夏945HF井快速钻井技术.doc

1、夏 945HF 井快速钻井技术摘 要夏 945HF 井是临盘油田部署 1 口非常规水平井，具有造斜效果波动大，预测难度大等特点和难点。本文应用长水平段深水平井轨道设计及优化技术、复杂地层分段轨迹控制技术、双扶螺杆钻具组合钻井技术、优质防塌钻井液等技术，实现了安全、快速钻井。 关键词非常规水平井 长水平段 LWD 快速钻井 中图分类号：TE2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0376-01 1 设计慨况 夏 945HF 井是 1 口深层致密砂岩非常规水平井，位于江家店鼻状构造夏 941 断块内，该区地层发育齐全，自下而上发育了沙四段、沙三段、沙二段、沙一段、东营组、

2、馆陶组、明化镇组及平原组。地层以泥岩、砂质泥岩不等厚互层为主，其中沙一和沙三段夹大段灰褐色油页岩及油泥岩。该井设计为三开井，先钻导眼，再钻水平井。 2 钻井难点分析 2.1 水平段长，摩阻、扭矩大 本井设计水平位移和水平段比较长，水平段滑动和旋转钻进时，钻具和井眼轨道的摩阻会导致滑动钻进时的工具面不稳定、产生钻具托压等现象，使其造斜效果不好预测。随着井深的增加、井斜的增大、水平段的延长而变的更加严重。考虑到钻井施工的安全，轨道设计造斜率在14/100m 以内，实钻造斜率控制在 17/100m 以内，水平段内造斜率不超过 8/100m。 2.2 钻遇地层复杂，对轨道控制和入窗带来很大困难 2.2

3、.1 目的层埋藏深，不易判断钻进轨迹 因为目的层埋藏较深，通过钻时快慢的变化来判断是否在油层钻进比较困难。本井设计 A 靶点垂深在 3926m，油层埋藏比较深，钻时比较慢。在水平段钻进时与盖层钻时对比不明显，不能确定钻头是否已经入窗在油层内钻进。本井地层下倾，油层起伏会导致目的层的钻遇率降低。 2.2.2 水平段较长，滑动调整比较困难 本井水平段长、摩阻扭矩大，钻具井下受力复杂，在这种状况下如果使用滑动钻进调整轨道存在着钻具托压等困难。 2.2.3 地层复杂，轨迹控制难度大 复杂地层井段在满足井身轨迹和井下安全的前提下，必须快速钻过，才能保证后续钻井工作的顺利进行，控制轨迹难度加大。 3 快速

4、钻井的关键技术 3.1 井眼轨道优化设计 水平井因地层和油层埋藏的不确定性，可能目的层垂深和设计有偏差，可能导致靶前位移减小，靶前位移的减小会影响到整口井的造斜率的变化。若减小过多，会导致水平井造斜率过大。水平井造斜率一旦过大，对整个井下摩阻、扭矩的增加以及泥浆的携砂处理都带来一定的困难。 3.1.1 优化实钻轨道的靶前位移和造斜率 通过控制直井段的轨迹，有意识的制造出较为合适的靶前位移，为下部斜井段、水平段的整体造斜率的降低奠定基础。 3.1.2 优化水平井剖面设计 设计井深 3573m-3850m 之间有一段高压油页岩，地层比较复杂，井壁不稳定，容易垮塌。应快速通钻进，避免在这一井段大段滑

5、动钻进。通过合适的轨迹优化，减少滑动钻进，快速安全钻穿该层位，保证井下安全。因为本井水平段长、摩阻扭矩大，钻具井下受力复杂，使用滑动钻进调整轨道存在诸多困难。通过合理优化，将水平段设计为“直线”型稳斜钻进。 3.2 分段控制快速通过复杂地层 技术人员设计对 3573 -3850m 复杂井段的轨道进行了优化，降低该段的造斜率，使该复杂段块以复合钻进为主。但是如果轨迹需要，必须通过滑动钻进来调整轨迹时，通过地质捞砂做到准确的地质分层，保证不在油泥岩、油页岩井段井段滑动钻进，轨道满足了设计要求。 3.3 优化钻具组合控制水平段钻进 3.3.1 水平井圆弧段及时调整加重钻杆位置 及时调整加重钻杆的位置

6、，保证加重钻杆不下入超过 30井斜的井段。同时为保证钻压能有效的传递到钻头上，在井斜超过 30以后，每次调整加重钻杆位置时，都在无磁钻铤上加两柱加重钻杆，在保证钻压有效传递的同时，也减小了钻铤和钻杆连接处普通 127 钻杆的轴向载荷，使整体钻杆的载荷有了一个平稳的过度，保证了钻具安全。 3.3.2 单弯螺杆双稳定器组合控制水平段轨迹 由于在导眼井试验的单稳定器组合钻进效果不理想，考虑到在水平段需要随时滑动调整轨迹，选择下入单弯螺杆双稳定器组合，既可以滑动调整，旋转钻进稳斜效果比较理想的情况下可以实现快速钻进。 4 现场施工 4.1 二开直井段轨道控制 该井二开使用 311mmPDC 钻头配 1

7、97mm 的钟摆动力钻具钻进，有效控制二开的轨道走向。为了考虑技术套管的顺利下到位，二开 197mm 动力钻具调整轨迹的造斜率控制在 6/100m 以内，二开完钻井深 2452m，井斜 2.60，方位 155位移为设计方向的反方向 41.56m 左右。 4.2 三开直井段及侧钻轨道控制 三开直井段采用 PDC 配 172mm 螺杆钻进；侧钻采用牙轮钻头配直螺杆带 2弯接头。侧钻成功后，起钻换 PDC 钻头配 18m 单扶钟摆组合钻进，井深从 3131m-钻进至造斜点 3350m，井斜 2.81，方位 156.4。 4.3 斜井段及水平段轨道控制 4.3.1 斜井段、水平段钻具组合及效果 钻具组

8、合： 216mmPDC+172mmDN+配合接头+回压凡儿+无磁定向接头+165mmNMDC（带 LWD）+127NMDP+127HWDP+127DP +127HWDP+127DP 斜井段定向采用五刀双排 PDC 钻头，配 1.5单弯螺杆带 LWD 仪器。控制单根造斜率在 17/100m 以内。入窗段控制稳斜探油顶，复合入窗。进入水平段后，采取低钻压，高转速，快速钻进的措施。钻进自 3350 至井深 4268m，井斜由 2.81增至 81.56，方位 290.7，平均造斜率在 14-16/100m，轨道整体平滑。经过对比，LWD 采集到的曲线和地层十分吻合，保证了轨迹在油层中穿行。 4.3.2

9、 水平段稳斜段组合及效果 钻具组合： 216mmPDC+172mmDN+扶正器+无磁定向接头+165mmNMDC（带 LWD）+127NMDP+127HWDP+127DP+ 127HWDP+127DP 进入水平段稳斜段，采用单弯螺杆双稳定器组合钻进，自 4268 至井深 4605m，低钻压，高转速，增斜率 0.35-0.7/100m。因钻井后期钻遇大段泥岩层，钻至井深 4605m 地质要求提前完钻。 4.4 铝胺钻井液体系 现场应用表明，铝胺钻井液体系流变性能稳定，动塑比保持在0.5Pa/mPa？s 左右，API 滤失量在 3mL 以内，HTHP 滤失量在 8mL 以内，泥饼粘附系数在 0.1

10、 以内，成功解决了非常规井面临的钻井液技术难题。5 结论 （1）优化剖面设计，制定合理的钻井参数，保证井眼轨迹变化平缓是打好非常规水平井的关键。 （2）钻具组合的优化、钻井参数的优选、合理的短程起下钻提高了钻井速度。 （3）LWD 地质导向钻井技术有利于对目的层正确判断和准确定位，提高了水平段钻井速度。 （4）良好的铝胺钻井液体系，满足了井壁稳定和快速钻井的需要。 参考文献 1 韩来聚等.胜利油田长水平段水平井钻井关键技术J.石油钻探技术，2012，3 2 卢明辉，管志川.大位移井轨道设计中关键参数的确定J.石油钻探技术，2003，31（5） 3 冯光通等.高平 1 井井眼轨道与井身结构设计J.石油钻探技术，2010 ，38（6）