胜利油田水平井拖压的应对措施

摘 要：目前胜利油田分布的水平井和大井斜井逐年增加，为了确保施工的顺利，减少事故复杂，这对钻井液技术水平的要求更加严格，大井斜、大位移的定向井及水平井在除了对防卡、井壁稳定等要求更加严格以外，对定向井定向过程中托压问题的解决也是我们目前施工中存在且迫切要求解决的一个重要问题。在定向井的施工中托压的产生不仅严重影响钻井队的施工进度而且很容易造成压差卡钻，给施工造成重大的经济损失。研究拖压问题对油田的发展有着十分重要的作用。

一、现状调查

水平井在拖压问题是一直困扰现场人员的问题。由于井下条件的复杂，钻具组合和钻井液性能多方面的因素的综合影响，导致拖压问题成为一个非常难以解决的问题。即使在钻井技术比较发达的今天，水平井拖压问题也一直是影响钻井速度，增大井下复杂情况发生的重要因素。所以研究解决水平井拖压问题对于提高钻井速度，减少井下复杂情况的发生有着十分重要的意义。

二、原因分析及要因确认

1、井眼轨迹差：

定向中的托压与施工的井眼轨迹有很大的关系，在施工井中，定向井都会因为地层或施工的原因造成井眼轨迹偏离设计，这时就要进行导向反扣钻进，而切一部分井会因为某种原因进行反扣几次，从而造成井眼轨迹不好。在井眼轨迹不好的前提下改变钻具结构进行反扣定向时，由于钻具刚性的问题在加压时钻具的某一点会支撑在井壁上此时往往会出现托压现象。由于井眼轨迹差造成的托压，在加压后上提的过程中上提的附加拉力不会很大，即和平时的附加拉力相差不多，一般不会超过下压的压力。

2、井眼不干净，有岩屑床的存在：

水平井的45-90度本身存在一个岩屑携带困难。在定向的过程中钻具与井壁是滑动摩擦，岩屑床的存在使得其间的滑动摩擦力增大，从而造成定向过程中托压。岩屑床的存在一般是明化镇以下的地层，以下的地层岩性较硬，对定向钻进影响较大。对大井斜定向井及水平井来说在明化镇中施工很少有托压产生，而在沙河街、孔店中施工岩屑床的存在易造成托压。

3、泥饼虚厚、泥浆的摩阻系数大：

在定向井的施工中接单根、起钻时的上提拉力的大小除了与井眼净化等有关系以外与泥浆的摩擦阻力系数有很大的关系，摩阻系数越小钻具下滑的阻力也就越小，反之越大即易产生托压现象。

泥浆由于固相含量等原因造成泥饼虚厚时也易产生定向过程中托压，泥饼越虚厚与钻具的接触面积越大，易造成粘卡，泥饼需厚造成的钻具托压的现象与井眼轨迹不好造成的现象有所不同，由于泥饼需厚造成的托压在加大的压力后（如30吨钻压），有时会突然憋泵，在上提的过程中上提附加拉力会大于下放的压力。很多定向井在定向中由于托压后加压不当造成粘卡。

三、对策

1、加强井眼轨迹的控制、改变钻具结构：

井眼轨迹差造成的托压，解决措施主要是工程加强井眼轨迹的控制控制井眼轨迹避免井斜方位等偏离设计进行反扣，另外针对井眼轨迹不好的情况产生的托压现象，最有效的解决措施是简化钻具结构，增加加重钻杆的数量，从而降低钻具的刚性，减少钻具与泥饼的接触面积防止托压和粘卡。所以水平井井中产生的托压主要从井眼净化、、司钻操作等方面采取措施。

2、加强净化：

加强净化包括井眼的净化和地面泥浆通过地面固控设备的净化。

（1）加强泥浆的携砂性能：

在近年来施工的定向井基本都采用PDC加导向马达技术，进尺相对较快、岩屑被研磨的较细，这给井眼净化都带来一定的难度。不同的井眼钻进时排量的要求是，排量尽量开大，使岩屑上返速度之大于1.5m3/min。

另外根据井下返砂情况调整泥浆的流变参数，对于低固相聚合物钻井液来说泥浆的动塑比要求控制在0.42-0.50之间，对岩屑的携带效果较好，在泥浆粘切方面，大井斜定向井粘度控制在48s以上，高的粘切有利于防止钻屑的垂直沉降。

（2）加强固控设备的使用：

泥浆中有害固相、劣质般土等含量过高易造成泥饼需厚，在定向钻进中易造成粘卡。所以使用好离心机、震动筛加强有害固相的清除是加强泥浆净化的关键，泥浆本身的携带岩屑的效果再好，如果地面设备利用效果差，被携带上的有害固相同样又进入井下对井眼的净化造成破坏。

（3）加强短起下作业破坏井壁岩屑床：

在施工中我们主要是控制好泥浆的流型以外要定期（150-200米）进行一次短起下作业，用物理的方式清楚井壁上的岩屑，破坏井壁上形成的岩屑床。在大井斜定向井40度以后岩屑易沉在下井壁形成岩屑床，注意的是每次短起下的长度尽量拉到上次短起下井深以上200-300米，水平井可以拉到20-30度井斜的井段，因为在定向井施工中的钻具结构中往往带几柱钻挺，在新施工的井眼中由于钻挺的存在新井眼的环空泥浆上返速度较大，岩屑床一般沉在老井眼中，所以有的井队在施工中只拉新施工过的井段对破坏岩屑床的作用很小。

3、加强泥浆的性，改善泥饼质量：

加强泥浆性方面，具体做法是，首先是加强剂的加量；其次是剂之间的配合使用。

在定向井中一般定向时要混入原油，原油虽然有能很好性但原油的加入会时泥饼质量变差。为此我们在定向井的施工中原油最好配合水基剂共同使用。这样既解决了问题又解决原油加量大造成的泥饼需厚。

在定向中滑动摩察的随着摩察阻力系数的增加而增

大，解决的措施是在泥浆中混入一定量的原油约3-5%，原油含量最好不要超过9-10%，同时在改善泥饼质量方面可以加入磺化沥青、酚醛树脂等泥浆材料，好的泥饼质量会减少因托压而造成的粘卡现象。另外在剂方面除了液体剂以外，固体及极压剂也是减少托压有效方式。在硬地层定向井定向时产生托压时一次加入200-300 kg 膨化石墨对由于性差产生的托压有很好的效果。另外膨胀石墨配合剂使用可以一定程度的降低钻具的扭距。

四、对策实施及效果检查

我队施工的托21-平2井，采用了如上水平井施工措施，取得了较好的效果。

1、定向活动钻进过程中由于井斜一部分钻压作用于钻具使钻具贴于井壁一侧，无法为井底钻头提供足够钻压，在此之上又在上部加足加重钻杆根数至18根。

2、同时采用低固相、低板含、低失水钻井液体系，具有较强的携带能力，控制好粘度和切力指标，进入定向斜井段在钻井液中加入足量剂，以确保钻井液的性能。

通过以上技术措施的实施有效防止了拖压现象的发生，通过与同台井施工中同一层段对比分析发现，一单根滑动钻进时间由3.5-4小时缩短至1.5-2小时，大大缩短钻进周期和提高了机械钻速。