新春公司车排子区块浅层水平井钻井技术研究

初元伟

（胜利石油工程有限公司井下作业公司，山东 东营 257000）

一、车排子区块地质特征

车排子区块位于准噶尔盆地西北缘，区域构造上位于准噶尔盆地西部隆起车排子凸起之上，西邻扎伊尔山，东部、南部分别以红车断裂带、艾卡断裂带与昌吉凹陷、四棵树凹陷相通，具有他源供烃、多源多期、双向汇聚的成藏背景，是一个具有新近系、白垩系、侏罗系及石炭系多套含油层系、多种油气类型（稀油、稠油、天然气）和多种油藏类型（岩性、地层、构造）的复式油气聚集区，具有良好的增储潜力。排6、排601 和排612 区块分别位于奎克高速西侧和东侧，其开采目的均为开发新近系沙湾组一段1 砂组特稠油油藏。自上而下钻遇地层依次为新生界第四系西域组，新生界新近系独山子组、塔西河组、沙湾组。新近系地层成岩性差，松散，砂砾岩发育，易井斜，防蹩跳钻，防坍塌卡钻。白垩系段上部为绿灰色泥岩，下部为绿灰色泥质细砂岩、灰色细砂岩。

二、排6、排601 区块水平井钻井技术

（一）施工难点

该区块水平井开发的主要难题是位垂比大，定向段狗腿度难以控制，钻井液性能有时不能很好地保证，导致钻进期间卡钻，后期下套管作业困难等问题。

（二）技术措施

本区块一开采用三牙轮钻头+钻铤+加重钻杆+钻杆组合进行钻进。在钻进过程中，这类刚性小钟摆组合有效实现了稳定井身结构纠斜的效果。开始采用吊打方式，吊打完钻铤后，慢慢地加钻压至40～60kN、中转速1100r/min、中排量32L/s，每钻完一个单根上下划眼2～3 次，确保井眼打直，及时修整井壁，控制好井身质量，以利于套管下入。

一开完钻后，观察岩屑返出情况，由于西域组主要为浅棕色砂岩、粘土，未胶结、未成岩，因此钻井液充分循环后直接起钻进行下套管作业，缩短地层浸泡时间。二开，采用三牙轮钻头+螺杆钻具及LWD+钻杆+加重钻杆+钻杆钻具组合。先使用钻杆至钻穿水层后再使用加重钻杆，经与定向结合满足钻压需求，这样减少因为需要倒装钻具多起立柱，缩短起下时效，避免带螺杆钻具长井段起下钻增加阻卡风险。

直井段，为保证井眼打直，在钻井过程中，要求司钻控制好钻进参数，勤测斜，每打完一个单根，划眼2～3 次，保证井身垂直，为下一步增斜井段打下基础。根据独山子组砂岩泥岩交错特点，采用高转速、大排量清洗井底，保证携砂，以利后期起下钻。

增斜段，与定向技术人员协同配合，先后钻遇塔西河组泥岩段、沙湾组砂岩段（水层）、沙湾组泥岩段。此区块采用LWD 随钻测井技术，关注增井斜、扭方位情况，确保井斜不滞后，如果因地层原因无法满足造斜率（水层上部井锻造斜率低），可以适当降低柴油机转速至900～1000r/min（正常钻进转速1100～1200r/min），坚持划眼1～2 遍，并且提高划眼时的转速（1100～1200r/min），注意划眼时吨位显示，水层上部地层砾石层明显，且井段较长70～90m，胶结由南向北越来越致密，钻遇砾石层憋跳明显，见最慢钻时1m/21min，控制小钻压，防钻头损坏，相比其他区块泥浆要尽早处理，及时加入防塌降失水剂，保持泥浆黏度45s 左右，满足携砂需要，防止大段砾石层坍塌卡钻；穿过砾石层后进泥岩20m 左右，循环准备定向后的第一趟短起下，循环期间利用低粘推稠塞带出砾石岩屑，清理井眼，由造斜点开始间断加入润滑剂（白油和油基润滑剂）。该区块水层厚度一般为30～40m 左右，钻时不均，有夹层，实钻看可以满足造斜要求，钻遇水层柴油机转速1000～1100r/min，钻遇夹层坚持划眼，避免软硬地层胶结面出现台阶，影响起下钻，钻过水层20m 左右进行第二趟短起下，循环干净，及时组织短起下，在水层产生塑性形变之前尽快刮拉一遍井眼。该区块水层与油层之间泥岩段，水敏性强，易缩径，需划眼2 遍，定向钻进的井段划眼第一遍能够明显加上钻压60～80kN，第二遍划眼情况明显见好，该段泥岩造浆明显，用好离心机，及时加入氨基聚醇提高泥浆抑制性，利于泥质岩屑在振动筛返出剥离，进入砂岩段适当降低泥浆黏度56s 左右，钻过泥岩进油层中断进行第三趟短起下，由于本区块为浅层水平井，位垂比较大，每次短起下时，做好钻具倒装，将加重钻杆倒装至上端。

水平段，该区块水平段复合钻进稍微增斜，避免了水平段大幅活动钻具造成井斜下降的情况，油层段钻进如果摩阻明显，钻时快，返砂不及时，可以大幅活动钻具循环，促进返砂，保障井下安全，水平段钻进时常遇快钻时，钻遇快钻时，井底停泵，上提方钻杆接好单根后，探至井底开泵，防止水功率对砂岩层的作用，有效的控制井眼扩大率，完钻后，充分循环后起钻，进行完钻通井。

完钻通井，完钻后充分循环钻井液，起钻配通井钻具进行通井。组合为：Φ238 领眼钻头+回压凡尔+Φ127 加重钻杆+Φ238 螺旋扶正器+Φ127 加重钻杆+Φ127 钻杆串+Φ127 加重钻杆+Φ127 钻杆串（加重钻杆位于井斜45°位置），该区块水平井属于三围绕障水平井，增斜同时还要扭方位，通井钻具必须上紧扣，防止狗腿度较大井段，螺扶遇阻在井内转动，倒开扣，钻具落井，通井钻具下钻中途选择稳定的泥岩段开泵顶通，防止一次性下钻到底堵水眼，无法开泵，有效的保证井身轨迹畅通，为后期下套管作业提供必要保障。下钻到底循环2 周后，试短起，上提下放无显示，一次短起至水层以上；若有显示，一次短起至水平段以上，二次短起至水层以上。下钻到底后，开泵循环钻井液至岩屑返出量正常后，注入稠钻井液并加入适量的石墨粉封井，增加钻井液润滑性能，之后起钻下套管。

（三）下套管作业

下表层套管时，控制下放速度，避免套管错扣，及时灌钻井液。下油层套管时，由于该区块应用水平井免钻技术，在下入时，严格控制下放速度，每根下入速度不小于15s，并及时向套管内补充钻井液，一般情况下15～20 根灌满一次。如遇显示位置，要低速上下活动，严禁大幅度、高强度上下活动，以免免钻工具出现问题。

三、排612 区块水平井钻井技术

（一）施工难点

1.井深浅，地层变化大，造斜率不稳定，井眼轨迹控制难度高。本区块井深640～670m，造斜点75m，垂深254～259m，水平位移454～481m，造斜率29°/100m。井深浅，地层变化大，造斜率不确定[1]。上部地层极其松软，砂泥岩互层，钻头的水力冲击效果对螺杆钻具造斜率影响大。沙湾组底部的水层为疏松的砂岩含砾岩，造斜率低。白垩系上部泥岩和油顶处灰质砂岩造斜率高，给后期下套管作业造成难度。施工中，对各井段进行分段控制和整井段综合考虑，保证井身轨迹尽量平滑。

2.油层薄，地质导向测量盲区大，钻遇油层难度大。排612 区块油层厚度6～7m，上部油砂含灰质砂岩，下部油砂含泥岩较多，好油层只有1m 左右，定向半靶高只有0.5m。地质导向LWD 模块距离钻头约13m，测量盲区大。施工中，在该井段提前与甲方地质部门密切联系，及时掌握垂深变化情况，以便调整造斜率，确保准确入靶。采用LWD+导向钻具，利用LWD 的伽马和电阻率曲线，结合岩屑、气测和荧光定量分析录井资料，及时发现地层变化，及时调整井眼轨迹，最大限度在水平段好油层穿行[2]。

3.上部地层防塌，水平段携砂润滑和油层保护需要，泥浆处理难度大。排612 区块上部地层砂泥岩交错，胶结性差，可钻性好。沙湾组底部水层，含有砾岩，地层易掉块、缩径垮塌，砾岩不易携带，引起起下钻阻卡。该区块是浅层三维绕障水平井，二开钻井周期短，泥浆处理时间有限，水平段井斜大，钻井液要具有较好的防塌性、润滑性和携岩能力。同时水平段需要做好油层保护，否则将会影响后期开发效果，大大增加了泥浆处理的难度。施工中，坚持配浆开钻，水平段进行短起下，运用聚合物封堵润滑防塌钻井液体系，保证了正常施工和油层保护。

（二）技术措施：浅层水平井井身轨迹控制技术

本区块直井段，地层较软，钻时较快.加大排量，使环空返速最小为55m/min，确保携砂和井眼开放。造斜段钻进时，选用1.75°单弯螺杆作为造斜工具，钻进时采用滑动与复合相结合的钻井方式，既能保证井眼轨迹的平滑，又能保证造斜率。为保持造斜率的稳定，对各井段进行分段控制和整井段综合考虑，保证井身轨迹尽量平滑。在上部可钻性非常高的井段采用控时钻井技术，适当控制机械钻速，在保证垂深的前提下，造斜率稍大。为下部水层造斜率低，补其空间。水层适当降低排量，划眼一遍，得到最大的造斜率。自垩系上部泥岩和油顶处灰质砂岩造斜率高，过大的造斜率和狗腿度给下套管作业带来困难，适当控制造斜率，坚持大排量，坚持打完单根两遍划眼技术。水平段坚持滑动与转盘旋转复合钻进方式，搞好短起下，及时破坏岩屑床。

四、结论及认识

1.排6、排601 及排612 区块水平井施工需存在一定的难点，但依据以往的施工经验，制定好技术措施，加强责任心，不折不扣地执行好各项措施，可避免发生井下复杂情况。2.钻进至油顶前及时与甲方地质部门结合，预测油层垂深，结合电阻率伽马曲线提高中靶准确率。3.利用LWD 的电阻率伽马曲线。结合岩屑、气测和荧光定量分析录井资料。及时发现地层变化，保证油层钻遇率。4.利用聚合物封堵润滑防塌钻井液体系，结合定向和旋转复合钻井模式，短起下技术和双扶正器通井技术，保证正常施工和下套管作业的顺利完成。