影响Y区块定向井施工效率因素及措施探讨

李金力

摘 要：Y区块由于受到地面条件的限制，部署的平台定向井具有井斜角大、位移长的特点，因此在定向井施工中施工效率相比于常规定向井低。为了提高Y区块定向井施工效率，对影响Y区块定向井施工效率的因素进行了分析，并在此基础上从多个方面制定了提高Y区块定向井施工效率的技术对策，对提高Y区块定向井施工效率具有非常重要的作用。

关键词：施工效率；影响因素；技术对策

Y区块位于SL盆地中央坳陷区Y断裂带北部，长约20km，宽15km，面积1800km2。Y区块地表主要为草原、湖泊和耕地，出于安全环保方面的总体规划，钻井施工会受到一定的限制，因此设计的定向井具有井斜角大、位移长的特点，总体上施工效率也比较低，因此为了提高该区块定向井的施工效率，进行了该区块定向井钻井提速、提效配套技术研究。

1 影响施工效率因素分析

1.1 钻头选型不合理

钻头是提高钻井施工效率，破碎岩石的主要工具，钻头与地层适应性好坏与机械钻速、单只钻头进尺都息息相关。通过对Y区块以往井施工资料进行查询，结合该区块的岩性和岩石可钻性，系统分析后发现该区块属于软-中硬地层，而且该区块的上部300米左右还存在大段的流沙层，因此施工中想一个钻头完钻几乎不太可能，往往要更换一次钻头或者几次才能完成钻井施工，因此造成该区块施工的定向井行程钻速低，增加了该区块施工的定向井的周期。

1.2 轨迹控制困难

通过对某区块以往施工的定向井施工井史资料进行调研分析发现，该区块施工的定向井井眼轨迹剖面主要为三段制的直-增-稳形式，这种剖面虽然设计简单，有利于现场定向操作，但随着稳斜井段不断地增长，施工摩阻的也不断增大，使用MWD随钻仪器+螺杆钻具进行定向施工中工具面难以控制，而且调整也比较困难，导致不能有效控制井眼轨迹，为准确中靶埋下了隐患。

1.3 容易形成岩屑床

各项研究资料都表明，随着井斜角不断地增大，钻具会在井眼中形成偏心环空，使钻头破碎的岩屑上返越来越困难，在下井壁会形成岩屑堆积而形成岩屑床，随着岩屑床厚度的不断增加，会使起下钻具发生阻卡的情况，发生井下复杂。

2 提高Y区块定向井施工效率对策

2.1 钻头优选技术

通过影响施工效率的难点分析我们可以发现，钻头是影响该区块定向井施工效率的一大因素，因此要针对该区块的地质岩性特征进行钻头优选和个性化设计，通过调研国内外各个钻头厂家生产的PDC钻头的特点，由针对性的对适合该区块岩性特征的钻头在冠部结构、布齿密度和钻头的保径方面进行个性化设计，生产出了适合该区块岩性特点的R4624型号的PDC钻头。该钻头采用中长抛物线结构，单排布齿，适合软至中硬地层岩性，优化了喷嘴与流道结构，对井底的清洗效果更好，减少了钻头对岩屑的重复破碎，提高了机械钻速，同时在保径方面采用中长保径，提高了对钻头的扶正作用，更適合定向井施工中井斜角与方位角的稳定性，有利于井眼轨迹控制。

2.2 轨迹设计优化技术

通过调查发现三段制井眼轨迹既然不适合该区块定向井施工，造成二次定向施工的现象比较普遍，因此需要对该区块施工的定向井井眼轨迹进行重新优化设计。从力学方面的分析我们可以知道，随着定向井井斜角的产生，钻具与井壁之间的张力在不断地增加，这也就是增加了钻具与井壁之间的摩擦阻力，所以要尽力地减少造斜井段的长度，而且该区块的上部还存在大段地流沙层，所以造斜点的选取可以适当地深一点，三段制定向井既然不适合该区块施工，根据该区块的地层倾角特点设计了四段制定向井轨迹剖面，即直-增-稳-降形式，这种剖面的好处是减少了稳斜井段的长度，利用了地层的造斜规律，提高了一次定向准确中靶的成功率。

2.3 轨迹控制技术

在井眼轨迹控制过程中，为了增加一次定向成功率，减少因起下钻倒换钻具组合而影响行程钻速，增加钻井周期，所以在该区块施工中首选应用螺杆钻具+MWD无线随钻仪器进行跟踪控制，在增斜过程中，严格按照设计的井眼曲率剖面进行施工，避免井眼轨迹大起大落，减小施工的狗腿度，保证井眼光滑。稳斜井段采用勤调整、少调整的施工原则，勤进行测量，并输入到定向井井眼轨迹设计与施工软件中进行计算，发现井斜与方位有偏离设计的时候及时进行调整，保证井眼光滑。当井底位移达到设计位移后把井斜降到1度左右，起钻更好常规钻具组合进行施工，以此提高机械钻速，缩短钻井周期。

2.4 钻井液优化

钻井液性能的好坏直接影响着钻井施工的摩阻和扭矩、井壁稳定情况。根据该井井壁易坍塌、摩阻扭矩大的实际，采用胺基与聚合醇双重抑制作用来提高钻井液的抑制性，降低钻井液的高温高压失水，保证井壁稳定，同时在造斜段和水平段施工中加入足量的润滑剂，保证其含量不低于5%，提高钻井液的润滑性，降低施工的摩阻和扭矩，实现安全钻井。

3 结束语

影响定向井施工效率的因素不是一个方面的，要从多个方面来综合考虑影响定向井施工效率的因素，并针对影响因素从钻头优选、井眼轨道剖面优化设计、井眼轨迹精确控制、钻井液性能优化等方面来对提高施工效率进行分析，这样才能有效地提高Y区块的定向井钻井施工效率。

参考文献：

[1]于文波.提高中深定向井钻井速度的技术研究[J].内蒙古石油化工，2012（13）.

[2]王昕奇.定向井钻井速度影响因素及提高策略[J].化工管理，2016（18）：26-30.