非常规小井眼水平井在十屋10平1井的应用

【摘 要】 SW10P1井是东北油气分公司在秦家屯地区所部属的首口非常规小井眼水平井，该井能否顺利施工关系对下步该地区井位的设计施工，具有很重要的意义。设计井深2616.94m，实际完钻井深2641m，最大井斜92.2°/2378.73m，井底水平位移910.77m。中完下套管，环空间隙只有19mm，最大井斜达81度，完井管串带有大量大直径裸眼封隔器，投球滑套，轨迹控制中靶窗半径小，油层薄，轨迹在实际生产中不断调整，造成定向脱压，起下钻复杂。通过处理泥浆配合大排量清砂，大量混入原油，完井时采用刚性钻具通井，保证顺利交井。

【关键词】 钻井 非常规 水平井 小井眼 技术

1 概述

SW10P1井位于吉林省公主岭市秦家屯镇高家窝堡西北，是2010年中石化集团东北油气分公司所布署的一口五段式四靶水平井。该井是东北油气分公司在秦家屯地区所部属的首口非常规小井眼水平井，该井能否顺利施工关系对下步该地区井位的设计施工，具有很重要的意义。

SW10P1井设计井深2616.94m，实际完钻井深2641m，最大井斜92.2°/2378.73m，井底水平位移910.77m，主要钻遇地层泉头组、登娄库组、营城组和沙河子组。图1为SW10P1井身结构示意图。

2 主要技术难点

（1）最大的难点在于中完下套管，二开215.9mm井眼下177.8mm套管，环空间隙只有19mm，而且中完最大井斜达81度，套管下入困难，开泵易憋漏地层，固井质量难以保证。

（2）三开井眼小，152.4mm井眼下入114.3mm尾管和6个直径达145mm的裸眼封隔器，4个投球滑套，由于水平段轨迹上下调整使尾管下入困难，环空间隙小，固井排量受到限制但施工时泵压很高，易出现井漏，环空堵塞等情况的发生。

（3）由于本井油层薄，四个靶点轨迹要求高，靶窗半高仅0.5米，靶窗半宽5米，中靶难度大。

（4）在实际施工中钻井是根据地质的参数随时调整井眼轨迹，给轨迹控制增加了很大的难度，对井下安全产生了极大的考验。

（5）三开使用88.9mm钻具在抗拉、抗扭强度方面受到限制，动力钻具使用情况不易判断，遇复杂情况处理困难。

3 主要技术措施

3.1 一开

井眼尺寸：Φ311.2mm，井段：0～262m

采用的技术措施：

一开主要钻遇第四系、青山口组地层，由于上部地层松软，易垮塌，可能含浅层气，我们采取了以下措施：

（1）采用塔式钻具组合防斜。

（2）旋转开眼，并采用轻压吊打的方式（钻压0-40kN），确保井眼打直。

（3）为防止上部松软地层垮塌，前50m井段，先采用单泵小排量钻进，然后开双泵恢复正常钻进排量，小钻压、高转速钻进。

3.2 二开

井眼尺寸：Φ215.9mm，井段：262～2055m

施工技术措施：

二开主要钻遇地层泉头组、登娄库组、营城组和沙河子组。其中，泉头组地层泥岩易水化膨胀，易剥落、掉块，登娄库组含砾岩，易蹩跳钻、易坍塌。该井段地层坚硬、研磨性强，可钻性差，钻速慢，易发生钻头事故。最大的难点在于中完下套管，二开215.9mm井眼下177.8mm套管，环空间隙只有19mm，而且中完最大井斜达81°，套管下入困难，开泵易憋漏地层，固井质量难以保证。为了加快钻井速度，保证套管顺利下入，避免复杂情况的出现，我们采取了以下措施予以施工：

（1）采用PDC钻头+双扶螺杆组合。上部地层使用PDC钻头，钻具组合：215.9PDCmm+165mm1°螺杆+158.8mmNDC+158.8mmDC×14根+127mmDP使用1°双扶螺杆主要是考虑增大井径扩大率使套管顺利下入。

（2）上部地层，可钻性好，使用PDC钻头大幅度提高机械钻速，缩短钻井周期；小钻压、高转速的使用特点，在保证井身质量的同时，提高机械钻速。

（3）虽然上部地层相对松软可钻性好，但地层泥岩易造浆，砂岩缩径，为防止钻头泥包，起钻阻卡发生，采用了控制泥浆性能，适当降低粘度和加大循环排量，并用“早开晚停”方式，辅之每打完一个单根至少划眼一次，同时中间增加短起下等措施，上提下放畅通无阻，施工比较顺利。

（4）在轨迹控制方面，及时测斜，根据测斜数据及时调整钻进方式和钻进参数，努力实现井眼轨迹的精确控制。在发现井斜有增大趋势时更换钟摆钻具组合，测斜数据显示，井身质量控制的较好。

（5）中完后采用大直径刚性扶正器钻具组合215.9牙轮mm+Φ127mm加重钻杆*2根+212扶正器+Φ127mm加重钻杆*28根+127mmDP，在狗腿度大的井段反复扩眼后，下入与套管尺寸相同的钻铤通井215.9牙轮mm+178mmDC*3+204扶正器+158.8mm DC*3+Φ127mm加重钻杆*30根+127mmDP最终保证套管顺利下入。

3.3 三开

井眼尺寸：Φ152.4mm，井段：2055～2641m

三开钻进为本井的目的层，也是本井施工的重点。在施工做如下施工措施：

（1）为了不影响MWD仪器输出较好的信号，下定向仪器前对泥浆罐进行了清砂，更换了所有泵配元件，使泥浆泵上水良好。

（2）在造斜钻进中为了减小摩阻能使钻压顺利传递到钻头，防止粘附卡钻保证井下安全，在泥浆中要加入大量原油作为剂，随井斜的增大含油量也不断增加，进入水平段时含油量增加至12%。

（3）水平井在滑动钻进中对下部钻具的磨损较大，我们每次起下钻应都认真检查钻具，对磨损较严重的钻具进行更换，复合钻进时下部井段钻具受横向弯曲力，容易使钻具疲劳损坏，我们一直坚持定期对钻具进行倒换。

（4）在井眼轨迹控制方面，特别是进入水平段后，钻进过程中我们遵循“少定向多复合”的原则，尽可能采取复合钻进方式。定向钻进时采取定向钻进和复合钻进交替进行，降低狗腿度，尽量让井眼轨迹平滑，每打完一根都要保证至少四遍划眼，使沙子尽量往上带。

3.4 完井

针对井眼轨迹的上下调整和大直径的套管附件，在狗腿大的井段和起下钻有阻卡的井段反复扩眼直至井眼畅通，期间采用模拟套管串先后用光钻杆通井、单螺旋扩孔器通井、双螺旋扩孔器通井最终使得尾管顺利下入。

4 认识与建议

（1）打水平井的关键是清砂，二开一开始就使用直径180缸套，保证足够大的排量清除井底的沙子，随着井斜的增大，特别是水平段的施工，要坚持短起下。

（2）泥浆性能一定要满足井下要求，平时打钻要坚持用好固控设备。

（3）泥浆静止时间长了下钻时要及时处理，下钻到底单凡尔开泵时间长一些。本井曾在完井电测静止时间50小时后下钻分段循环泥浆不充分，导致井底沙子携带上来，倒划眼很长时间。

（4）及时混油是减少摩阻和保证井下安全必要的手段。

（5）入井钻具认真检查，定期倒换钻具。

参考文献：

[1]水平井技术发展及应用案例.石油工业出版社，2006.