1、墨西哥短半径水平井钻井技术摘要：本文介绍了中石化墨西哥 EPC项目 Altamira1002H通过优化短半径井水平井剖面设计，优选钻具组合及现场实验，进行有磁条件下的精确定向侧钻技术，高造斜率定向轨迹控制及测量技术研究，为该项目以后的短半径水平井的施工提供有效的技术手段。 关键词：Altamira1002H 短半径 水平井 轨迹控制 1 简介 Altamira1002H 是中石化 EPC项目第一口短半径水平井，地处墨西哥东部 Tamaulipas省，目的层位 Ksf，油藏埋深 420567m，油层厚，地质构造复杂，有断层、裂缝易产生井漏、井涌。该油田是墨西哥最早开发的油田之一，随着钻井技术的发
2、展，近几年来，用短半径水平井开发该油田已取得了可观的经济效益。短半径水平井技术的显著优点是：容易在小尺寸井眼快速造斜，易实现欠平衡钻进。 2 Altamira1002H 井施工难点 本井主要技术难点有： 由于油层提前，侧钻点仅位于套管鞋下方 5m处，初始侧钻段，受技术套管的影响，会存在严重的磁干扰，难以确定准确的造斜方向，在增斜井段内也不可能进行较大范围的方位调整，因此实现在有磁条件下的精确定向侧钻难度很大。 本井造斜段井眼曲率大，设计造斜率达到 63.66/100m，在水平段延伸的钻进中，采用滑动方式钻进，由于摩阻大，易发生钻柱”自锁”现象，施加钻压困难；采用旋转方式钻进时，处于高曲率井段的
3、钻柱，受到较大弯曲应力影响，易发生疲劳破坏，导致井下复杂。 在高造斜率条件下，现有常规随钻测量仪器不能有效工作，出现不能下至预定测量位置或弯曲损坏的情况。 3 Altamira1002H 井轨迹控制技术 3.1 侧钻段（435.00448.37m） 钻具组合：152.4mm 牙轮钻头+120mm（3?）单弯动力钻具+331310定向直接头 120mm 无磁钻铤1 根+89mm 加重钻杆20 根+120mm 钻铤6 根+120mm 随钻震击器+120mm 钻铤6 根+89mm斜台阶钻杆 施工井段：435.00448.37m，段长：15.37m。井斜变化4.317.5，方位变化 296.20289
4、.26。 侧钻施工是本井的一个难点，本井从 435.00m开始侧钻，由于侧钻点仅位于技术套管下方 5m处，使用电磁波随钻测量系统（EMMWD）其测点位于套管内，将受到磁干扰，因此采用了陀螺进行静态的单点测量定向技术，在施工中使用了传统的控时钻进工艺技术，由于在钻进过程中钻时较慢，钻具处于相对静止状态，为了防粘，因此提高了泥浆的润滑性。确保了侧钻一次成功。 3.2 增斜段（448.37m585.03m） 钻具组合：152.4mmPDC+120mm 单弯动力钻具+331310 单向阀+120mm 无磁钻铤1 根+120mmEMMWD 短节+89mm 斜台阶钻杆20 根+89mm 加重钻杆20 根+
5、120mm 钻铤6 根+120mm 随钻震击器+120mm 钻铤6 根+89mm 斜台阶钻杆 施工井段 448.37m585.03m，段长 136.66m。井斜变化17.5085.90，方位变化 278.60276.91。 由于增斜井段设计造斜率高，在施工中为了保证井眼的圆滑，全部使用螺杆钻具滑动钻进，因此井下易出现复杂情况。针对这一事实，采取了以下措施：第一，在用螺杆钻具钻进时，尽量简化钻具结构，少用接头，钻铤放在直井段，全井采用斜台肩钻杆。第二，坚持定期倒换钻具，定期检查、检测、更换各种接头。第三，在井眼轨迹控制上，即要保证造斜率的需要 ，又要控制合适的井眼曲率。采起了弯度大的螺杆和弯度小
6、的螺杆交替使用，在使用弯度小的螺杆时还可以转动转盘活动钻具，破坏岩屑床，使井眼畅通，减小摩阻和扭矩便于滑动定向钻进。为了能准确地进入 A点，每测一组数据都要设计出好几种着陆 A点的方案，优选最合理的一种方案来进行下一步的施工。 3.3 水平段施工（585.03m912.00m） 钻具组合：152.4mmPDC+120mm 单弯动力钻具+331310 单向阀+120mm 无磁钻铤1 根+120mmEMMWD 短节+89mm 斜台阶钻杆42 根+89mm 加重钻杆20 根+120mm 钻铤6 根+120mm 随钻震击器+120mm 钻铤6 根+89mm 斜台阶钻杆 施工井段 585.03m912.
7、00m，段长 326.97m。井斜变化85.9091.20，方位变化：276.91276.50。 水平段钻进时采用小钻压，低转速，降低了井斜变化率和扭矩，减少了滑动钻进的次数，及时倒换钻具组合，适时短起下保证了井下安全。4 Altamira1002H 井测量技术 Altamira1002H 分别使用了陀螺和电磁波随钻测量仪器（EMMWD） ，侧钻井段为了防止磁干扰使用陀螺仪器，侧钻钻完成后使用电磁波随钻测量仪器。 本井在使用电磁波无线随钻系统过程中采用以下方法： 因为电磁波的穿透深度反比于波的频率。降低了电磁波的频率就增加了其穿透深度。所以我们利用这一特性，采用电磁波无线随钻测量系统的人机对话
8、的功能，利用泥浆泵更改井下电磁波发射器的频率。 ，适当的降低电磁波的频率也就增强了信号优化了参数。 钾盐和钠盐等药品有很高的导电系数，可以更换为聚合物抑制剂，增大钻井液的电阻率，防止了上述现象的发生。 向电极附近的土地表层不断浇盐水可以很好的改善信号质量。如果效果不显著，还可以深挖将电极埋入更深地层再不断浇盐水可以很好的解决此问题。 5 结论 为准确控制井眼轨迹，防止井下事故的发生，做到勤测斜、勤预算，根据井下实际情况，应及时采取更换钻具组合、短起下钻等技术措施。 在钻井液方面，润滑性能极其重要，在保证钻井液性能的同时，还应注意钻井液的固相含量，四级固控设备一定要使用和维护好。同时要根据井下的
9、实际情况，随时进行短起下作业，破坏岩屑床，保证起下钻作业的顺利和通畅。 在水平段的施工中存在岩屑携带困难、易形成岩屑床、岩屑细小的问题，除了工程技术配合，固控设备运用外，在各项设备允许的情况下，要尽可能的增大循环排量，以利于携岩和保障井下安全。 进入水平段施工时，调整好一个合适的入靶井斜，使得在水平段施工中复合钻进为主，滑动钻进为辅。此外，在施工中每半个单根测斜测斜一次及时监控井斜和方位的变化，做好预测，尽量避免大幅度调整井斜和方位，保持井眼的平滑。 参考文献 1张桂林，胜利油田水平井钻井技术现状与发展趋势J.石油钻探技术，2005，33（2）：2729. 2刘昌江，FEWD 在胜利油田难动用剩余储量开发中的应用J. 石油钻探技术，2004，32（1）：40-42.
