易漏失地层二开水平井施工难点及解决对策

易漏失地层二开水平井施工难点及解决对策

李莉

中石化胜利石油工程有限公司黄河钻井总公司技术装备中心

摘 要：水平井在钻进过程中，水平段长给钻进带来了很多技术难题。如水平段长度和位置的确定、井眼轨迹的控制、摩阻扭矩的降低、岩屑床的清除、润滑防卡和井壁稳定等技术难题。分析这些技术难题的原因并提出相应的处理措施对提高长水平段水平井的钻进技术是很有必要的。二开水平井通过简化井身结构达到减少作业程序实现缩短钻井周期, 二开水平井需要更高的技术要求。

关键词： 二开水平井；井身结构；钻井液体系；钻具组合优化；钻头优选

研究水平井经过几年大规模开发, 钻井速度大幅度提升, 水平井钻完井技术日渐完善。但钻井提速放缓, 为实现水平井再次大提速, 试验二开水平井。二开水平井通过简化井身结构达到减少作业程序实现缩短钻井周期, 二开水平井需要更高的技术要求。文章结合二开水平井现场施工难点情况, 从钻具组合优化、钻头优选、钻井液体系改进和钻完井措施制定几个方面为二开水平井优快钻井提出合理化建议。

1研究区块水平井施工技术难点分析

（1） 研究区块组地层承压能力低，普遍存在渗透性漏失和压差性漏失，解决井漏和井塌的矛盾是二开水平井的关键技术。（2）大斜度井段长、裸眼段长，钻具贴在下井壁，造成旋转扭矩和滑动摩阻增加，防卡润滑难度大。（3）水平段目的层砂体较薄，岩性非均质性强，钻进过程中自然斜率变化大，规律性较差，轨迹难以控制。（4）完井下管柱作业因斜井段、水平段为裸眼，摩阻大、易发生粘卡。长水平段水平井在井眼轨迹控制上的主要难点有：造斜段和稳斜段的设计难度较大；水平段合理位置的要求决定了水平段轨迹的控制精度要高；随着水平段的延伸，井眼摩阻随之增加，导向工具钻压传递困难，造成井眼轨迹控制难度大；钻遇岩性的多样性增加了井眼轨迹的控制难度。针对以上技术难点，一般采用的技术措施有：（1）优选造斜点。造斜点应该选在成岩性好、岩层比较稳定的地层，利于较快实现造斜并确保井眼稳定。（2）优选造斜段类型。一般选择圆弧形，利于降低摩阻扭矩和防止套管磨损。（3）优选钻具组合。优选“钻头+ 单弯螺杆动力钻具+ 欠尺寸扶正器+ 无磁钻具+MWD”的单弯柔性倒装钻具组合，利于加压、造斜和井眼轨迹控制。（4）复合钻进与滑动钻进交替进行。坚持“少滑动、多旋转、微调勤调”原则，保证井眼规则、井壁稳定。（5）应用随钻测量工具。利用MWD 随时监测井眼轨迹，实时分析底部钻具组合与地层岩性的关系，合理调整滑动钻进与复合钻进的时间和比例，控制井眼轨迹。（6）实时计算摩阻扭矩。利用相关软件实时计算钻进时的摩阻扭矩，及时调整钻具组合和钻进参数。

2二开水平井施工情况

长水平段水平井的所有技术优势都是源于水平段较长，但是水平段合理长度和位置的确定受到产量、钻井成本、钻完井技术等因素的综合影响而成为技术难题。通常从产量上考虑：随着水平段长度的增加，井筒与油气藏的接触面积增加，但同时井内流体流动的摩擦阻力也增加，前者利于单井的产量，而后者却相反。一般地，长水平段水平井的合理长度等于井筒内摩擦损失使单井产能显著减少（减少量超过20% 产能）时的长度。对于水平段的合理位置，水平段越靠近油藏或气藏顶部，底水驱油气藏中水平井渗流阻力增大，产能越低。一般认为，水平段在底水油气藏中最佳位置为Zw=0.9 h。

二开水平井平均水平段长990米，钻井周期34.07天，平均机械钻速达到10.79米/小时。三开井平均指标对比，钻井周期缩短21.07天，提速效果明显。斜井段提速明显，主要原因是欠饱和甲酸钠钻井液体系的运用及1.5⁰单弯配合PDC的直接定向技术的成熟。

3施工方案及措施

3.1水平段钻具组合优化

水平段钻具组合优选是水平段轨迹控制的关键，由于水平段长，水平段底部钻具组合目标是稳斜、减少滑动钻进井段。在水平段施工中，随着水平段长度的增加，实时地调整倒装钻具组合的结构;同时，为达到稳斜钻进的目的，优化螺杆扶正器外径和扶正器外径的相对大小。水平段选用奥瑞拓172*1⁰（螺杆扶正器212）和立林172*1.25⁰（螺杆扶正器210）两种螺杆。奥瑞拓172*1⁰+回压凡尔+扶正器的复合增斜变化大、增斜率高，单根增斜率在0.13到0.48⁰，滑动比例达到18.4%;立林172*1.25⁰+回压凡尔+210-212扶正器的复合增斜率相对稳定，单根增斜率0.11到0.32⁰，滑动比例在7.97%一10.08% 。

3.2钻头优选

钻头选型直接影响钻井速度，由于215.9井眼水平段无施工经验，水平井斜井段选用性能稳定的定向钻头迪普DM665D和亿斯达EDM 1616EL。两种钻头的主要结构特点是保证了小井斜滑动钻进工具面稳定，且进尺稳定。DM665D和EDM 1616EL在各自的第一口井均表现稳定，进尺都在400米以上，机械钻速6米/小时以上。参考6”井眼水平段的施工经验，哈里伯顿的FXSSD效果理想，因此，二开井水平段要想进一步提高施工效率，国产钻头考虑采用5刀翼结构，钻头复合片采用混装或全部使用进口复合片，保证钻头使用寿命。

3.3钻井液体系

使用甲酸钠欠饱和钻井液体系的井，钻井周期缩短，无论是滑动、复合、平均机械钻速都有所提高，该体系配合优选钻头能大大提高钻进速度，满足生产要求。该体系主要特点有:抑制性强、封堵效果好，成为二开水平井的施工的基础。（1））钻井液配0.2-0.3%PA C+2-3%GD-K+0.2-0.3%JT-1+1.5-2%SF，一1+3-4%ZDS+O.1%NaOH+6-8%无机盐。 （2）抑制性强、低密度能稳定水平段泥岩，钻穿泥岩时比重最高1.328/cm3，常规水平段泥岩段密度达1.358/cm3以上;封堵效果好，加人SFT-1、超细钙等封堵剂后能很好的防止“双石层”泥岩垮塌，同时减小刘家沟组发生漏失的几率。

3.4 完井作业技术措施

目前二开水平井采用下139.7mm套管固井完井，相比三开水平井完井方式相对简单，但二开水平井裸眼段长的特点决定了其在下管柱过程中极易发生粘卡。通过井眼准备、地面工具的检查、下管柱连续性等方面制定措施确保完井作业顺利。（1）井眼准备:轨迹控制精细化，提高滑动质量、避免方位出现较大变化;严格按规定通井钻具组合通井、细致通井，下放有遇阻划眼，达到停泵下放无遇阻的效果，封闭浆封闭大斜度井段和水平段，起钻下管柱。（2）地面工具的检查:检查管子数量、转换接头和附件等;制定通洗记录、保证人井管子质量等。（3）下管柱连续性:确认备用套管钳运转正常;落实重要工具的人工引扣等。

4结论及建议

（1）二开结构水平井应用欠饱和甲酸钠钻井液体系取得一定效果。（2）目前二开井水平段采用的钻具组合满足水平段稳斜钻进要求。（3）钻头优选是提高钻井速度的前提，国产PD C钻头稳定性还需进一步改善。

参考文献:

[1] 周俊昌，余雄鹰，等.复合钻井防斜打快技术研究与应用[J].中国海上油气，2017, （3）.

[2] 李梦刚.水平井井眼轨迹控制关键技术探讨[[J].西部探矿工程，2018, （2）:42-44.