胜利油田五段制剖面定向井优快钻井技术

来源:用户上传      作者: 张蒙

　　[摘 要]五段制剖面定向井井眼轨迹形如“S”，施工具有大扭矩、高摩阻、携砂困难、易出键槽等难点，施工难度较大，在定向井施工中不常采用。2014年以来胜利油田开展了五段制剖面定向井优快钻井技术的配套攻关，施工五段制剖面定向井30多口。施工中在钻头选型、钻具组合、钻井液润滑防塌技术、电测防阻卡等方面不断总结完善，逐步形成了配套的钻井技术，克服了五段制剖面的各类复杂情况，实现了五段制剖面定向井的优快钻井。
　　[关键词]定向井；五段制；轨迹控制；胜利油田
　　中图分类号：TE243 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0088-01
　　五段制剖面定向井井眼轨迹形如“S”，施工具有大扭矩、高摩阻、携砂困难、易出键槽等难点，施工难度较大，在定向井施工中不常采用[1]。2012年以来胜利油田开展了五段制剖面定向井优快钻井技术的配套攻关。施工中在钻头选型、钻具组合、钻井液润滑防塌技术、电测防阻卡等方面不断总结完善，逐步形成了配套的钻井技术，克服了五段制剖面的各类复杂情况，实现了五段制剖面定向井的优快钻井。
　　1 上直井段
　　（1）施工要点
　　上直井段打直，高转速保证井身质量，优选水力参数提高钻井速度。起钻前对钻井液进行认真处理，保证造斜钻具顺利到底。
　　（2）钻具结构
　　Φ215.9mmHAT127钻头+Φ177.8mm钻铤2根+Φ214mm扶正器+Φ177.8mm钻铤4根+Φ127mm加重钻杆5柱+Φ127mm钻杆
　　（3）钻井参数
　　钻压40-120KN；转速80-120rpm；排量32-35L/s；泵压18Mpa。
　　2 定向增斜及稳斜段
　　（1）施工要点
　　在施工中需灵活掌握增斜完时的最大井斜角和方位角余量。
　　（2）钻具结构
　　Φ215.9mmPDC钻头+Φ172mm动力钻具1.25度+回压凡尔+Φ208mm欠尺寸扶正器 +定向接头+Φ177.8mm无磁钻铤+Φ127mm加重钻杆5柱+Φ127mm钻杆
　　（3）钻井参数
　　滑动钻进参数：钻压10-60KN，转速0r/min，排量32-35L/s，泵压18Mpa；复合钻进参数：钻压10-80KN，转速60-80r/min，排量32-35L/s，泵压18-20Mpa；
　　（4）分析
　　建议使用多头高速螺杆钻具配合专用定向PDC钻头施工。螺杆钻具的寿命保证在120小时以上。井斜角定向起来以后，留下合适的井斜角方位角余量，尝试复合钻进，根据复合钻进效果，调整钻井参数，滑动钻进和复合钻进相结合，确保施工中井身轨迹平滑。为确保中靶成功率，稳斜段施工必须使用螺杆钻具且配合使用欠尺寸扶正器以提高复合钻进轨迹平滑性，钻具组合同增斜段钻具组合。本稳斜井段为调整段，根据井斜角及降斜段的设计降斜率，确定合适的降斜点。
　　3 降斜段及下直井段
　　（1）施工要点
　　降斜段开始时必须坚持每个单根测斜，分析降斜情况，及时调整[2]。如果出现降斜率偏差很大时，及时更换钻具结构，井斜角小于8°后转入吊打，给下直井段创造良好的条件。降斜段相当于第二造斜段，施工中有时采用螺杆钻具降斜。
　　（2）钻具结构
　　钻具结构： Φ216 mm PDC或牙轮钻头+Φ177.8mm无磁钻铤+ 177.8 mm钻铤1根+Φ214 mm扶正器+Φ177.8 mm钻铤1根+Φ214 mm扶正器+Φ177.8 mm钻铤1柱+Φ127 mm加重钻杆15根+Φ127 mm钻杆。
　　（3）钻井参数
　　钻压：牙轮钻头小于120KN、PDC小于80KN；转速60-80r/min；排量32-35L/s；泵压18Mpa。
　　（4）分析
　　降斜段的钻头选型很重要。一般优选使用PDC钻头，配合小钻压钻进，通过调节钻压来控制降斜率，可以很好的满足井身轨迹，降斜率可控制在-2°/100m至-10°/100m。扶正器的直径对降斜钻具降斜率影响很大，通过多次现场施工表明，井眼直径与扶正器直径差以小于2mm为宜[3]。
　　下稳斜段为直井段，主要技术要求为防斜。采用PDC钻头，使用较小钻压，可以很好地进行防斜。通过将钻压控制在40kN以下，井斜维持在3°左右，并保持到完钻。
　　4 配套技术措施
　　（1）为了防卡，在钻具中接入随钻震击器，位于中和点位置附近[4]。
　　（2）为实现复合钻进时井斜角方位角的稳定，螺杆钻具后接入欠尺寸螺旋扶正器，外径Φ208-Φ210mm。
　　（3）为防止东营组以上地层糊井眼，钻具中接入欠尺寸条式修壁器（Φ212-Φ214mm）。每次起钻换钻头并再次将修壁器调整到合适井段，在良好的钻井液性能的协助下，保证了上部井眼的规则畅通。
　　（4）降斜段为减少井下摩阻，防止粘卡，简化钻具组合，使用螺旋钻铤代替普通钻铤，并增加加重钻杆数量。
　　（5）胜利油区沙河街组及以下地层温度高、地层水敏性强、井壁稳定性差、坍塌掉块严重。钻井液优选使用聚合物润滑防塌钻井液体系或强抑制性润滑防塌钻井液体系。钻井液润滑减阻方面：采用固体润滑剂（石墨粉类）与液体润滑剂（聚合醇类）相配伍，比单一使用效果好；当固体润滑剂≥1.5%、液体润滑剂≥10%时钻井摩阻可达到突变点。
　　5 结论及认识
　　（1）上直井段要防斜打直，尽量避免直井段负位移或造斜点处狗腿度过大。
　　（2）条式修壁器能够有效保证上部井眼规则畅通。
　　（3）降斜段简化钻具组合，使用螺旋钻铤代替普通钻铤，增加加重钻杆数量能有效减少井下摩阻，防止粘卡。
　　（4）优选PDC钻头施工降斜段与下直井段，可以获得较好的降斜与防斜效果。
　　（5）五段制井眼电测前稠钻井液的封井与干通可以大大提高电测一次成功率。
　　（6）下直井段钻进钻具处在两个弯曲段内，长时间处在较大交变应力下，容易疲劳损坏，要定期倒换钻具、探伤。
　　参考文献
　　[1] 陈庭根，管志川.钻井工程理论与技术[M].东营：石油大学出版社，2000.
　　[2] 唐大鹏，时江涛，吕成员.长裸眼大斜度多目标定向井钻井技术[J].石油钻采工艺，2001，23（5）：14-15
　　[3] 赵金洲，冯光通，赵金海.地层自然造斜规律在毛坝2井设计和施工中的应用[J].天然气工业，2005，25（3）：81-84
　　[4] 赵志国，白斌珍等.玉北地区钻井难点分析与对策探讨[J].钻采工艺，2012，35（4）：25-28
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