短起下鉆次數(shù)加以解決PDC鉆頭扭矩大的問題。

2）軌跡控制：根據(jù)區(qū)域地質(zhì)特點(diǎn)和地層對(duì)形成井眼軌跡漂移規(guī)律影響來確定鉆具組合，應(yīng)用PDC鉆頭時(shí)，隨著井眼軌跡變化調(diào)整鉆井參數(shù)。總之，在大位移定向井高效能PDC、可變徑扶正器的應(yīng)用，大幅度提高了鉆井速度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 淺層定向大位移定向井技術(shù)難點(diǎn)主要是摩阻與扭矩的控制、軌跡控制、井眼凈化等問題。

[2] 現(xiàn)場(chǎng)施工中，定向段防鍵槽卡鉆是重要問題，在鉆具和鉆具結(jié)構(gòu)的選用具有防鍵槽卡鉆的特征。

[3] PDC鉆頭在大位移定向井中的應(yīng)用，配合復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)，提速效果顯著。

[4] 聚合物封堵潤(rùn)滑防塌鉆井液能較好的滿足大位移井的施工

（作者單位：中石化勝利石油工程公司）