长裸眼定向井钻井技术研究——以胜利油田某区块为例

盖国忠

长江大学石油工程学院，湖北荆州 434020

长裸眼定向井钻井技术研究
——以胜利油田某区块为例

盖国忠

长江大学石油工程学院，湖北荆州 434020

随着油田油气开发向纵深推进，长裸眼定向钻井技术的优势也在日渐突出。本文以胜利油田的某区块为例介绍长裸眼定向井钻井技术在陆地石油开发上的运用，指出了该技术在实施中需要解决的几个难题及相应措施。

长裸眼；定向井；钻井技术

长裸眼定向井钻井技术因能大面积增加油层段暴露面从而提高油井产量而逐渐在石油勘探开发领域得到普遍推广。随着当前石油勘探开发向复杂陆地环境或深海挺近，受表层环境条件、复杂地下地质条件的限制和要求，又对裸眼定向井钻井液工艺技术提出了更高的技术要求。具体而言，钻井液工艺技术在面对复杂的井下环境时除了要维持以往良好的常规钻井液性能外，还必须解决井本身存在的井眼清洁、井壁稳定、钻具润滑和防盐水浸等技术难题。

本文所选取的胜利油田某区块地质环境和地下环境极其复杂，尤其是处于盐碱化的沙地，定向井钻层基本上处在盐水层，面临着盐水浸透的考验。经过技术攻关，施工队在该区块实施长裸眼定向井钻井时，采用了聚硅氟钻井液工艺，成功地解决了面临的防盐水侵难题，采用的独特钻井液工艺也证明可以较好地适于该区块长裸眼定向钻井对钻井液工艺的要求。

1 钻井液工艺选择

胜利油田某区块在实施长裸眼定向井施工中面临的主要技术难题是由于钻具与井壁接触面对井倾角增大而增大，带来的钻具的活动空间受阻，扭矩增大问题，这样易发生卡钻现象；钻具旋转中产生的钻屑容易形成岩屑床，易造成钻具阻卡；井壁稳定性差，易缩径、塌陷；因特殊的岩层和水质而出现的盐水侵蚀等。

经过研究和现场实践，发现聚硅氟钻井液具有阻滞、润滑、耐高温等特性，应用到井下特殊的环境中能有效地起到稳定井壁，净化井眼，润滑防卡、阻滞盐水入侵的作用。

2 井壁稳定性的处理

胜利油田的该区块位于沙层上，在动力钻探中极其容易出现塌陷现象，而在长裸眼定向井钻井过程中，钻具对井壁的冲击力比直井要强烈，导致井壁垮塌的可能性也更高。因此从技术角度上来看，提高钻井液流动性，瞬间凝固地层裂缝，提高地层和井壁的稳固性，对保护井壁至关重要。所以在施工中，该区块采用了含有有机硅与褐煤接枝的化学剂，这种化学剂具有固壁和封堵裂缝的功用，可以有效地防止地下水渗入地层导致页岩水化膨胀现象发生。从操作角度来说，要控制住钻井液的流动速度，防止其严重冲刷井壁；在下钻过程中要合理控制停顿和刹闸速度，以免产生冲击力造成井架垮塌等问题发生。

3 防盐水浸的处理

胜利油田该区块处于大面积的盐碱地段，由于高浓度的盐分深度附着，在钻探过程中必然会出现极高的温度，这对钻井液在提高抗盐侵蚀能力的同时，也对其抗高温能力提出了考验。因此，当钻井液在触及盐水层时，必须时刻监测钻井液的流动性和滤失性变化并随时作出应对性调整。可以采取事先检测的方法，如当钻头在进入盐水层前，用专门的磺化处理剂对钻井液的抗污染能力进行室内评价，多以高温高压的方式为主。操作中，适当提高钻井液密度，防止周围的岩层水过量浸入；使用抗盐剂提高钻井液的抗污染能力，保证钻井液的流动性，同时对已污染的钻井液进行稀释处理或更换，始终保证钻井液处于活跃状态。鉴于当前钻井深度普遍偏大的现实，钻井液使用量大，循环周期长，因此对排放量的均匀处理要控制在一定的周期内，这样才能保证钻井液性能的稳定发挥，防止人为原因导致钻井液性能波动影响监测，以致不能及时作出调整。

4 井眼清洁处理

解决井眼清洁的关键是确保钻井液性能的可控。胜利油田的该区块在处理此问题上引入了冥律模式。冥律模式认为，稠度系数K主导着钻屑粘附井壁的紧松程度，稠度系数越高，钻井液的粘滞力越强，也即钻屑越容易粘附到井壁；反之越低，则越不易粘附。因此，在运用聚硅氟钻井液清洁井眼时，将稠度系数控制在K<0.6，可以有效地阻止钻屑粘附到井壁。不过，如果添加提高液相粘度的钻井液，容易出现钻屑被粘附到井壁的问题，这不利于井眼清洁状况的改善。因此，从净化井眼的角度来看，钻屑环空往返的速度越快，越有利于阻滞岩屑床的形成，但速度过快又会反过来严重冲刷井壁，所以要结合周围环境把速度控制在合理范围内。如果钻井泵的排量达不到环空回绕的速度要求，则应该撇弃不好控制的动力钻具，选择普通钻具进行短起下钻作业，通过可控的运动刮去粘附于井壁的钻屑，破坏岩屑床，从而使井眼得到清洁。

5 防止卡具被卡的措施

聚硅氟钻井液本身具有显著的润滑优势，加入原油或固体润滑剂的聚硅氟钻井液能有效地降低粘附系数，从而达到防止卡钻的目的。胜利油田在操作过程中，当进入大斜井段时，分别将钻井液滤失量和滤饼厚度控制在了5mL和0.5mL，同时又将钻井液中的含沙量严格控制在0.3%范围内，以达到最低限度降低钻井液中有害固相含量的目的，其初衷便是从提高滤饼质量的角度考虑减少粘附卡钻发生的可能性。另外，根据经验来看，钻具在井内静止的时间愈长，发生卡钻的可能性也越大，因为有害苦相极容易导致卡具粘附。因此如确实需要静止卡具，必须事先大幅度地活动卡具，减缓固相粘附的速度。在日常的维护上，技术人员必须控制钻井液中容易混入的含沙量，提高聚硅氟钻井液的纯度，确保钻井液性能的最大发挥。

6 结论

实践证明，施工中运用的钻井液体系因在设计上的充分性和科学性，能与多种处理剂实现物理或化学反应，从而促使钻井液性能得到改善和提高，这对常见的井眼清洁问题效果明显，而且借助处理剂的作用还能提高钻井液的润滑性。另外，聚硅氟钻井液工艺因其成熟性，适用于类似地质环境下的长裸眼定向井钻井的施工，具有一定的参考和推广价值。

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TE243

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1674-6708（2011）48-0079-02