A油田大位移钻井技术研究

孙洪亮

（大庆钻探工程公司钻井一公司 黑龙江大庆 163411）

1 引言

大位移钻井属于一种新型钻井技术，其原理是基于定向井技术的原理，其主要模式是将钻井井眼向外拓展延伸。大位移井的定义是其水平位移与垂直深度的比值大于2。大位移井的应用场合主要是边际油田，借助已有的陆上基础或钻井平台进行开发，令开采价值较低的小油田可以得到有效开发利用，以提升经济价值。

2 大位移井关键技术研究

2.1 降低摩阻和扭矩技术

大位移钻井技术最为重要的核心问题就是管柱摩阻扭矩问题，该数值决定了井水平位移最长延伸的长度，优化钻井液性能，提升其润滑性，能够有效控制井下摩阻。下列方法都可以在实际中采用以达到降低摩阻扭矩的作用。

（1）合理选择钻井液体系

油基钻井液、合成基钻井液与水基钻井液均适用于大位移井的作业，在实践操作过程中必须结合当地工况，使用不同类型的钻井液，以达到控制摩阻和扭矩的作用。对于本文中提到的超长大位移井，需要采用具有良好润滑性能的合成基钻井液以及油基钻井液。

（2）合理调整钻井液性能

钻井液的流动摩擦速度，主要涉及到流动速度和液体本身性质（包括黏度和固相含量）在钻井液中加入一定量的润滑材料，其管壁会吸附润滑材料改变管壁光滑度，流动摩擦阻力降低。另外可以对钻井液的性能进行调整，控制流动摩擦阻力。

2.2 井眼轨迹控制技术

设计大位移井轨道时需要针对顶驱设备与钻机的能力，还应当将现场施工的难易度与设计轨道摩阻扭矩大小考虑进去，另外也需要针对钻柱的强度与套管磨损进行设计。滑动钻进和旋转钻进是井眼钻进的两种技术，旋转钻进需要为钻头施加压力，上部钻柱需要提供更强的轴向压力。滑动钻进是和下钻工况顶部不启动的状况类似的钻进方式，垂直井段在大位移井中所占长度较小。

2.3 井眼净化清洗技术

大位移井中的井眼净化清洗技术属于大位移钻井当中的一种重要技术。井眼清洗不够彻底会导致大位移钻井工况出现问题，因为其井深大的特点和水平位移大的特点，造成其对井眼清洗完善程度的高要求。在大位移钻井的钻井环节中，井眼清洗工作不够彻底会造成复杂的井下事故发生。

3 A油田大位移井施工难点及解决措施研究

A油田位于盆地凹陷的中部，地面多沼泽和胡泊，应用直井很难进行开发，因此部署了大位移井，在施工大位移井时存在许多难点。

3.1 造斜困难问题

该油田油层埋藏较浅，垂深在1800-2000m左右，导致轨迹设计施工时，造斜点较浅，在250-400m，造斜段在1300之前基本完成，地层胶结松散，造斜极为困难，导致实际轨迹往往不能紧跟设计轨迹。稳斜段稳不住轨迹，井斜掉斜严重；

为解决造斜困难的问题，可采用以下方法进行解决：

（1）首先要在设计上控制，不能设计过高的造斜率。目前在国际上施工大斜度、大位移井时，一般来说其造斜率不超过3 deg/30m。过高的造斜率要求，会造成实际施工中，全角变化率的更进一步的加大，从而增加了岩屑返出的难度，并在全角变化率大的井段易造成键槽卡钻和下套管困难。

（2）选择合理的定进参数与钻具组合。采用在单弯螺杆与钻头间加入一加长接头，增加了弯点下部长度，这样的组合刚好能满足造斜要求。

3.2 岩屑返出困难问题

大位移定向井由于斜井段比较长，水平位于比较大，因此靠近下井壁的地方钻井液环空返速非常低，导致岩屑返出不及时的情况时有发生，形成岩屑床

为解决岩屑返出困难的问题，结合已施工完的几口井的施工经验，解决方法如下：

（1）二开泥浆体系方面应坚持使用无机盐凝胶泥浆。在使用无机盐凝胶泥浆时，较适合的泥浆参数如下表1所示。

表1 无机盐凝胶泥浆基本参数表

（2）泥浆的固控设备在二开钻进中是必须保证的一个方面，特别是在垂深超过1050m以后，岩性主要是以细砂岩为主，振动筛筛出的沙子特别少，而除砂器和离心机的沙子特别多。

3.3 泥包问题

在该区块施工中，四方台底部开始见泥岩，在钻进、尤其是起下钻过程中容易出现钻头泥包情况。

为了防止泥包，采取以下措施：下钻到底不要急于钻进，在循环冲洗半个小时以上再开始钻进；前面两米不要直接大钻压钻进，先用小钻压1-2t平稳钻进两米之后再恢复正常钻压钻进；短起下之前，选择钻进到砂岩段，再进行短起下。

4 结论

本文结合实际工作情况，研究了大位移井摩阻扭矩，并研究了悬浮临界流速，并针对大位移井实际施工，形成以下几条结论：

（1）在大位移井的时候中主要存在摩阻与扭矩比较大、井眼轨迹控制困难，井眼清洗困难等施工难点。

（2）在大位移井的实际施工当中，首先要做好钻井液性能的维护，保证钻井液具有非常好的润滑性能，携带与悬浮岩屑的性能，这样才能有效地降低大位移井施工的摩阻与扭矩，保证井眼清洗的效果，降低施工复杂发生的机会。