二级结构水平井在宁东油田的应用

摘 要 二级井身结构在宁东工区应用3年以来，在缩短钻井周期上相比以前有了较为明显的效果，并且该结构在宁东油田经济有效开发方面也有较为突出的表现，优点突出，但在实施过程中也不同程度的存在一些问题。

关键词 二级结构；优点；问题

中图分类号：TE254 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）16-0124-01

1 宁东油田概况

宁东油田位于宁夏回族自治区盐池县和陕西省定边县，构造上位于鄂尔多斯盆地天环向斜中段麻黄山西圈弯子凸起带黑山墩构造，目前宁东油田东部延安组已形成六个生产井区，累计提交探明储量339.62万吨，其中宁东26井区（延5）、宁东27井区（延6）由于储层地质砂体展布及河道规模，部署的井均为短水平段水平井。

2 二级井身结构水平井简介

二级井身结构水平井顾名思义就是只有表套和技术套管的二开次水平井，主要特点是从二开开始，直井段、造斜段和水平段均一次钻成，完井方式为一次下入技术套管至井底，套管结构管串结构自下而上：引鞋+套管串（每50 m加一根筛管）+盲板短节+1根短套+1只封隔器+1根套管+1只封隔器+1根套管+分级箍+套管串；固井工艺考虑到防漏，采用一次注水泥双凝水泥浆体系全井封固固井工艺。相比常规三级水平井减少了二开中完程序及三开油层套管程序（表1）。

二级结构水平井完井管柱各主要工具的作用包括：

1）分级箍：通过套管内憋压至分级箍内滑套打开压力，剪断销钉，打开循环孔，建立循环，实施固井，再通过压胶塞替浆、碰压推动滑套关闭循环孔，防止水泥浆倒流。

2）封隔器：通过套管内憋压使封隔器涨封，起到封隔上下井眼的作用。一般采用2只，上下各一只，有不同的压力级别。

3）盲板短节：封隔上部套管与水平段管柱（套管+筛管），使上部套管内能憋压，完成封隔器及分级箍的打开和关闭。

3 二级井身结构水平井的优点

1）钻井周期缩短。2012年以来，二级井身结构水平井是宁东油田延安组油藏的主要钻完井工艺，通过近两年的实施，能明显看出在缩短钻井周期方面有一定的优势，主要原因在于钻至A点后不需要下技术套管中完作业，而是直接进行水平段钻进。从下表中可以看出，2012年和2013年使用二级结构较2010年和2011年使用三级结构钻井周期有了明显的缩短。其中2012年施工的NP17井钻井周期仅为20.58天。

2）节约钻井成本。二级井身结构水平井相比三级结构水平井少了一级套管程序，故在整个钻井施工中也相应节约了一级套管程序所学的各项费用，如：套管成本、配合作用成本、固井成本、测井成本等。

3）适合宁东油田短水平段的水平井。由于宁东油田延安组储层地质砂体展布及河道规模等原因，不适合部署长水平段的水平井，考虑到整体开发效果，水平段长设计在200 m到400 m内，就能满足油田整体的开采效果，所以二级井身结构水平井正好迎合了设计思想，适合宁东油田短水平段的水平井的实施。

4 存在问题

1）井眼准备要求高。由于本区块水平井靶前距设计较短，为250 m左右，其中最短的NP22、NP23井靶前距为230 m，造成定向过程中造斜率偏大，轨迹控制难度大，完井下套管前井眼准备要求更高。通过几年的实践，总结出了针对性较强的通井措施。分3次通井，原钻具通井、单扶正器通井、双扶正器通井。过程繁琐、费时，具体体现在完井作业时间长。从表2中能明显看出完井周期在却逐年增加。

2）固井井漏隐患大。固井井漏从因为导致二级井身结构水平井在钻井过程中不漏，而在完井固井替浆时，发生失返性漏失。再后期钻扫完套管内附件后，发现水平段管柱内有水泥，也证明了替浆时一部分水泥浆漏失到了水平段，污染了储层。

NP19井和NP22井均在替浆过程中发生漏失，水平段均有水泥，NP23井套管下到位后，封隔器失效，起套管过程中遇卡，强行固井。通过对这3口二级井身结构水平井完井事故的分析认为，封隔器工具不可靠是导致各类完井事故的主要原因。现用的是国产的裸眼封隔器，由于材料及制作工艺等方面的原因，使封隔器不能有效封堵固井过程中上部环空的水泥浆所产生的压力，导致水泥浆从封隔器下窜至水平段，污染储层。NP23井在起套管时遇卡，套管未在设计井深，强行固井后，没有封固水层，于是关闭防喷器强行挤水泥，目的是让水泥能有效封固水层，但最终失败。说明随着宁东油田的大规模开发，使地层压力体系有所变化，地层承压能力变低。在封隔器失效后，地层不能承受水泥浆带来的施工压力，导致水泥浆漏失至水平段，污染储层，也给后续修井工作带来了很大困难，NP23井后续先后4次挤水泥堵水层。（表3）

3） 钻扫工艺不成熟。在钻扫过程中，最开始使用116 mm高效磨鞋，钻扫效率低，平均钻扫时间19小时，且在钻扫过程中出现了几起复杂情况。NP18井钻扫过程中将分级箍扫坏，处理时间28天；NP27P7钻扫时钻具断，处理时间3天。2013年在综合分析后，采用116 mmPDC钻头钻扫，施工时间减小到了9.5小时，但PDC钻头对套管的损坏较大。

5 结论

1）二级井身结构水平井虽然钻井周期有所减少，但完井作业程序繁琐，使整个完井周期增加。

2）现阶段国产封隔器由于各种原因，质量不能有效保证，在施工过程中频繁出现封隔器失效，导致水泥浆进入水平段，污染储层，后续修井时间长，费用高，效果差，影响储层评价效果。综合考虑在宁东油田延安组油藏使用三级结构较为经济可靠。

3）在地层承压能力高的区域使用二级井身结构可行性较高。

4）针对二级井身结构完井工艺还需在进一步研究完善。

参考文献

[1]宁东油田NP18井钻井井史[Z].2013.

[2]宁东油田NP19井钻井井史[Z].2013.