滩海地区大位移定向井优快钻井技术

来延宁 王西峰 吕兴辉

摘要：胜利油田滩海地区大位移定向井钻井技术逐渐成熟完善，已形成了较完整的海油陆采钻井技术。本文对浅层大位移定向井现场施工的技术难点、大位移井眼轨道、井身结构、大位移优快钻井技术、PDC钻头应用进行研究，提高钻井速度，缩短钻井周期。

关键词：大位移;轨迹控制;井眼净化;井身结构

一、现场施工的技术难点

1.对钻井液性能要求高，钻井液应具有良好的抑制性、润滑性、流变性、防塌性。

2.造斜点浅，易形成软键槽。

3.井斜大，斜井段长，水平位移大，井眼轨迹控制难度大，最大摩阻600-700KN，扭矩大35KN.M，钻井作业风险大。

4.稳斜井段长，井斜角大于45度，清洗效果差，极易形成岩屑床，井内情况复杂。

二、浅层定向大位移井井身结构

三、大位移定向井优快钻井技术

1.大井眼定向钻进技术

大井眼定向时造斜点都在上部，地层特别松软，所以不易造斜。同时井眼大，为了保证安全，要求的排量大。大井眼定向技术关键是按照井眼剖面及时定出向去并控制好初始造斜率，保证井眼的圆滑，为以后施工控制摩阻和扭矩奠定基础。

1）311.15mm井眼：定向点一般在500米-1000米之间，地层相对稳定，所以可采用单弯直接定向，并结合复合钻进控制。为满足井下安全，要求的排量达到45-50l/s。钻具结构采用：

2）311.15mm钻头+197mm单弯动力钻具+203mm无磁鉆铤+177.8mm鉆铤1根+241mm扶正器+127mm加重钻杆根据设计轨道和井眼轨迹控制的需要，单弯以上配以不同直径的扶正器。需要说明的是：不带螺旋扶正器的钻具组合，在复合钻进时增斜;上部带有螺旋扶正器的钻具组合在复合钻进时微增斜或稳斜。

2、稳斜段井眼轨迹控制及钻进技术：

稳斜段井眼轨迹控制主要是以不同的钻具结构和钻进方式及相关参数的调整，达到井眼轨迹参数的微调值的控制。

1）单弯动力钻具钻进

应用动力钻具钻进，随时可以进行轨迹微调，顶驱扭矩相对较小，且有较高机械钻速。

2）用MWD跟踪监测，并预测井眼轨迹的变化趋势，以选用不同的钻进的方式，随时对井眼轨迹进行微调，这样既可保证了井眼轨迹控制的精度，又保证了井眼的圆滑。

3、大位移定向井钻进过程中的摩阻和扭矩值控制

1）摩阻和扭矩值控制

摩阻和扭矩值控制是定向井钻井技术中的一项关键技术，在实钻井眼轨迹与设计井身轨道剖面符合率高的井眼中，摩阻和扭矩值随位移延伸而成等比递增。正常压力梯度经验估测递增值为：10KN/100m;非正常压力经验估测梯度递增值为：12KN/100m。

2）保证泥浆具有良好的润滑性

根据井眼轨迹，针对不同的井斜，在混润滑剂的基础上适时适量地复配石墨、阳离子乳化沥青，很好地解决了因水平位移大、井斜角大，托压问题突出、防卡难度大的问题。粘卡严重的大位移井混入塑料小球，将会显著降低摩阻，防止粘卡。

3）保证井眼的清洁度

可通过改善钻井液的流变性、增大钻井液排量，以较高的钻井液悬浮力，降低钻屑沉降速度;也可以通过使用采用定时间、定井段短程起下钻、分段循环等多种方法，清除岩屑;在满足井眼轨迹控制所需造斜率的要求下，尽量采用转动钻进工作方式，既有效地提高了井眼轨迹的圆滑度，也破坏了岩屑床，提高了井眼的清洁;保证四级净化，固控设备的正常使用，保证了井眼清洁;及时补充润滑剂，并优化钻具结构，减小摩阻扭矩。

4、井眼稳定技术

1）在上部地层钻井液处理和维护过程中，把聚合物含量由0.2%提高到0.5%，从而增强钻井液的抑制上部地层泥岩吸水膨胀的能力。

2）采用聚合物钻井液体系，该钻井液流型好、性能稳定，控制井径扩大率;利用乳化沥青，封堵微裂缝的特点，达到防塌和润滑的效果。

5、PDC钻头在大位移定向井应用技术

以往大位移定向井机械钻速低的主要原因之一是只能用牙轮钻头钻进，没能解决PDC钻头在使用中的问题，现在PDC钻头在大位移定向井中的使用成功。

1）用PDC钻头+动力钻具复合钻进，通过改善泥浆的润滑性、简化钻具结构、提高井眼的清洁度及增加短起下钻次数加以解决PDC钻头扭矩大的问题。

2）轨迹控制：根据区域地质特点和地层对形成井眼轨迹漂移规律影响来确定钻具组合，应用PDC钻头时，随着井眼轨迹变化调整钻井参数。总之，在大位移定向井高效能PDC、可变径扶正器的应用，大幅度提高了钻井速度。

参考文献：

[1] 浅层定向大位移定向井技术难点主要是摩阻与扭矩的控制、轨迹控制、井眼净化等问题。

[2] 现场施工中，定向段防键槽卡钻是重要问题，在钻具和钻具结构的选用具有防键槽卡钻的特征。

[3] PDC钻头在大位移定向井中的应用，配合復合钻进技术，提速效果显著。

[4] 聚合物封堵润滑防塌钻井液能较好的满足大位移井的施工

（作者单位：中石化胜利石油工程公司）