井20水平井钻井施工技术

吴宝民

（大庆钻探工程公司钻井二公司，黑龙江大庆163413）

井20所在的圈闭位于某次凹中部断阶带扇体，属于生油洼槽中心，油源条件好。从邻井揭示的地层情况来看，某组暗色泥岩厚度在50～150m之间，有机碳为0.37%～3.57%，一般为0.86%～2.74%，氯仿沥青“A”为0.02%～0.42%，一般为0.05%～0.18%，S1+S2为0.54～14.69mg/g，一般为2.83～9.63mg/g，暗色泥岩有机质含量较高，达到中等—好生油岩标准。从区域性岩芯分析资料看，某段孔隙度变化范围在7%～15.5%，平均孔隙度为10.2%。从孔隙度频率累积直方图上可以知道分布范围主要为10%～15%；渗透率范围值在0.1～37.9mD，渗透率平均为2.7mD。属于低孔特低渗透储层。应用常规直井技术开发单井产量低，很难使油层得到有效动用，因此部署了井20这口水平井，该井完钻斜深3811.00m，垂深26.6.45m，水平位移1472.35m，水平段长1150.00m。

1 设计概况

1.1 井身结构设计

井身结构设计是一口井施工成败的关键，在井20的井身结构设计当中，根据地层实际测得的压力情况，结合邻井的钻探情况，在综合考虑水平井施工的特点基础上，决定采用三层的套管井身结构。表层套管应用∅444.5mm钻头进行施工，钻至深度为131.00m，然后下入∅339.7mm表层套管，封固上部流砂层，防止地表水被污染，同时为安装井控装置提高条件；技术套管应用∅311.2mm钻头进行钻进，深度为2477.00m，然后下入∅244.5mm技术套管封固，在技术套管施工中完成部分造斜施工，为三开创造有利条件；三开应用∅215.9mm钻头进行余下部分的造斜和水平段施工，然后下入∅139.7mm生产套管，为油井的后期压裂增产奠定基础。井身结构具体设计数据如表1所示。

表1 井20井身结构设计数据表

1.2 井眼轨迹设计

井眼轨迹设计采用成熟的、有利于现场施工的直—增—稳—增—微增—水平的井眼轨迹设计模式，设计造斜点深度为2150.00m，最大造斜率为6.20°/30m，轨迹设计的详细数据如表2所示。

2 施工技术

2.1井眼轨迹控制

2.1.1 直井段轨迹控制

表2 轨迹设计详细数据表

由于该井直井段有2150.00m的施工长度，因此保证直井段打直，防止井斜和位移超标是施工的关键。在施工中采用防斜效果好的钟摆钻具，组合为：∅311.2mm钻头+∅203.2mm钻铤×18m+∅308.0mm稳定器+∅196.9mm无磁钻铤×9m+∅177.8mm配合接头+∅308.0mm稳定器+∅177.8mm钻铤×54m+∅158.8mm螺旋钻铤×54m+∅127.0mm钻杆。施工中严格控制好钻压和转速，并根据钻井工程设计的要求应用电子单点测斜仪每钻进100～150m进行定点测斜，并保证测斜结果的准确性，如果井斜有增大的趋势及时采取措施降斜，并加密测斜，到造斜点处2150.00m井斜角只有1.5°，实现了防斜打直的目的。

2.1.2 造斜段轨迹控制

造斜段是该水平井施工的关键井段，根据直井段多点测得的数据对造斜点处的水平位移和闭合方位进行计算，然后重新进行待钻轨迹的优化设计。施工中应用1.5°螺杆钻具，钻具组合为：∅215.9mm钻头+∅172mm弯螺杆+∅165.1mmLWD+∅158.8mm无磁钻铤×9m+∅158.8mm螺旋钻铤×27m+∅127.0mm18°斜坡钻杆+∅127.0mm加重钻杆×334.8m+∅127.0mm钻杆。施工中根据钻具组合的实际造斜率，合理设计定向与复合钻进的比例，既保证能够满足钻井工程设计造斜率的要求，有保证使井眼轨迹光滑，降低施工摩阻，同时保证准确中靶。

2.1.3 水平段轨迹控制

水平段采用目前比较先进的旋转导向钻井技术，钻具组合为：∅215.9mm钻头+∅165.1mm旋转导向+∅165.1mm LWD+∅127.0mm无磁加重钻杆×9.3m+∅127.0mm18°斜坡钻杆+∅127.0mm加重钻杆×334.8m+∅127.0mm钻杆。施工中根据所测得的伽马和电阻率情况，及时调整井眼轨迹，保证井眼轨迹在油层中穿行，实现砂岩钻遇率的最大化。

2.2 钻井液技术

造斜段和水平段除了要保持处理剂合理加量外，在造斜初期一次性加入2%的润滑性，至井斜角80°的时候润滑剂含量不能低于4%，保证钻井液具有良好的润滑性能。水平段施工中逐渐调整各种处理剂的加量，钻井液中聚胺含量不低于0.7%，降滤失剂PACLV不低于2.5%，包被剂FA367不低于0.5%，润滑剂含量不低于5%，确保其钻井液整体性能优良，具有良好的流变性和润滑性，同时适当提高钻井液的粘度和屈服值，保证钻井液具有良好地携带和悬浮岩屑的能力。该井段施工的钻井液性能指标为：密度：1.10～1.15g/cm3，漏斗粘度55～75s，塑性粘度：13～18mPa·s，动切力：5～9Pa，API失水：1.8～2.5mL，初切：3～5Pa，终切：12～17Pa，润滑系数：0.05，施工中根据井下摩阻和实际测量的扭矩情况以及振动筛返砂情况，及时进行短起下钻，破坏岩屑床，保证井下的安全。

2.3 井眼清洁技术

水平井施工很容易形成岩屑床，造成起下钻阻卡等井下复杂，因此必须保证井眼清洁，主要措施为：（1）保证钻井排量34L/s以上，钻井液的动塑比保持在0.5以上，提高携带岩屑能力；（2）调整钻井液流变性能，使用160目振动筛，配以除砂器、除泥器和离心机及时清除钻井液中的岩屑；（3）每钻进一个单根正、倒划眼2遍，根据井上的施工摩阻和扭矩情况，实时进行短起下钻破坏岩屑床，保证井下安全。

3 结论

（1）良好的井身结构与井眼轨迹的设计是保证井20这口水平井施工成功的关键。

（2）施工中控制好直井段轨迹、造斜段轨迹和水平段轨迹，才能保证施工的高效性和砂岩钻遇率的最大化。

（3）在施工中优化钻井液性能，采用合理的井眼清洁技术措施，避免了井下复杂的发生。

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