川西中江区块水平井钻井技术

周巍巍++李建强++宗福升++刘瑞杰

摘 要：中江区块水平井具有地层稳定性差、轨迹控制难度大、压力系数高等特点。通过分析其地层特点和钻井难点，开展技术攻关和在江沙3-1HF、江沙24-1HF、江沙21-8HF等水平井的钻井实践，确定了该区块水平井直井段、定向段和水平段的钻井工艺技术，形成了中江区块水平井钻头优选、轨迹控制等工艺技术，为川西地区水平井的钻井提速奠定了良好基础。

关键词：钻头优选 轨迹控制 水平井 川西中江

中图分类号：TE242 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（b）-0084-01

中江区块是川西地区钻井施工难度较高的区块之一。具有地层稳定性差、轨迹控制难度大、压力系数高（1.70～2.30 g/cm3）等特点。通过江沙3-1HF、江沙24-1HF和江沙21-8HF等水平井的钻井实践，初步掌握了该区块直井段、定向段和水平段的钻井工艺技术，形成了中江区块钻头优选、轨迹控制等工艺技术。

1 地层特点

中江地区为山地丘陵地貌，海拔高度在400～800 m。钻遇地层：第四系、剑门关组、蓬四段、蓬三段、蓬二段、沙溪庙。设计井深2000～3400 m。压实程度较高，地层压力系数高，可钻性较差。剑门关组灰、褐灰色砾岩，含砾中粗砂岩、细砂岩、棕褐色粉砂岩与棕红色泥岩不等厚互层夹少量砾岩，蓬莱镇、遂宁组及沙溪庙组主要以砂泥岩互层为主。

2 主要施工难点

（1）受地层非均质影响，可钻性差别大，钻头选型难度大。定向过程中托压严重，定向速度慢。

（2）蓬2段以上地层水敏性强，易形成“糖葫芦”井眼，定向过程中托压严重，工具面难以稳定，增斜率不高，井眼轨迹控制难度大。

（3）蓬莱镇2段以上地层水敏性强，粘土高度分散极易发生水敏性垮塌，形成“糖葫芦”井眼，地层垮塌严重。

3 钻井工艺技术的应用

3.1 直井段的防斜快打技术

3.1.1 钻头选型

第四系（导管段），使用437牙轮钻穿第四系及剑门关组上部砾石层；剑门关和蓬莱镇组地层，采用19 mm复合片S5655A型号五刀翼PDC+钟摆钻具（转盘驱动）/螺杆双驱钻进。

3.1.2 钻具组合

Φ444.5 mmPDC钻头+Φ228.6 mm钻铤（2根）+Φ404 mm扶正器+Φ203.2 mm无磁钻铤（1根）+Φ203.2 mm钻铤（4根）+631×410+Φ177.8 mm钻铤（3根）+Φ127 mm钻杆。

Φ311.2 mmPDC钻头+Φ244 mm直螺杆+Φ228.6 mm钻铤（2根）+Φ310 mm扶正器+Φ203.2 mm无磁钻铤（1根）+Φ203.2 mm钻铤（4根）+Φ177.8 mm钻铤（3根）+Φ127 mm钻杆。

Φ215.9 mmPDC钻头+Φ172 mm直螺杆+Φ178 mm无磁钻铤（1根）+Φ212 mm扶正器+Φ178 mm钻铤（1根）+Φ158 mm钻铤（6根）+Φ127加重钻杆。

3.1.3 主要技术要点及措施

（1）蓬莱镇组1段石英含量高，易造成PDC钻头损毁，可根据钻时，结合地层岩性，准确判断，及时采取措施。

（2）以大刚性塔式钟摆钻具和大尺寸螺杆钻具为依托，强化水力参数、解放钻压，实现防斜快打。以300～500 m为单位做好短起下拉井壁。

（3）加强井眼轨迹监测，满足防碰及定向需要，如有异常及时处理，为定向段做好准备。

3.2 定向段的轨迹控制技术

3.2.1 优化定向剖面设计

定向点100 m前加密测斜，以确定最优定向位置。剖面设计时尽可能降低30°～40°易托压段的增斜率要求，最大限度的利用复合增斜，解决上部地层非均质性影响导致的定向过程中托压、工具面难以稳定的问题，提高定向速度。

3.2.2 钻具组合及螺杆选择

因造斜点较深，下入PDC+（1.5°～ 1.75°）单弯单扶螺杆，上部下入3-6根钻铤，增加下步钻具重量，保证一定的刚性，提高造斜力，增加提高双驱比例。40°井斜后，可视井下情况减少钻铤数量。

3.3 水平段的钻井工艺技术

3.3.1 钻头选型与应用工艺

19 mm/五刀翼PDC，19 mm五刀翼PDC+（1.0°～1.25°）双扶螺杆钻具，水平段PDC钻头要求强保径，偏心设计、切削齿布齿考虑冲击性，均适合砂岩、泥岩地层。

3.3.2 钻具组合

Φ215.9 mmPDC+Φ172 mm单弯（1～1.25）度双扶螺杆+定向接头+Φ127 mm无磁承压钻杆+回压阀+Φ127 mm加重钻杆1-2柱+Φ127 mm钻杆30柱+127 mm加重钻杆30根+Φ127 mm钻杆

3.3.3 主要技术要点

水平段PDC钻头特别要加强保径处理及倒划眼布齿，以适应水平段长距离钻进及复杂情况的处理；水平段采用倒装钻具组合，设想用一趟钻钻完水平段，直到完钻时加重钻杆始终处在井斜60°以上的井段；为了更好地稳工具面，在无磁钻杆之上接1-3柱Φ127 mm加重钻杆，增加下部钻具的刚度，减小螺杆反扭角，定向时工具面将比较稳定。

4 认识与结论

（1）中江水平井钻头选型对解决因地层非均质影响而导致的高可钻性差别，提高机械钻速有着重要意义。（2）直井段防斜打直技术和定向段的轨迹控制技术的探索和应用，钻井参数的优化和钻具组合的优选是保证水平段安全钻井的基本条件。（3）因轨迹控制难度大，建议轨迹控制中应用MWD技术

参考文献

[1] 冯光通，易灿.川西水平井井身轨迹控制技术[J].油气地质与采收率，2011（6）.

[2] 蒋平屏.川西新场须四段气藏深井水平井钻井技术[J].钻采工艺，2011（2）.endprint