張明 于曉東 湯芬芳 楊博

摘? 要：大港油田致密油井官東13-2-4H水平井由于設計層位與實鉆層位相差較大，故采用控時側鉆的鉆井方法邊鉆井邊判斷地層，找出最優(yōu)側鉆點，即3315m-3375m處為砂泥巖互層段，易于側鉆。并在原井眼的基礎下，以鉆井液攜帶返出物為依據(jù)來判斷是否鉆出新眼。鉆探過程中發(fā)現(xiàn)，該區(qū)塊地層存在傾角大，地層壓力高，泥質含量高，鉆頭易泥包，泥漿性能不易滿足側鉆需求，定向托壓高，需頻繁起下鉆修塞，破壞井眼軌跡等鉆探技術難點，通過使用無磁抗壓縮鉆桿采用了倒裝的鉆具，使井下鉆具達到最優(yōu)、最簡化、最安全的結構;采用了滑動鉆進的方式，連續(xù)定向的造斜率最高達到5°/30m，基本上能夠追上設計線。最后以轉動鉆進的方式進行油層探底。

關鍵詞：致密油;水平井;側鉆井;控時鉆進;軌跡控制

中圖分類號：TE243? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）35-0124-03

Abstract： Because the design horizon of GD 13-2-4H horizontal well of tight oil well in Dagang Oilfield is quite different from the actual drilling horizon， the drilling method of time controlled sidetracking is adopted to judge the formation while drilling， and find out the optimal sidetracking point， that is， the sand shale interbedding section at 3315-3375m is easy to sidetrack. On the basis of the original hole， the new hole can be judged according to the returned material carried by drilling fluid. During the drilling process， it is found that there are some drilling technical difficulties in this block， such as large dip angle， high formation pressure， high mud content， easy mud pack， difficult to meet the needs of sidetracking， high directional holding pressure， frequent tripping and repairing plug， damage to the well trajectory and other drilling technical difficulties. Through the use of non magnetic resistance compression drill pipe and inverted drilling tool， the downhole drilling tool is optimized， simplified and safe The maximum build-up rate of continuous directional drilling is 5℃/30m， which can basically catch up with the design line. Finally， the bottom of oil layer is explored by rotary drilling.

Keywords： tight oil; horizontal well; sidetracking; time controlled drilling; trajectory control

1 基礎數(shù)據(jù)

官東13-2-4H井是位于河北省滄州市，構造為小集油田官東13斷塊，是設計超過4338m的致密油水平井，貫穿新生界自上而下鉆遇地層為平原、明化、館陶、東營、沙河街、孔店組，其中孔店組巖性為淺灰色細砂巖及紫紅色泥巖，屬致密巖層;該段地層砂泥巖互層，具有巖性分布不均，鉆井液性能失效，泥餅虛厚，井眼易垮塌等特點，在鉆進過程中，由于地質設計層位與實鉆數(shù)據(jù)不符，偏差較大，需要側鉆探進的方式確定層位。設計側鉆點：3580m，方位：161.94°，造斜率：4°/30m，最大井斜：88.32°;目標垂深：4263m（修改后），總位移：1369m，水平段長：500m。靶圈半徑：縱向≤±0.5m、橫向≤±5.0m。從鉆進方式，鉆具組合，鉆井液性能調整，地層壓力模型預測等專業(yè)技術手段確保鉆探順利完成。

2 井筒井眼準備

官東13-2-4H井主井筒鉆？準215.9mm鉆頭進至4366m致密油層，由于實鉆層位與設計相差太大（時鉆已為孔二，設計目的層為孔一段），含油氣情況不如預期，無開采開發(fā)價值，建設方通知本井做側鉆打塞準備，側鉆點3580m，打水泥塞完起鉆候凝。水泥塞數(shù)據(jù)：光鉆桿下鉆至3930m，墊稠漿9m3（粘度滴流），后起鉆至3730m，循環(huán)出多余稠漿后開始注入前置液2.5m3，注水泥漿11m3（平均密度1.86g/cm3），替31.5m3，水眼內(nèi)留2.5m3，后起至安全井段（3470m），循環(huán)排出混漿后正式起鉆。

3 側鉆作業(yè)

3.1 第一次側鉆作業(yè)

第一次側鉆井段為3316m-3332m，井眼尺寸？準215.9mm。采用的鉆具結構為？準215.9mmMD517X×0.25m+？準172mm直螺桿×7.975m+？準165mm浮閥×0.5m+？準170mm彎接頭（2.5°）×0.6m+？準172mmMWD短接×0.763m+？準173mm無磁鉆鋌×18.14m+？準127mm加重鉆桿×24根×230.918m+？準127mmNC52鉆桿若干。

鉆井參數(shù)：鉆進過程中維持鉆壓40kN，排量33L/s，泵壓17MPa。

地面水泥樣40h完全凝固。探塞時塞面3550m，遇阻4t，開泥漿泵排量30L/s，繼續(xù)下探無鉆壓無遇阻顯示，判斷上部為混漿虛塞，未到人工井底面。后探至3567m，鉆壓20kN，修塞面至3572m（鉆壓20kN，轉速40rpm，排量33L/s）。停泵下壓20t，穩(wěn)十分鐘，反復嘗試兩次，位置均未發(fā)生變化，滿足定向井側鉆要求。決定起鉆更換側鉆鉆具組合（？準215.9mmMD517X+？準172mm直螺桿+？準165mm浮閥+？準170mm彎接頭（2.5°）+？準172mmLWD+？準127mm無磁抗壓縮鉆桿+？準127mm加重×24根+？準127mmNC52鉆桿）。

由于鄰井官東13-1-8井進行壓裂作業(yè)，建設方通知開始進行控時側鉆作業(yè)。3572-3578m控時3h/m，3578-3590m控時2-2.5h/m，3590-3601m控時1.5-2h/m，控時鉆進期間，返砂中地層巖性呈增加趨勢。

控時鉆進時（1.5-2h/m）3601.6m-3605.04m出現(xiàn)放空情況（水泥占70%，巖屑占30%），活動鉆具后下壓至3606.10m承壓30t，位置無變化，繼續(xù)側鉆控時鉆進（3h/m）至3608.6m，再次出現(xiàn)放空情況（3608.6-3609m），考慮牙輪已到達使用時間（純鉆70h）決定起鉆更換鉆頭、螺桿接著進行控時鉆進至3631m。3609-3631m側鉆過程中巖屑返出比與上趟（3572-3609m）基本一致（70%水泥，30%巖屑），未見到地層巖屑明顯增多。其中鉆進至3619.5-3621m、3621.3-3627m、3627-3629.5m處均出現(xiàn)放空情況。判斷地層較硬，水泥較軟，牙輪鉆頭無法完全吃入新地層。鑒于井眼軌跡與設計軌跡差距較大，現(xiàn)場與定向井、錄井、泥漿、建設方商討，決定起鉆再次打水泥塞，此次控時側鉆鉆進井段（3609-3631m）。

從地質剖面來看3315m-3375m處為砂泥巖互層段，易于側鉆。

3.2 第二次側鉆作業(yè)

根據(jù)第一次注水泥塞作業(yè)經(jīng)驗，水泥塞面下沉30m-40m，本次選取打塞井段為3250-3450m。光鉆桿下至3631m，循環(huán)墊入濃稠鉆井液8m3（粘度滴流200s以上），后起鉆至3450m循環(huán)出多余濃稠鉆井液后進行注水泥作業(yè)。依次注入沖洗液3m3，華銀G級水泥漿11m3（平均密度1.90g/cm3），替鉆井液28.9m3，水眼內(nèi)留泥漿2.5m3，后起至安全井段3200m，30L/s循環(huán)排出混漿后繼續(xù)起鉆。本次打塞井段3250-3450m。候凝至地面水泥樣完全凝固后下鉆掃塞，探塞塞面3276m，后修塞至3316m（鉆壓20-30kN，轉速50rpm，排量33L/s），承壓20t，穩(wěn)15min，位置不變，滿足側鉆要求。修塞期間并未出現(xiàn)放空情況，鉆壓持續(xù)穩(wěn)定在20-30kN。與上次返出水泥樣對比來看，本次水泥強度較高，且與井壁膠結情況更好，返出水泥均呈塊狀。根據(jù)原井眼地質剖面3316m處為砂泥巖交界面，易于側鉆作業(yè)，修塞結束，起鉆更換側鉆鉆具組合。

開始控時側鉆鉆進（鉆具組合：？準215.9mmMD517X+？準172mm直螺桿+？準165mm浮閥+？準170mm彎接頭（2.5°）+？準172mmMWD短接+？準173mm無磁鉆鋌×2根+？準127mm加重鉆桿×24根+？準127mmNC52鉆桿），定向井要求鉆時4m/h。

定向井要求3316-3326m控制鉆時4h/m，返出水泥巖屑比例由7：3逐步增長為2：8，后定向井要求鉆時控制在2h/m，鉆進至3332m返出物98%以上均為地層巖屑，判斷已側鉆出新眼，決定起鉆更換常規(guī)動力鉆具恢復鉆進。

3.3 側鉆問題分析與技術分析

在側鉆過程中，有明顯的托壓現(xiàn)象，要經(jīng)?；顒鱼@具來解除，該現(xiàn)象是側鉆中的一大忌，本應造好的新臺階通過活動鉆具有可能就要破壞它。故在側鉆過程中，要充分調整好泥漿的性能，避免出現(xiàn)該現(xiàn)象影響側鉆的成功率。

側鉆進尺：16m，總純鉆時間：49h，平均機械鉆速：0.33m/h。

4 側鉆后的軌跡控制

4.1 定向井段（3332-4263m）

（1）鉆具結構：？準215.9mmMD6521ZC（新）×0.3m+？準172m

m螺桿（1.5°/208mm新）×7.51m+？準165mm浮閥×0.5m+？準208mm扶正器×1.54m+？準165mmLWD（500萬）×13.05m+？準127mm無磁抗壓縮鉆桿×9.06m+？準127mm加重鉆桿×6根×57.686m+NC52/411轉換接頭×1.14m+？準127mmNC52鉆桿×24根×230.835m+NC52/410接頭×1.15m+？準165mm水力振蕩器×4.275m+411/NC52轉換接頭×1.15m+127mmNC52鉆桿×69根×663.913m+NC52/410轉換接頭×1.15m+？準127mm加重鉆桿×18根×173.23m+NC52/411轉換接頭×1.15m+？準127mmNC52鉆桿若干。

（2）鉆井參數(shù)：鉆壓：60-80kN，排量：32L/s，泵壓：27-28MPa。

（3）增斜段末點多點數(shù)據(jù)：測深：4260m、井斜：87.81°、網(wǎng)格方位：146.23°、視平移：1365.52m。

（4）過程簡述：使用無磁抗壓縮鉆桿，提高鉆具的安全性，也能夠有效的傳遞鉆壓。為了確保井下安全，減少井下摩阻，采用了倒裝的鉆具，使井下鉆具達到最優(yōu)、最簡化、最安全的結構;該鉆具隨著井深的不斷增加，斜坡鉆桿的長度也有所變化。在上部定向井段基本采用了1.5°導向馬達來滿足軌跡要求，均采用了滑動鉆進的方式，連續(xù)定向的造斜率最高達到5°/30m，基本上能夠追上設計線。

PDC鉆頭，造斜率較高，而且機速也很快，滿足本井要求，針對現(xiàn)場情況，下入1.5°導向馬達穿泥巖段。實際施工過程中，地質根據(jù)返屑情況，及時向建設方匯報，并得到了通知，將原目標垂深3805m，調整到3814m。本著這樣的探油層的原則，以該垂深作為新目標，重新調整軌跡后，要求造斜率較低，這樣就降低了施工的難度，故使用轉動鉆進的方式進行探油層。

4.2 水平井段作業(yè)4263-4350m

（1）鉆具結構：？準215.9mmMD6521ZC×0.3m+？準172mm螺桿（1.5°/208mm）×7.98m+？準165mm浮閥×0.5m+？準208mm扶正器×1.54m+？準165mmLWD×13.05m+？準127mm無磁抗壓縮鉆桿×9.06m+？準127mm加重鉆桿×6根×57.686m+NC52/411轉換接頭×1.14m+？準127mmNC52鉆桿×18根×173.142m+NC52/410轉換接頭×1.15m+？準165mm水力振蕩器×6.23m+411/NC52轉換接頭×1.15m+127mmNC52鉆桿×75根×721.606m+NC52/410轉換接頭×1.15m+？準127mm加重鉆桿×18根×173.23m+NC52/411轉換接頭×1.15m+？準127mmNC52鉆桿若干。

（2）過程簡述：由于調整軌跡之后，1.5°導向馬達以優(yōu)越的性能順利入窗，并找到油層。為了節(jié)省時間，用1.5°導向馬達在水平段鉆進。維持88°穩(wěn)斜鉆進，鉆進至4260m，全烴值由基值1%左右上升至7-8%，返出巖性地質定油跡，地質所衡量要求增斜至90°后穩(wěn)斜鉆進。但要不斷的通過滑動來控制井斜的增降，轉動鉆進一根，井斜基本上增加0.8°，這給施工帶來了一定的困難和風險，并要求調整泥漿的性能，間斷配置并注入潤滑塞（3袋塑料小球+5袋石墨），進行下扣井斜的作業(yè)。由于地層傾角的存在，鉆進至4330m，預測井底井斜89°，返出巖性由砂巖變?yōu)槟鄮r，全烴值降至1%，地質所衡量要求降斜至87°，根據(jù)返出巖性及電阻率定下步措施。后復合鉆進至4336m，全烴值又有所升高，返出巖性明顯含油。故又要求降斜至88°后穩(wěn)斜鉆進，根據(jù)綜合情況定下步措施。反復增斜、降斜直接影響了速度，而且給井下安全帶來了巨大風險。

5 結束語

（1）根據(jù)這次經(jīng)驗，在側鉆完時，打水泥塞尤其關鍵。保證水泥灰品質，保證候凝時間，采用高效的工具才能保證側鉆的成功率。

（2）定向過程中采用1.5°導向馬達，通常該造斜工具能夠滿足設計造斜，工具面控制起來也較容易，變化幅度不大，但是要注意長時間定向勤活動鉆具，防止粘卡。

（3）水平段施工，勤與地質人員、定向井人員溝通，盡量預測底層傾角和油層走向，保證盡量多的導向鉆進、盡量少的定向鉆進。不僅能大大提高鉆井速度，也能避免井眼軌跡復雜、狗腿度過大造成的井下事故。

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