深层水平井钻井技术研究

【前言】深层水平井钻井技术研究由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。本井位D区块核心区，具备很强的代表性，主目的是探索本区块水平井提产效果，控制含气规模。 2主要技术难点 （1） 直井段防斜打直：深层三维水平井直井段较长，对直井段的井身质量要求相对严格。一旦井斜或井底位移控制不当，将会对下部造斜段和水平段的井眼轨迹控制增...

【摘 要】介绍了该区块井合理地利用水平井钻井配套技术，如陀螺测斜仪、侧钻开窗斜向器、减阻扭力冲击器、单弯马达配合成像LWD导向器钻井工具等一系列措施。 详细介绍了直井段侧钻开窗斜向器施工过程、水平段双螺扶底部钻具组合稳斜效果等等一系列工具在深层水平井整个施工过程的全部使用情况，为今后油田优质、高效开发深层气水平井提供参考。

【关键词】小井眼三维水平井 侧钻开窗 液动旋冲工具 双扶稳斜 电阻率成像

钻井成本的高低，很大程度上取决于钻井施工周期的长短。由于全国油田深层井存在地温梯度高、地层硬、岩石可钻性级值高、造斜难、钻具选型难和局部地层易剥落等特点及难点，水平井技术在深层一直存在施工难度大、钻井周期长等问题。

基本情况

1基本概况

本井位D区块核心区，具备很强的代表性，主目的是探索本区块水平井提产效果，控制含气规模。

2主要技术难点

（1） 直井段防斜打直：深层三维水平井直井段较长，对直井段的井身质量要求相对严格。一旦井斜或井底位移控制不当，将会对下部造斜段和水平段的井眼轨迹控制增加难度，必须要求直井段防斜打直。

（2）为节约钻井成本，在导眼井套管内开窗侧钻，难点斜向器下入位置及陀螺坐健方向的确定，以及在侧钻过程中钻进参数的选择。

（3）为满足设计轨迹水平段与本地区最大主应力方向一致，本井在造斜段进行了大角度扭方位，方位变化幅度达200°之多，层位埋藏深给底部钻具组合选择提出了较大的挑战。

（4）深层三维水平井，由于钻柱与井壁接触面积大，磨阻高，且严格避免大幅度调整井眼轨迹，这就要求轨迹控制过程中精度高，轨迹偏差控制在很小的范围内。储层埋藏复杂，着陆前需经过断层，着陆段变化井轨频繁且幅度大，控制困难变大。

3技术措施及解决方法

3.1直井段优化井身结构

直井段一开和二开均采用单螺扶钟摆钻具组合进行钻进，在一开钻进中采用轻压慢转、吊打方式，确保一开打直；在二开上部井段采用高转速低钻压方式钻进来控制井斜，同时用电子单、多点进行轨迹监控，为下步施工创造有利条件。

3.2导眼井内侧钻开窗施工

（1）开窗工具准备：陀螺测斜仪（车），定向接头，斜向器，140生产套管5根。

（2）钻具组合及施工过程：1）钻具组合：140套管*5+斜向器+定向接头+加重钻杆+127斜坡钻杆2）施工过程：1.井口测试好陀螺设备，注意内、外部角差，确保陀螺测量准确。

（2）钻具下放到底后，大范围活动钻具，释放钻具扭力。

（3）将陀螺仪下放到钻具定向接头处，下放过程中平稳，防止陀螺仪变形卡在钻具中。

陀螺仪下放到底后，根据设计方位调整钻具后，大范围活动钻具，多次测量 2次测量结果一致后方可，锁定钻具，严禁转动。

（4）固井后，进行洗锥开窗.扫塞探到斜向器，起钻换洗锥开窗作业，磨洗过程中控制钻速。钻洗锥通过斜向器后，起钻检查洗锥外径，如果洗锥外部磨损严重，更换全新洗锥，下入井底重复上步，避免缩径给后续施工带来风险。

3.3优化钻具组合

考虑到即要保证足够的钻柱强度及工具面的稳定性，同时满足井下遇到复杂情况时进行处理的要求，将采用螺旋钻铤和加重钻杆，保证底部钻具的刚度。

由于深井磨阻较大采用马达+液动旋冲工具钻具下入，拟采用如下钻具组合：Φ215.9PDC+Φ180液动旋冲+Φ172（1.25°）螺杆+Φ172浮阀+Φ170坐键接头6+Φ168无磁钻铤+Φ158限流环+Φ172无磁钻铤+Φ159螺旋钻铤*3根+4A10/411*0.5+Φ127加重钻杆*30柱+Φ127斜坡钻杆。出斜向器盲打20m，确保仪器完全通过斜向器避免干扰。小钻压钻进1～2单根，待工具面比较稳定后适当调整钻进参数；

使用液动旋冲工具大大减少了钻头附近磨阻，钻压2-3T即可，提高了深层水平井的钻进速度。

3.4着陆段及水平段井轨优化

采用双螺扶钻具组合+斯伦贝谢电阻率成像地质随钻测井仪器下入，其组合如下：Φ152.4PDC+Φ120（1.0）螺杆+Φ146螺扶+Φ120浮阀+Φ120无磁钻铤（periscope）+Φ120无磁钻铤（shortpulse）+Φ89无磁加重钻杆*1根+Φ89加重钻杆*2柱+Φ89斜坡钻杆*52柱+Φ89加重钻杆*10柱+Φ89斜坡钻杆…

使用双螺扶钻具组合，在复合多根钻杆的情况下，通过调整钻压，转数等钻进参数使井斜、方位基本保持不变，解决了小尺寸钻具刚度小，对钻井参数较为敏感，钻压大，井斜、方位变化率大；钻压太小，机械钻速低，影响整体效益的弊端。

另外由于气藏埋藏较深，地震反演解释可靠性低。使用斯伦贝谢随钻测井仪器的成像电阻部分，可以准确的判断出钻头位于储层部位。当钻头快要接触到层顶或者层底的时候，能够及时反映到地面，储层走向的预测更加准确，方便地质导向及时调整，使钻头始终处与储层中，提高了储层钻遇率。

4结论和认识

（1）直井段的防斜打直，是减少后期滑动钻进过程中摩擦阻力，提高钻井速度、避免造斜初期井眼局部狗腿度过大，是预防或避免井下事故和复杂情况实现安全高效钻井的重要手段。

（2）在导眼井的基础上进行侧钻，可以节约侧钻井眼直井段井段钻井费用，进而节约了整口井的钻井成本。

（3）斯伦贝谢成像伽马测井系统，精度高、适应性强，传输速度快、操作简单， 应用于监测储层，及时确定储层顶底位置，判明井眼是否在油层中钻进，对薄油藏、断区块油藏水平井的轨迹控制具有重要意义。

（4）水平段地层倾角变化不大时。可采用双螺扶钻具组合，可以提高复合钻进进尺，在保证井眼的光滑同时提高机械钻速，可以减少井下复杂情况。

参考文献：

[1]秦等.侧钻水平井井眼控制技术[J].新疆石油科技，2003.

[2]王洪英.大庆深层水平井井眼轨迹设计与控制技术研究[D].东北石油大学工程硕士论文， 2010年

[3]蒋恕.小井眼套管开窗侧钻水平井井眼轨迹控制技术[J].海洋石油，2004年.

[4]谭平，张汉林等.长庆小井眼丛式井钻井技术[J].石油钻采工艺.2002年.

作者简介：张文宁（1986―），男，汉，黑龙江大庆人，本科，助理工程师，研究方向主要从事水平井现场技术服务工作。