苏里格东区小井眼定向井二开一趟钻钻井技术

苏里格东区小井眼定向井二开一趟钻钻井技术

段忠国1     张旋2

（1.川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司第五工程项目部, 鄂尔多斯市 乌审旗 017300；2.中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司泽普采油气管理区，新疆维吾尔自治区 喀什地区泽普县 844804）

摘 要：苏里格气田东区小井眼定向井二开一趟钻存在诸多难点，据此开展苏东区块小井眼井一趟钻提速技术分析，根据苏东区块小井眼钻井中的实际情况，通过优选异性齿PDC钻头和五级强动力螺杆，差异化选择钻具组合，配合强化钻进参数，保证了苏东区块四口定向井二开实现了一趟钻目标。

关键词：苏东区块，小井眼，一趟钻，PDC钻头

近几年，小井眼优快钻井技术[1-3]逐渐成熟，苏里格气田小井眼定向井二开基本实现两趟钻完钻，如何进一步缩短钻完井周期，实现降本增效，成为新的研究课题。小井眼一趟钻技术在降本增效上体现出其巨大的优势，因此成为钻井行业提质增效的关键。美国的一趟钻技术发展成熟，一趟钻技术在美国页岩油气钻井中的应用已成常态，这成为美国页岩油气革命的助推剂。长庆钻井总公司在苏里格气田东部地区应用小井眼钻井技术较成熟，但小井眼井的井眼尺寸小，施工风险高，尤其是小井眼一趟钻钻井技术，对钻头和螺杆等工具的性能要求更高，鉴于此，开展了苏东区块小井眼定向井二开一趟钻技术研究。

1小井眼二开一趟钻技术难点

苏东区块位于苏里格气田的东北方向，区块构造位置处于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部中段，区域内发育多套含气层段，上古生界二叠系山西组山1段、山2段和石盒子组盒8段是苏东区块的主力层。根据苏东地区的地层特性及小井眼井自身特点，要实现小井眼定向井二开一趟钻技术，主要存在以下技术难点：

1）苏东地区三叠系中下统、二叠系上统和奥陶系下统地层含砂砾岩和泥岩，岩石研磨性强，PDC钻头易出现揭盖失效问题，PDC齿易出现崩裂脱落或磨损。

2）苏东区块小井眼定向井二开一般需要2根螺杆，由于二开一趟钻情况下螺杆工作总时间一般超过110h，这对螺杆的动力和综合性能提出了更高要求。

3）苏东区快小井眼定向井井眼轨迹一般设计为三段制，二开一般在600-1000m左右可钻性好的地层定向造斜，井斜达到比对靶井斜大3~5度后全力复合钻进，钻进纸坊组后开始根据剩余位移和对靶井斜开始微调，随后复合中靶。这期间复合钻进井段长达1500-2000米，因此，总结地层增降斜规律和优选钻具组合，以期利用钻具组合和地层规律耦合的效果，减少滑动定向时间，是实现二开一趟钻的关键。

4）小井眼定向井环空间隙小，循环压耗大，钻进泵压高达24MPa，大排量钻进易出现水眼堵塞、憋泵和钻具刺漏等井下复杂，增加了钻井施工风险。

2二开一趟钻钻井技术研究

二开一趟钻钻井技术难点分析表明，为了实现一趟钻完钻，主要从钻头、螺杆的改进、钻进参数的优化、钻具组合优选以及井眼轨迹控制等方面进行技术探索和研究。

2.1钻头优选

苏东XC2、苏东XC1、苏东XC和苏东X四口小井眼井钻头选用星通厂家的SFD55DH和GTD55DH两种型号PDC钻头，均实现了二开一趟钻目标。该型号钻头的PDC齿采用了层状结构设计，在经过酸洗脱钴后热稳定性能大幅度提高，部分PDC齿采用虾脊齿异性齿破岩技术，提升了PDC齿的破岩效果和使用寿命。

2.2优化钻进参数，进行激进化钻井

苏东区块小井眼定向井的小井眼与钻杆接头间隙1.5~3.0cm，环空间隙小，环空压耗高，泵压高达24MPa，环空憋堵风险和井漏风险增加。为预防事故复杂，该井组四口小井眼定向井施工时，在延长组之前，一般控制钻压及排量，钻压控制在100kN以下，排量控制在16L/s以下。施工记录表明，上部可钻性好的地层提高转速和水力参数是提速的关键，而下部地层钻头水马力是提速的关键，也就是说提速的关键都跟排量密切相关，因此在保证地层不漏失、保证设备安全的前提下，提高泥浆泵排量，提速效果就很明显。下部耐磨性强的地层如刘家沟组、石千峰组和石盒子组，实现一趟钻跟采取高钻压、高转速和高水马力的激进钻井参数施工方案密切相关。

2.3钻具组合优选

苏东区块小井眼定向井二开稳斜段长600～1000m，因此需要优化钻具组合，并根据井身质量要求合理控制井眼轨迹，减少定向时间，保证一趟钻顺利完成。近几年稳定器的安放位置及尺寸统计结果表明，螺杆与上部稳定器之间加5米短钻铤、稳定器尺寸为ϕ158.0mm时更有利于稳斜段的井眼轨迹控制。有时不加扶正器，使用强增钻具组合，为了减缓延长组中下部复合降斜趋势。

2.4井眼轨迹优化控制

井眼轨迹优化的关键是利用地层复合时的增降斜规律和钻具组合的特性，减少滑动井段，达到中靶的目标。苏东区块小井眼定向井一般在延安或延长组开始造斜，即造斜点选在600-1000米左右，上部钻时快的地层，滑动造斜效率高，能节省施工周期。需要总结苏东区块复合钻进地层井斜变化趋势，延长组上部造斜结束后应控制井斜比对靶井斜大3度左右，延长组上部复合增斜，至增斜段结束，井斜比对靶大5~7度，下部地层复合降斜，这时尽量减少干预，井斜一般降至15度以下，进入纸坊组后再调整井斜至对靶井斜。不同地层复合增降斜规律跟钻具组合也有很大关系，充分利用地层规律和钻具组合特性，能减少滑动定向时间，提高了一趟钻技术的实现概率。

3现场应用效果

在苏东XC2井场中布局了四口小井眼定向井，通过技术集成，选用异性齿PDC钻头和五级强动力螺杆，差异化选择钻具组合，配合强化钻进参数，保证了四口井二开全部实现一趟钻目标，四口井的钻头型号、钻头进尺、螺杆工作时间、水平位移和钻井周期等数据表如表1所示。结果表明，通过技术集成，提速效果明显，能够有效地降低钻井施工成本。

表1 苏东4口井钻井时间和机械钻速统计表

4结论

针对苏东区块小井眼井一趟钻钻井技术难点，开展小井眼井一趟钻提速技术分析，通过技术集成，优选SFD55DH和GTD55DH两种型号的异性齿PDC钻头和五级强动力螺杆，差异化选择钻具组合优化井眼轨迹控制，配合强化钻进参数，保证了二开全部实现一趟钻目标，其中苏东XC井以5.88天钻井周期指标打破了苏东区块小井眼井最短周期指标，提速效果明显。

参考文献

[1]张涛,董宏伟,孙麟等.“一趟钻”技术在福山油田花121-18x井的应用[J].石油工业技术监督,2020,36(10):57-60.

[2]杨雪山,窦正道,丁少华等.一趟钻关键技术在HY1-1HF井的研究与应用[J].复杂油气藏,2023,(02):149-153.

[3]沈兆超,霍如军,郁燕飞等.苏里格南区块小井眼井二开一趟钻钻井技术[J].石油钻探技术,2020,(06):15-20.

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