辛14-8HF井非常规水平井钻井技术

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【摘要】辛14-8hf是一口设计造斜点1100m，完钻井深4249m，井底位移2436m、水平段长1186m、技术套管下深3100m，导眼设计井深3767m、井底位移1944m的非常规水平井。针对该井存在的水平井钻井共性难题，同时又存在非常规水平井的新问题，全角变化率控制严格，井眼清洁困难，水平段扭矩大，对钻井液性能要求高等施工中存在的技术难题。结合现场实际情况，制定了井眼轨迹保障措施，井眼清洁净化措施，优选了铝胺聚合物钻井液体系，施工中钻井液性能稳定，流变性好，防塌性能也满足了工程需要。辛14-8HF井取得了不错的经济指标和技术指标，为本区块的施工提供了一定的借鉴。

【关键词】非常规水平井 钻井 轨迹控制 钻井液

1 引言

辛14块沙三中油层单一，发育稳定，构造简单且内部无断层。该块位于东城市中心，地面关系复杂，钻井选址难度大，利用直井开发投资高，单控储量低，经济效益差。而利用非常规水平井开发能有效改善经济效益，因此在沙三中砂体辛14斜91井和辛14斜94两口井间部署长井段水平井辛14-8HF。

2 施工难点

（1）井眼轨迹控制困难。造斜点浅，随着井深和位移的增加，造斜段、水平段磨阻扭矩逐渐增加，滑动钻进脱压现象严重，直接影响井斜方位控制。水平段靶框要求严格。

（2）井眼不易净化。由于本井设计井身轨迹复杂，且在油层钻进过程中轨道调整频繁，造成水平段井眼难以净化。

（3）对钻井液的性能要求高。本井水平段长，因此钻井液在保证井下有效携岩、的基本前提下，还需要具有较好的防塌性能和井壁稳定性，以保证井眼的规则与平滑。

3 轨迹控制技术

3.1 一开直井段技术措施（0-409m）

一开直井段打直，表层井眼Φ444.5mm。通过优化钻具组合和钻进参数，有效的控制井斜小于0.6°，为后期定向工作的开展做好了准备。

3.2 二开直井段技术措施（409m-1070m）

二开直井段坚持防斜打直，为了保证直井段打直和井眼畅通特制定以下技术措施：

（1）采用塔式钻具的钻具组合，采用机械钻速高的HAT127钻头，稳压钻进，坚持吊打，保证打直，测斜最大井斜0.86°，井底井斜0.8°，位移3.77m，满足设计和下部施工要求 。

（2）直井段上部双路循环，大排量，将上部井眼适当打大，井深900左右改小循环，钻井液粘切适当，确保起下钻畅通，为下动力钻具做好准备。

3.3 二开定向段技术措施（1070m-3098m）

二开从1070m开始造斜，使用1.5单弯螺杆，MWD随钻测量，滑动定向和复合钻进交替施工，完全满足造斜率要求。

（1）二开定向段定向应用HAT127钻头，造斜点浅，钻时快，适当控制排量，确保造斜率达到设计要求。

（2）二开井斜和方位达到设计要求后，稳斜井段使用五刀翼PDC钻头。该PDC钻头钻进井段为1679m-2794m，钻进时间为175.83小时，既节约了钻头成本，又取得了较高的机械钻速。

（3）二开后期增斜段，由于使用PDC钻头难以达到增斜效果，改用三牙轮钻头。钻具结构的修壁器，既达到了稳斜的效果，又修整了井壁，为下步下套管做好了准备。

在二开后期，由于井斜较大，水平位移较长，定向时出现了脱压现象，因此采用了倒装钻具，把7柱加重放到造斜点位置，这样很好的解决了定向时脱压的问题。

二开中完井深3098 m，最大井斜82.5°，位移1295.8m。

3.4 主井眼三开技术措施（3112m-4069m）

水平段钻进时主要难点为扭矩大，主要采用了以下措施来减小扭矩，保证井下安全：

（1）三开钻井液从防塌、入手，优先采用铝胺聚合物钻井液体系，钻井液良好的流变性及携岩能力，有效保证了该井井眼的规则、平滑。设计要求不能添加原油，由于扭矩太大，因此和甲方沟通协调后，添加原油，大大增加了钻井液的性。

（2）三开钻进时，扭矩较大，钻时较慢，不接立柱打钻，接单根打钻。这样既减小了扭矩，又容易处理复杂情况。

（3）选用了FM-197型钻柱式防磨减扭接头，直井段每100m一只，造斜段每30m一只，稳斜段每60m一只，钻进扭矩降低了18%；施工中没有因使用该防磨接头出现井下复杂现象，防磨减扭效果非常明显。

水平井完钻井深4069m，井底井斜93.51°，方位208.10°，垂深2582.17m，位移2254.39m。

4 井眼净化技术

本井主要采取了以下措施来提高井眼净化程度：

（1）定期定段进行短起下，拉井壁，有利于清砂、预防岩屑床的形成。定向段，每钻进150-200米，其他井段视进尺和时间情况及时短起下钻，防止形成岩屑床，确保井眼畅通、井底干净。当磨阻突然增大时，要及时活动钻具或短起下，清除井壁岩屑，保持井眼清洁，控制井下磨阻和扭矩。

（2）精细操作，控制起下钻速度，开泵平稳，避免产生激动压力和抽汲压力，防止工程因素引起井壁失稳。

（3）钻井液优选合理的流变参数。随着井深增加，井斜角增大，钻井液既要保证有良好的悬浮能力，又要易于开泵，这就要求钻井液有一定的三六转读数和初终切值，为此我们始终保持钻井液初终切差值不超过10，初切不小于3，且将K值维持在0.6―1之间，n值维持在0.4―0.7之间。

（4）在三开水平段完井后、下套管之前，我们泵入部分低粘切段塞液，使钻井液在井底形成局部紊流，配合简化的钻具结构，下扶正器通井，在底部三百米井段正、倒划眼，大排量洗井，充分循环正常后顺利下入油层套管。

5 钻井液技术

在钻进过程中钻井液存在井眼清洁、、井壁稳定、钻井时间长钻井液老化、劣质固相难以控制等一系列问题。针对该问题，本井采用铝胺聚合物钻井液体系，通过优选合理的流变参数、定期加入固体液体剂、物理化学封堵、严格控制钻井液失水、尽量降低钻井液固相等一系列技术措施，使该井顺利完成。

6 结论

（1）采用连续控制钻井技术进行井眼轨迹控制，剖面符合率高，并可减少起下钻作业次数，改善井眼轨迹质量。

（2）水平段选择合适的钻具组合可以减小定向钻进，保证井眼平滑。

（3）井眼净化是水平井降阻减扭的重要环节，也是顺利施工的保证。

（4）水平段钻井液体系选用铝胺聚合物钻井液体系，具有良好流动性、性、抗温性和抗污染能力强的优点，既能满足携砂的需要，也能够为有效的PDC钻头定向提供良好的环境。

参考文献

[1] 陈庭根，管志川，等.钻井工程理论与技术[M].东营：中国石油大学出版社，2000

[2] 刘希圣.钻井工艺理论[M].北京：石油工业出版社，1988

[3] 韩来聚，牛洪波，窦玉玲.胜利低渗油田长水平段水平井钻井关键技术[J].石油钻探技术，2012，40（3）7-11