夏945hf井快速鉆井技術(shù)

1、<p>　　夏945HF井快速鉆井技術(shù)</p><p>　　[摘 要]夏945HF井是臨盤油田部署1口非常規(guī)水平井，具有造斜效果波動大，預(yù)測難度大等特點和難點。本文應(yīng)用長水平段深水平井軌道設(shè)計及優(yōu)化技術(shù)、復(fù)雜地層分段軌跡控制技術(shù)、雙扶螺桿鉆具組合鉆井技術(shù)、優(yōu)質(zhì)防塌鉆井液等技術(shù)，實現(xiàn)了安全、快速鉆井。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]非常規(guī)水平井 長水平段 LWD 快速鉆井 <

2、;/p><p>　　中圖分類號：TE2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）03-0376-01 </p><p><b>　　1 設(shè)計慨況 </b></p><p>　　夏945HF井是1口深層致密砂巖非常規(guī)水平井，位于江家店鼻狀構(gòu)造夏941斷塊內(nèi)，該區(qū)地層發(fā)育齊全，自下而上發(fā)育了沙四段、沙三段、沙二段、沙一段、東營組、館陶組

3、、明化鎮(zhèn)組及平原組。地層以泥巖、砂質(zhì)泥巖不等厚互層為主，其中沙一和沙三段夾大段灰褐色油頁巖及油泥巖。該井設(shè)計為三開井，先鉆導(dǎo)眼，再鉆水平井。 </p><p><b>　　2 鉆井難點分析 </b></p><p>　　2.1 水平段長，摩阻、扭矩大 </p><p>　　本井設(shè)計水平位移和水平段比較長，水平段滑動和旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時，鉆具和井眼軌道的

4、摩阻會導(dǎo)致滑動鉆進(jìn)時的工具面不穩(wěn)定、產(chǎn)生鉆具托壓等現(xiàn)象，使其造斜效果不好預(yù)測。隨著井深的增加、井斜的增大、水平段的延長而變的更加嚴(yán)重。考慮到鉆井施工的安全，軌道設(shè)計造斜率在14°/100m以內(nèi)，實鉆造斜率控制在17°/100m以內(nèi)，水平段內(nèi)造斜率不超過8°/100m。 </p><p>　　2.2 鉆遇地層復(fù)雜，對軌道控制和入窗帶來很大困難 </p><p>

5、　　2.2.1 目的層埋藏深，不易判斷鉆進(jìn)軌跡 </p><p>　　因為目的層埋藏較深，通過鉆時快慢的變化來判斷是否在油層鉆進(jìn)比較困難。本井設(shè)計A靶點垂深在3926m，油層埋藏比較深，鉆時比較慢。在水平段鉆進(jìn)時與蓋層鉆時對比不明顯，不能確定鉆頭是否已經(jīng)入窗在油層內(nèi)鉆進(jìn)。本井地層下傾，油層起伏會導(dǎo)致目的層的鉆遇率降低。 </p><p>　　2.2.2水平段較長，滑動調(diào)整比較困難 <

6、/p><p>　　本井水平段長、摩阻扭矩大，鉆具井下受力復(fù)雜，在這種狀況下如果使用滑動鉆進(jìn)調(diào)整軌道存在著鉆具托壓等困難。 </p><p>　　2.2.3 地層復(fù)雜，軌跡控制難度大 </p><p>　　復(fù)雜地層井段在滿足井身軌跡和井下安全的前提下，必須快速鉆過，才能保證后續(xù)鉆井工作的順利進(jìn)行，控制軌跡難度加大。 </p><p>　　3 快速鉆

7、井的關(guān)鍵技術(shù) </p><p>　　3.1 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計 </p><p>　　水平井因地層和油層埋藏的不確定性，可能目的層垂深和設(shè)計有偏差，可能導(dǎo)致靶前位移減小，靶前位移的減小會影響到整口井的造斜率的變化。若減小過多，會導(dǎo)致水平井造斜率過大。水平井造斜率一旦過大，對整個井下摩阻、扭矩的增加以及泥漿的攜砂處理都帶來一定的困難。 </p><p>　　3.1.1

8、優(yōu)化實鉆軌道的靶前位移和造斜率 </p><p>　　通過控制直井段的軌跡，有意識的制造出較為合適的靶前位移，為下部斜井段、水平段的整體造斜率的降低奠定基礎(chǔ)。 </p><p>　　3.1.2 優(yōu)化水平井剖面設(shè)計 </p><p>　　設(shè)計井深3573m-3850m之間有一段高壓油頁巖，地層比較復(fù)雜，井壁不穩(wěn)定，容易垮塌。應(yīng)快速通鉆進(jìn)，避免在這一井段大段滑動鉆進(jìn)。通

9、過合適的軌跡優(yōu)化，減少滑動鉆進(jìn)，快速安全鉆穿該層位，保證井下安全。因為本井水平段長、摩阻扭矩大，鉆具井下受力復(fù)雜，使用滑動鉆進(jìn)調(diào)整軌道存在諸多困難。通過合理優(yōu)化，將水平段設(shè)計為“直線”型穩(wěn)斜鉆進(jìn)。 </p><p>　　3.2 分段控制快速通過復(fù)雜地層 </p><p>　　技術(shù)人員設(shè)計對3573 -3850m復(fù)雜井段的軌道進(jìn)行了優(yōu)化，降低該段的造斜率，使該復(fù)雜段塊以復(fù)合鉆進(jìn)為主。但是如果

10、軌跡需要，必須通過滑動鉆進(jìn)來調(diào)整軌跡時，通過地質(zhì)撈砂做到準(zhǔn)確的地質(zhì)分層，保證不在油泥巖、油頁巖井段井段滑動鉆進(jìn)，軌道滿足了設(shè)計要求。 </p><p>　　3.3 優(yōu)化鉆具組合控制水平段鉆進(jìn) </p><p>　　3.3.1 水平井圓弧段及時調(diào)整加重鉆桿位置 </p><p>　　及時調(diào)整加重鉆桿的位置，保證加重鉆桿不下入超過30°井斜的井段。同時為保證鉆

11、壓能有效的傳遞到鉆頭上，在井斜超過30°以后，每次調(diào)整加重鉆桿位置時，都在無磁鉆鋌上加兩柱加重鉆桿，在保證鉆壓有效傳遞的同時，也減小了鉆鋌和鉆桿連接處普通127鉆桿的軸向載荷，使整體鉆桿的載荷有了一個平穩(wěn)的過度，保證了鉆具安全。 </p><p>　　3.3.2 單彎螺桿雙穩(wěn)定器組合控制水平段軌跡 </p><p>　　由于在導(dǎo)眼井試驗的單穩(wěn)定器組合鉆進(jìn)效果不理想，考慮到在水平段

12、需要隨時滑動調(diào)整軌跡，選擇下入單彎螺桿雙穩(wěn)定器組合，既可以滑動調(diào)整，旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)穩(wěn)斜效果比較理想的情況下可以實現(xiàn)快速鉆進(jìn)。 </p><p><b>　　4 現(xiàn)場施工 </b></p><p>　　4.1 二開直井段軌道控制 </p><p>　　該井二開使用311mmPDC鉆頭配197mm的鐘擺動力鉆具鉆進(jìn)，有效控制二開的軌道走向。為了考慮技術(shù)套

13、管的順利下到位，二開197mm動力鉆具調(diào)整軌跡的造斜率控制在6°/100m以內(nèi)，二開完鉆井深2452m，井斜2.60°，方位155°位移為設(shè)計方向的反方向41.56m左右。 </p><p>　　4.2 三開直井段及側(cè)鉆軌道控制 </p><p>　　三開直井段采用PDC配172mm螺桿鉆進(jìn)；側(cè)鉆采用牙輪鉆頭配直螺桿帶2°彎接頭。側(cè)鉆成功后，起鉆換P

14、DC鉆頭配18m單扶鐘擺組合鉆進(jìn)，井深從3131m-鉆進(jìn)至造斜點3350m，井斜2.81°，方位156.4°。 </p><p>　　4.3 斜井段及水平段軌道控制 </p><p>　　4.3.1 斜井段、水平段鉆具組合及效果 </p><p>　　鉆具組合： 216mmPDC+172mmDN+配合接頭+回壓凡兒+無磁定向接頭+165mmNMD

15、C（帶LWD）+127NMDP+127HWDP+127DP +127HWDP+127DP </p><p>　　斜井段定向采用五刀雙排PDC鉆頭，配1.5°單彎螺桿帶LWD儀器。控制單根造斜率在17°/100m以內(nèi)。入窗段控制穩(wěn)斜探油頂，復(fù)合入窗。進(jìn)入水平段后，采取低鉆壓，高轉(zhuǎn)速，快速鉆進(jìn)的措施。鉆進(jìn)自3350至井深4268m，井斜由2.81°增至81.56，方位290.7，平均造斜

16、率在14-16°/100m，軌道整體平滑。經(jīng)過對比，LWD采集到的曲線和地層十分吻合，保證了軌跡在油層中穿行。 </p><p>　　4.3.2 水平段穩(wěn)斜段組合及效果 </p><p>　　鉆具組合： 216mmPDC+172mmDN+扶正器+無磁定向接頭+165mmNMDC（帶LWD）+127NMDP+127HWDP+127DP+ 127HWDP+127DP </p&g

17、t;<p>　　進(jìn)入水平段穩(wěn)斜段，采用單彎螺桿雙穩(wěn)定器組合鉆進(jìn)，自4268至井深4605m，低鉆壓，高轉(zhuǎn)速，增斜率0.35-0.7°/100m。因鉆井后期鉆遇大段泥巖層，鉆至井深4605m地質(zhì)要求提前完鉆。 </p><p>　　4.4 鋁胺鉆井液體系 </p><p>　　現(xiàn)場應(yīng)用表明，鋁胺鉆井液體系流變性能穩(wěn)定，動塑比保持在0.5Pa/mPa？s左右，API濾失

18、量在3mL以內(nèi)，HTHP濾失量在8mL以內(nèi)，泥餅粘附系數(shù)在0.1以內(nèi)，成功解決了非常規(guī)井面臨的鉆井液技術(shù)難題。 </p><p><b>　　5 結(jié)論 </b></p><p>　?。?）優(yōu)化剖面設(shè)計，制定合理的鉆井參數(shù)，保證井眼軌跡變化平緩是打好非常規(guī)水平井的關(guān)鍵。 </p><p>　　（2）鉆具組合的優(yōu)化、鉆井參數(shù)的優(yōu)選、合理的短程起下鉆

19、提高了鉆井速度。 </p><p>　?。?）LWD地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)有利于對目的層正確判斷和準(zhǔn)確定位，提高了水平段鉆井速度。 </p><p>　　（4）良好的鋁胺鉆井液體系，滿足了井壁穩(wěn)定和快速鉆井的需要。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 韓來聚等.勝利油田長水平段水平井鉆