大斜度定向井钻井施工实践与认识

夏芳军

摘要：大斜度定向井施工存在很多难点，文章以P47-X5井为例，对钻井施工难点进行了分析，并根据施工难点制定了施工措施，保证了该井施工的安全。

关键词：大斜度井；施工难点，施工对策

P47区块发育25条大断层，断层均为正断层，以南北向、北北西向为主，少数为北东向，断距为5米～40米，延伸长度1.8千米～14.2千米，平面分布呈不均匀的“Y”字型。由于区块内断层发育，不仅使构造复杂化，而且对油水分布产生较大的影响。区内遍布水泡子和沼泽地，水域面积较大，约占该区块面积的50%，水深最大可达6米，一般2米左右。因此为了弄清楚该区域的油水分布情况，落实储量分布，部署了大斜度双靶点评价定向井P47-X5井。

1 工程设计概况

1.1 井身结构设计

P47-X5井设计水平位移是1357.30米，垂深是1215.20米，因此在砸入Φ339.7毫米导管30米，在建立井口循环，稳固井口，为一开定向施工和安全钻井提供条件的基础上，采用二层套管的井身结构形式。表层钻进采用Φ311.2毫米钻头开钻，至井深751.00米完钻，下入Φ244.5毫米套管封固造斜段，为三开降低施工摩阻与扭矩提供必要的条件。油层钻井采用Φ215.9毫米钻头开钻，至井深2054.00米完钻，下入Φ139.7毫米套管封固目的层。井身结构如图1所示。

1.2 井眼轨迹设计

依据P47-X5井地质设计的水平位移和垂深，决定采用直—增—稳—降—稳的五段制井眼轨迹剖面形式，设计最大造斜率6度/30米，井眼轨迹剖面设计数据如表1所示。

2 施工难点分析

（1）大井眼造斜，井眼尺寸大，造斜率为6度/30米，造斜率难以掌握，而且造斜的层位都是在地层不稳定、成岩性比较差的层位，以发生井壁坍塌与井漏，给钻井施工增加了难度。

（2）该井的最大井斜角达到69.07度，稳斜井段长达1208.15米，位移与垂深的比值达到1.12，在大井斜井段很容易形成岩屑床，同时必然引起施工的摩阻和扭矩增大，影响后期施工。

（3）这口井是一口重要的评价定向井，因此在进行钻井液处理过程中，不能应用带有荧光物质的润滑剂，这不仅给钻井液处理带来了困难，也给井下施工安全提出了挑战。

（4）在表层内进行造斜，进行二开施工的时候钻具必然与套管之间产生摩擦，很容易磨穿套管，因此套管防磨问题非常突出。

3 施工技术

3.1 井眼轨迹控制技术

3.1.1增斜段轨迹控制技术

根据直井段的井斜与方位的偏差，对井眼轨迹进行重新设计，选用1.25度单弯螺杆提前50米进行造斜施工，降低施工难度。钻具组合为Φ311.2mm牙轮钻头×0.32米+Φ216mm螺杆×8.25米+Φ172mmMWD×10.17米+Φ178mm螺旋钻铤×55.33米+Φ127mm加重钻杆×198.23米+Φ127mm钻杆。初始造斜摸清该钻具组合的实际造斜率，然后详细记录每个单根的施工情况，根据最近两测点的井斜方位变化率，来准确预测井底的井斜方位。至井深765m，井斜68.7°，方位86.05°，一开完钻。

3.1.2稳斜段轨迹控制技术

稳斜段应用0.75度弯螺杆进行施工，钻具组合为Φ215.9mmPDC钻头×0.45米+Φ172mm0.75度螺桿×8.92米+Φ172mm MWD×10.17米+Φ178mm螺旋钻铤×55.33米+Φ127mm加重钻杆×198.23米+Φ127mm钻杆。这套钻具组合在嫩江组二段每钻进100米降斜2度，进入嫩江组一段后，该钻具组合基本呈现稳斜趋势，通过微调钻进参数，可以达到稳斜目的。

3.1.3降斜段轨迹控制技术

降斜段应用1°单弯单扶螺杆，钻具组合是Φ215.9mmPDC钻头×0.45米+Φ172mm1度螺杆×8.92米+Φ172mm MWD×10.17米+Φ178mm螺旋钻铤×55.33米+Φ127mm加重钻杆×198.23米+Φ127mm钻杆。该钻具组合主要进行降斜施工，井斜由71°降至34°，平均降斜率在1.5-2°/30m左右，能够很好的满足钻井施工需要，直至完钻井深2092米，两个靶点均实现中靶，满足地质要求。

3.2 事故复杂预防技术

3.2.1井眼净化技术

（1）高性能钻井液与大排量配合，保证携岩。钻井施工过程中保证钻井液具有良好的流变性，提高钻井液的动塑比，增强钻井液的携带岩屑和悬浮岩屑的能力。Φ215.9mm井眼钻井排量一直保持在34l/s以上，使环空返速在1.5m/s左右，实现紊流携岩。

（2）四级固控设备清除岩屑。应用振动筛、除砂器、除泥器和离心机及时清楚钻井液中的有害固相颗粒，保证井眼清洁。

（3）勤划眼与定期起下钻破坏岩屑床。钻进完一个单根后划眼2-3遍，坚持每钻进110-150m短起下200-250m破坏已经形成的岩屑床，下钻到底大排量循环钻井液，直至震动筛无岩屑返出方可钻进。

3.2.2保持井壁稳定技术

控制失水量小于4mL，使井壁形成薄而坚韧的泥饼，严格控制起下钻速度，起钻要求每柱不低于3min，以免起钻过快引起抽吸，造成井壁失稳。下钻要求每小时不超过10柱，防止由于压力激动造成井漏，下钻到底开泵先小排量顶通，待泥浆正常返出后逐渐提高正常排量。

4 结论

（1）良好地工程设计是保证P47-X5井施工成功的基础。

（2）在不同的井段应用不同的钻具组合对井眼轨迹进行精确控制，保证了双靶点准确中靶，实现了地质目标。

（3）选用合理的井眼净化技术和井壁稳定技术措施，实现了P47-X5井安全施工。

参考文献

[1] 孟祥波，陈春雷，孙长青.徐深21-平1井轨迹控制技术[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2014，41（1）：30-32.

（作者单位：大庆钻探工程公司钻井一公司）