沙特阿拉伯NYYM―133三底水平井钻井技术

摘要：NYYM-133井位于沙特NYYM区块，是一口140度扇形内的三底水平井，主要是探明NYYM地区油气产量。介绍了三底水平井井身结构、钻具组合、钻井液性能、开窗方法及施工工艺；直井段优选大功率螺杆塔式钻具结构，解决了直井段防斜，分支井段采用SMITH WHIPSTOCK套管开窗技术，实现定向、开窗、修窗一次完成，水平井段采用SPERRY-SUN公司旋转导向技术；优选油基钻井液，采取低粘、高粘交替循环清洗井底，及防卡、降摩等措施，安全快速地完成了施工，对国内外同类井的施工提供了借鉴。

关键词：钻井；技术；三底井；多底水平井；开窗；分支；全油基钻井液；防卡工艺；增斜稳斜；NYYM-133井；沙特阿拉伯

1 前言

NYYM-133井位于沙特阿拉伯国家NYYM区块，设计开发UNAIZA-A-RESERVOIR油层，产层连通油层达6000英尺，主要目的是探明NYYM地区产层产油气量，为下一步油气开发积累宝贵经验和地质资料；为了提高单井油气产收率和单井控制油气储量，阿美公司在NYYM区块部署的是一口140度扇形内的三井底水平井，提高水平段的泄油通道，达到增加产量的目的。扇形水平井形成的油气通道，可提高单位面积内的气液两相流的导流能力，大幅提高井眼与油气的泄油面积，降低油气田的投资费用。

2 多底水平井技术难点

3 现场施工主要技术

3.1直井段防斜技术

从一开到早斜点的直井段，均采用的是典型的塔式钻具结构：钻头+近钻头扶正器+ 减震器+9?"DC x1根+钻柱形扶正器+9?" DC x 2根+，8?”DC x8根+5" HWDP x 15根+5" DP.。为了保证钻进更加安全，采用磙子扶正器和减震器来降低井下扭矩和震动，并起到了修整井壁的作用。钻井液为搬土和石灰，比重63pcf（0.99 g/cm3，），并配足够用高粘，用于洗井和封底。

在进人WASIA地层之前确保有足够容量的75pcf泥浆帽。进人SHUAIBA地层之前要打高粘洗井，确保井底干净。起钻前投人GYRO测斜，起钻测多点。维持泥浆比重在61 pcf 。

3.2定向增斜工艺技术

造斜、增斜井段钻具结构：12?"BIT+8"单弯帽杆（1 .15-3.5度）+8"NMDC+FILTER SUB+X/0+15根x5”HWDP+X/0+8"随钻震击器+5根x5"HWDP+5"DP。

在造斜、增斜井段，根据螺杆特性和地层特点，合理选择钻井参数，采用滑移和转动相结合的方式，从造斜点到着陆点，加强测斜监控，造斜率3度/100’，以获得较平滑的井眼轨迹，确保着陆点以上的井段位移满足设计要求，同时也为下部水平井段合理减少施工任务量。

定向井段全井更换成油基钻井液体系，比重为66pcf泥浆，并储备足够用的85pcf压井泥浆。在定向钻进过程中，为了提高携沙效果，采取每钻一个单根打10桶低粘和20桶高粘，低粘对附在井壁上的岩屑床进子分散，用高粘进一步提高携沙能力。每个立柱进行划眼对井壁进行修复，确保井眼质量。

钻至着陆点9553'英尺（Landing Point），循环清洗井眼，短起至造斜点（Kick Of Ponit），然后再下到井底，用30BBLS高粘钻井液清洗井眼，然后泵入高粘钻井液封井起钻。

3.3水平井眼轨迹控制工艺和技术

3.3.1 钻具组合：PDC钻头+定向螺杆（螺杆本体带可调式弯接头）+无磁钻杆+MWD/LWD+接头+加重钻杆1柱十钻杆（长度根据造斜段长短定）+加重钻杆+随钻震击器+钻杆 。使用近钻头偏扶可调弯外壳马达，在造斜段调整马达弯度2.75-3.25度。，在水平钻进段，调整马达弯度1.5～2.0度。同时，可以采用停泵1-2分钟，然后较快的开泵至钻井泵冲，测量方位和井斜。可调动力钻具结构见图2。

3.3.2水平井段防卡工艺

（1）采用SPERRY-SUN公司旋转导向技术，在旋转钻具钻进的同时控制井斜及扭方位。最大限度的减少了钻具在水平段岩悄床上的静止时间，达到了有效的防卡。

（2）采用优质低固相油基钻井液体系。保持井壁稳定、井径规则，有良好的热稳定性；很好地钻具，增加滤饼性、降低滤饼粘附系数、防止粘附卡钻。搞好日常固控设备的使用和泥浆性能的维护。全力运用各固控手段，在队井配备的震动筛、除砂器、除泥器、离心机四级净化之外，一般甲方还租用第三方的大功率离心机，以充分清除减少泥浆体系中的固相含量。泥浆保持低粘低切呈大排量高返速洗井，以达到其具有较强的清洗井壁能力。

（3）水平井极易在斜井段和水平段形成岩屑床，为有效净化井眼，主要采取了以下措施：一是在钻进过程中，每钻进45英尺交替泵人10桶低粘及15桶高粘钻井液清洗井眼。低粘的作用是在紊流状态下搅拌破坏岩屑床，紧随其后的高粘将搅起的岩屑携带出来；二是水平段坚持每钻进一个立柱倒划眼一次；三是每钻进1000英尺左右，进行短起下拉井壁，这样既修整了井壁，又清理了岩屑床，有效地保证了井眼的规则及清洁。

4 分支开窗工艺

4.1开窗钻具结构

4.2开窗技术措施

（1）检查定向接头是否合适，并确认斜向器和定向接头的方向，接定向井的MWD工具。

（2）入井前，在地面组装好，斜向器与铣锥之间靠一条可剪切式销钉联结，其设计剪切压力为35-40klb。此外，铣锥内油腔与斜向器内油道之间有一根液压管线联结。

（3）下入的钻具按要求每柱进行通径，盖好井口，防掉落物。按要求上钻具的上扣扭矩，防止在钻进过程中钻柱铣松扣，造成事故。

（4）要求下钻操作平稳，禁止猛刹猛放，严格控制下钻速度（1立柱/2分），斜向器过7"尾管悬挂器时，遇阻不超过（100-300LB），否则，用链钳轻轻转动。

（5）下至预定井深，活动钻具，记录上提下放悬重。下陀螺仪测斜向器处方位，之后，转转盘调整至设计方位，再次陀螺测斜以核实斜向器方向与设计方向一致。开泵鳖压到3000psi坐封斜向器，稳压10分钟。之后下压钻具，若悬重减少说明已经坐封，继续压到40klb，剪断销钉，水眼也随之打开，开泵建立循环，启动转盘，进行开窗。（机械式斜向器是在井口确定好方位后用钻具缓慢输送斜向器到预定位置，使用陀螺定向保证斜向器方位正确，通过下压钻具剪断安全销钉坐好斜向器后直接开始开窗作业）。

（6）开窗参数：钻压（5-15KLBS ），转速（80一90RPM），排量250GPM。

（7）在开窗过程中，泥浆灌的流水槽内应放置磁铁，并且每5英尺泵入高粘10-15BBLS，在整个开窗过程中避免接单根。

（8）95/8"斜向器斜面长度14英尺，开出14英尺，后再打5英尺口袋。反复修整窗口处，直到停转后，上提下放钻具无任何遇阻显示为止。起钻后，仔细测量铣锥外径磨损量，如磨损过大，就有必要再下一次铣锥修整窗口。

5 结论与认识

（1）直井段采用大功率螺杆塔式钻具结构，其特点是双驱钻进，钻时较快，防斜效果好。

（2）分支井段采用SMITH WHIPSTOCK套管开窗技术，可以实现定向、开窗、修窗一次完成。

（3） 采用RSS+MWD / LWD国际先进的AUTOTRACK和POWER DRILL技术，实现边打边定向，不需要停转盘，不需要滑移，直接钻进定向，提高了钻进过程中的安全性，便于井眼轨迹控制。

（4）水平井段采用SPERRY-SUN公司旋转导向技术，在水平井段采用全油基钻井液体系，钻进中采用低粘、高粘交替循环技术，大排量洗井，减少水平段砂床岩屑沉积，及时对井眼壁进行清洁，防止粘附卡钻。

（5）探明NYYM地区产层产油气量，提高单井油气产收率和单井控制油气储量，进一步丰富完善了NYYM区块地质资料和钻井技术，为今后阿美公司在NYYM区块钻井施工积累宝贵经验。