大斜度井预防划出新井眼技术措施及应用实例

周仁斌

（中海油能源发展股份有限公司工程技术湛江分公司，广东 湛江 524057）

在钻井作业过程中，起下钻作业要达到对新钻的井眼进行修整、清洁井筒岩屑的目的，从而满足保持井壁光滑和减少井下复杂情况的要求，属于钻井作业过程中不可或缺的工序。在使用钻井顶驱的海洋钻井平台，起下钻时经常使用划眼的方式对大斜度井的岩屑床进行破坏和对井眼进行修整。在大斜度井中为有效预防在起下钻过程中划出新井眼，应该做好相应措施。

1 预防出现新井眼措施

1.1 设计阶段优化井眼轨迹

在钻井设计时，应优化井眼轨迹设计，优先采用简单的井型，减少三维井设计，在满足地质油藏工程前提下，应选择较低的造斜率，以达到整体轨迹平滑的目的。钻进过程中的关键井段位置，如扭方位井段，或者局部狗腿度较大位置，钻完一个立柱后需要划顺井眼，减少钻进过程中台阶的形成，划眼下钻时在台阶位置极易遇阻。[2]

1.2 钻头及钻具组合选择

对于易划眼出新井眼的井段，若地层可钻性好，钻头上优选牙轮钻头，牙轮钻头较PDC 钻头攻击性弱，常应用于浅部易划出新井眼井段。通井时钻具组合的刚性应与原钻进组合刚性相近，确保钻具整体刚性不发生大的变化。常用的定向钻具主要为螺杆钻具和旋转导向钻具，其中马达钻具组合由于特殊的弯度设计，下钻过程中若遇阻需要开泵，较大概率会划出新井眼；而旋转导向钻具由于没有弯角设计，相对不易划出新井眼。因此，对钻头及定向井工具的优选，可大大降低下钻遇阻时划出新井眼的概率。

1.3 地层信息收集

划眼下钻时易出现新井眼的井段主要是浅部较软地层、深层砂泥岩性交界面及狗腿度较大井段。通过对地质油藏资料的前期了解、邻井地层资料的分析，可以根据底层的情况选择合理的参数，有效避免在钻进过程中产生大肚子或者在岩性交界面产生台阶，同时钻进时做好随钻录井岩屑和地层信息记录。实际起下钻时一旦遇阻，第一时间根据掌握的地层信息判断下钻遇阻的原因，减少没必要的开泵划眼下钻，降低划出新井眼的风险。需要划眼时也要注意收集返出岩屑情况，辅助判断划眼是否正常。

1.4 钻进参数记录和比对

任何钻井工况条件下，做好参数记录和比对都是及时发现井下作业异常的最直接、最有效的监测手段。钻井参数如钻压、循环泵压、扭矩等反映的是井下工具的实时状态。下钻遇阻时若需要划眼下钻，划眼时该如何选择合适的划眼参数，井下反馈的参数是否正常，都需要和相应位置的实际记录参数进行横向比对。在参数比对上主要参考钻压、扭矩和机械钻速，正常划眼下钻的情况下，钻压和扭矩均较原钻进参数小，划眼下钻的速度较实钻的机械钻速快3 倍以上。定向井钻进过程中常配备随钻测斜仪，划眼易出新井眼井段应加强实时井斜监测，将实时井斜和原井眼测斜数据、划眼参数和实钻参数比对，及时发现井下是否存在异常。

1.5 钻进井眼处理

井眼轨迹是否平滑，井筒清洁度是否满足正常起下钻的要求可以大大降低起下钻遇阻的情况，也就极大降低了需要开泵划眼下钻的工况，因此做好钻进时的井眼处理，显得尤为重要。在浅部地层避免定点循环，每次倒划眼的位置尽量错开；随钻测斜尽量使用下限排量，如测斜不成功，需改变上次测斜位置重新测量；马达钻具连续调整井斜或者方位井段，坚持“勤调少滑”的原则；深度地层人靶前提前调整好轨迹，避免出现较大的狗腿度。根据井况和工程需要进行短起下钻，起钻中应避免在表层造斜段、砂泥岩交界面位置大排量循环从而形成大肚子或台阶。提前将狗腿度大和有台阶面的位置，通过多次上下划眼破坏，直至井眼轨迹通顺。

2 下钻遇阻关键操作

2.1 螺杆钻具遇阻关键操作

使用螺杆钻具的情况下，考虑到螺杆钻具特殊的弯角，遇阻时执行“一通、二开、三划眼”的要求，遇阻后将钻具提至遇阻点以上5m 左右，尝试转动改变马达高边位置后下放通过遇阻点，顺利通过后大排量划顺井眼[1]。若调整工具面下放无法通过，则使用小参数在遇阻点位置上下划顺井眼，划眼的排量建议为正常钻井排量1/3 左右，划眼下放速度需大于该位置钻进机械钻速2 倍。

2.2 旋转导向钻具遇阻关键操作

使用旋转导向钻具的情况下，因为旋转导向没有特殊弯角，下钻遇阻时，将钻具提至遇阻点以上（5m 左右），先尝试快速下放观察是否能通过遇阻点，若无法通过，则开泵划眼修正遇阻位置。先开泵确认旋转导向工具工具面处于自由状态，使用小参数划眼快速下放，划眼下放速度需大于该位置钻进机械钻速2 倍，并密切关注划眼时遇阻情况，并和钻进参数进行对比（遇阻量不能超过该位置钻进时的钻压），若遇阻点较多，通过遇井段后，大排量划眼将遇阻井段划顺，划眼时要坚持“慢提快放”的原则。

3 南海海域某井应用实例

南海海域某A 井为一口浅层大位移井，设计井深结构为一开16in 井段深度160m，二开12-1/4in 井段从300m 开始以3°左右造斜率连续续造斜至88°，设计中完深度1680m；三开8-1/2in 井段完钻深度2437m，井底井斜88°。该井实钻过程中钻进至1560m，定向井工具故障，起钻更换和原钻具组合相近的随钻工具，见图1-2。

图1 南海某A 井轨迹剖面图

图2 南海某A 井轨迹水平位置图

3.1 下钻遇阻情况描述

3.1.1 某A 井起钻更换完随钻工具后，正常下钻至1124m 遇阻15klbs，直接接顶驱开泵尝试划眼划眼下钻通过遇阻点， 划眼参数：3300L/min，1497psi，60rpm， 扭矩6000-8000lbs.ft，在1124m 划眼扭矩波动较大，通过两次上提下放后通过后，继续下放划眼至1132m，泵压平稳，上提整立柱，停泵停转，下放钻具至1132m 坐卡瓦位置遇阻10klbs，尝试两次均遇阻，再次开泵进行划眼修复2 遍后，停泵停转下放正常，见图3-4。

图3 下钻遇阻操作录井曲线

图4 随钻工具开泵测斜曲线

3.1.2 继续接立柱继续划眼下钻，划眼至1142m 扭矩波动明显，泵压平稳。

3.1.3 划眼至1166.21m（划眼参数：3300L/min，1289psi，60rpm），停转，下放钻具至1166.21m 遇阻15klb，尝试2 次不能通过，上提钻具至井深1150.72m，进行测斜验证。

从测斜的前后数据比对，可以明显看出，划眼下钻过程已经划出了新的井眼，井眼轨迹和原井眼已经出现了偏离，见表1。

表1 划眼下钻前后测斜数据对比

3.2 原因分析

3.2.1 该井实际井眼轨迹为全程狗腿4°/30 米的三维反扣井，井眼实钻轨迹极其复杂，且在遇阻井段连续增斜扭方位，定向井轨迹没控制好，实际最大狗腿度已高达4.26°/30m，见表2。

表2 某A 井原井眼测斜数据记录

3.2.2 从钻遇地层岩性分析，1124m 为珠海组一段顶深，处于岩性交界面，1124m 以上为泥岩段，1124m-1138m 为砂岩段，在地层岩性交界面，井径不规则，该段地层疏松，钻进及划眼时排量偏大，在油层顶部，有台阶及冲出大肚子，见图5。

图5 下钻遇阻段地层岩性图

3.2.3 这是一口浅层大斜度井，现场人员对通井遇阻点的地层和井眼轨迹认识不足，遇阻划眼参数偏大，划眼时未及时和原井眼的钻进参数进行比对。

4 结论及建议

4.1 钻进作业过程中，要严格控制轨迹平滑，结合地层岩性，合理调控钻井参数，地层疏松的地方，适当改变参数，防止冲出大肚子及不规则井径，狗腿大的地方要划眼通畅，控制测斜排量和长时间定点循环。

4.2 起下钻期间，相关人员做好参数比对和记录，遇阻根据地层岩屑及轨迹数据，合理调控参数进行处理，特别是对于易出现新井眼的井段，如表层连续大狗腿造斜/扭方位井段、松软地层、深层砂泥交接台阶处等，应做好标注并加强重视程度。

4.3 提高人员防划新井眼预防意识，在易划出新井眼井段或地层坚持“一通、二开、三划眼”的操作原则，防止在因工程操作导致划出新井眼。