【精品】浅层大位移水平井钻井技术

浅层大位移水平井钻井技术

董国昌张嵇南何军

(吉林石油集团公司钻井院）

【摘要】

为使吉林油田扶余地区地面受限、位移达到800米以上的浅油藏得到高效开发,研究应用了采用修井机进行浅层大位移水平井开发的偿试，取得了显著效果。本文结合扶余浅油藏特点，分析了浅层大位移水平井钻井完井难点，提出了解决措施及对策，通过现场三口井的实践，初步形成了浅层大位移水平井钻井技术。

【关键词】浅层大位移水平井井眼轨迹控制井身结构钻井液完井

吉林油田扶余地区中14、15队区块位于松原市城区内,主力油层为扶余油层泉四段3＋4、7、9+10＋11＋12号层，砂体连片分布,油层空气渗透率为180×10—3μm2，孔隙度为24％，适合利用水平井开采。由于油层厚度较大,因此分两套层系开采，分别为3—7号小层和9-12号小层，油藏埋深为380～460m之间，地面受限位移达800m以上，需采用浅层大位移水平井技术进行开发。而浅层大位移井垂深比较浅，位移和垂深之比相对较大，钻井和下套管过程中井眼摩阻大，如何克服钻进和下套管中的摩阻问题，就成为浅层大位移水平井钻井需要解决的关键问题，因此需要研究适合浅地层钻井的大位

移水平井钻井工艺技术,现已成功钻成3口井，初步形成了一套适合于扶余油藏开发特点的浅层大位移井钻井技术。具体指标见表1。

表1扶余浅层大位移水平井技术指标

1浅层大位移水平井钻井技术特点及难点

（1）造斜点浅（170～210m)，直井段钻柱重量轻,大斜度段和水平段施加钻压困难；

（2）地层松软,工具实际造斜率难于确定，而且浅层大位移井都位于城镇等地面受限、地下井位稀少的地方，相对于扶余其它区块地下情况落实比较差，要求井身剖面调整性强，能够对垂深误差进行一定的调整，从而使井眼轨迹控制难度进一步增大；

（3）由于直井段短，套管下入重力小,而水平位移比较大,因此下套管困难，为减小套管下入阻力,要求井眼轨迹控制要平滑，水平段波动幅度尽可能小；

（4)钻井液要综合考虑润滑、携岩、井壁稳定和油气层保护以及钻井成本等多项问题，给钻井液优选增加了难度;

（5）为降低钻井成本，达到水平井钻井预期开发效益，少下或不下技术套管，从而增大了水平井钻进摩阻。

2技术措施与对策

(1)采用单圆弧井身剖面，尽可能降低造斜点，增加直井段长度；

（2)利用摩阻分析软件，进行浅层水平井井眼摩阻分析，同时设计60°以下井段采用不同的倒装

钻具组合，以增加可施加的钻压和降低钻柱摩阻；

（3)采用比设计造斜率高30％的螺杆钻具进行造斜，确保工具实际造斜率不低于设计造斜率，当实际造斜率高时,开动转盘进行复合钻进，以提高携岩效果及时破坏岩屑床,降低井眼摩阻；

（4）优化大斜段和水平段扶正器数量和扶正器类型，确保套管居中，同时在60°以上斜井段安放刚性滚轮扶正器，降低下套管摩阻，增加完井套管下入重量；

（5）研究低固相、低摩阻、低成本携岩难力强的水基钻井液,降低裸眼段摩阻,同时坚持短起钻制度，及时破坏岩屑床；

3。2工程设计

3.2.1井身剖面设计

表3扶平12井井身剖面关键点设计数据

3.2。2井身结构设计

一开：φ393mm钻头×151m+φ273mm表套×150m；

二开：φ215。9mm钻头×1255m+φ139.7mm油套×1254m。

3。3井眼轨迹控制

3。3.1直井段（0~190m）

一开采用刚性比较大的塔式防斜钻具组合:

φ393mm牙轮钻头+φ203mm无磁钻铤×1根+φ203mm钻铤×5根+φ178mm钻铤×3根+φ127mm加重钻杆+φ133mm方钻杆

钻进中，通过低钻压5t,高转速160r/min，控制井斜角，使造斜点处井斜角控制在1°以内（实际0。8°），从而为造斜段和水平段的施工创造了良好条件.

3.3.2二开造斜段（～547.33m)

井斜60°以前的造斜段选用如下钻具组合：

φ215。9mm牙轮钻头+φ165mm单弯螺杆钻具(1.25°）+MWD+φ165mm无磁钻铤×1根+φ165mm 钻铤×3根+φ127mm加重钻杆×30根+φ127mm钻杆+133mm方钻杆。

井斜60°以后的造斜段及探顶段选用如下钻具组合：

φ215.9mmPDC+φ165mm单弯螺杆钻具（1.25°)+LWD+φ165mm无磁钻铤×1根+φ127mm加重钻杆×2根+φ127mm18°斜坡钻杆+φ127mm加重钻杆×30根+φ127mm钻杆+133mm方钻杆. 3.3.3钻井参数：井斜角在45°之前钻压5～6t，井斜角在45°之后钻压7～10t;排量32L/S;该井

段造斜开始时,定向方位为328°,造斜至317m时，井斜达到34°，绕过Z14-054井，最近距离18。57m，然后增斜扭方位至352°，井斜57°，至井深426。94m绕过Z14—54井，最近距离22.15m，然后增斜扭方位至351。28°,并且采用该方位稳斜探油顶。

3.3.4水平段控制(～125

4.20m）

水平段采用的钻具组合如下：

φ215mmPDC钻头+φ165mm单弯螺杆钻具（0。75°）+LWD+φ127mm无磁承压钻杆×1根+φ127mm斜坡钻杆×30根+φ127mm加重钻杆×30根+φ165mm钻铤×6根+φ127mm钻杆+133mm方钻杆，钻压3～4t,转速30～40rpm，排量32L/s。

水平段是浅层大位移水平井控制的重要井段,其主要目的是使水平段尽可能在油层中穿行，同时控制井眼曲率和井眼横向偏移，使井眼尽可能光滑，确保完井套管下至预定位置。

3.4钻井液技术

3.4.1钻井液配方

4%水化般土+0。5％纯碱+0。3%KPA+1％铵盐+1%HA树脂+1％防塌润滑剂+1%ORH+1％DYRH—3+0.08％XC

3.4.2润滑技术

（1）采用低固相钻井液技术，维护钻井液的润滑性。在配浆时，采用适当的低般含或无般含原浆；钻进过程中,充分利用固控设备最大限度的清除钻屑，控制固相含量最低，满足设计要求。

（2）加入足量的大分子聚合物,配以适量的小分子聚合物，调整泥饼质量，保证泥饼润滑性。（3）加入润滑剂，提高钻井液的润滑性能。控制全井段摩阻系数小于0.08.

3。4。3携岩技术

(1）维持钻井液中3%左右的般土含量，保证当加入聚合物时,钻井液形成足够的结构力。

（2）使用xc提高钻井液的动切力，提高其携岩能力。在大井眼段，适当的提高钻井液的动切力，特别是当井斜角在45～60°时,动切力的提高梯度为3。5～6.0~13.5Pa，满足了携岩要求。另外工程上利用开转盘，上下活动钻具、短起钻等措施，破坏岩屑床。利用清洗液破坏岩屑床。

3.4.4井壁稳定技术