苏里格气田水平井斜井段一趟钻技术

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[摘 要]随着水平井的发展，苏里格气田大面积布置350靶前距水平井。要快速、安全的完成水平井施工，对轨迹设计、PDC钻头和螺杆提出了更高的要求。合理设计轨迹，充分发挥PDC钻头和复合螺杆的优势，实现斜井段一趟钻，并总结出快速完成表层和直井段的行之有效的办法。

[关键词]造斜点、靶前距、PDC钻头、复合增斜率、单弯螺杆滑动增斜率

中图分类号：TE243 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0018-01

一、苏里格气田基本概况

1.1 地质构造

苏里格气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西北侧，构造形态为一宽缓的西倾单斜，坡降3-10m/km，地质分层深度及厚度变化不大。

1.2 苏里格区块水平井PDC钻头施工技术难点

储层存在不确定性，探顶施工地质调整多，施工进度慢。由于苏里格气田储层为河相沉积，储层区块之间变化大，区块内部储层也不尽相同，地质导向有一定困难、入窗前调整多、工程施工要求难度大、入窗困难。

二、导管和直井段施工

导管和直井段施工是一口水平井施工的基础，导管和直井段快速安全的施工为整口井快速安全施工的基础。

2.1 导管施工

开钻前组织各路大班及司钻对设备进行全面检查，发现隐患及时消除，保证设备正常运转，仔细校正好井架，检查好钻具，做好化工及其他材料储备，

从打导管到表层固井前，无论在什么工况下，井口必须接一根灌浆管线，连续灌浆，始终保持液面一直在井口。

2.2 表层施工

表层使用牙轮钻头，0.75度单弯螺杆复合钻进，转速60+LZ，这种钻具组合可以有效防斜。表层采用PDC钻头，由于切削方式不同，对人员操作水平要求高，如果司钻送钻不均匀，极易造成井斜，且纠斜工作较被动。人员在经过搬家、安装等大型作业后，身心疲惫，精力不易集中，所以采用牙轮复合钻进方式，即能防斜，又能保证较高的机械钻速。

2.3 二开直井段施工

二开使用MWD仪器监测井斜，不能盲目抢速度使用大钻压，杜绝井斜超标后长时间纠斜。钻铤出套管后且井斜复合要求时，强化参数提高机械钻速。钻进过程中及时观察返出岩屑情况，判断井下情况，及时作出处理。使用MWD仪器监控井斜，由于排量大，所以采用38.1的限流环搭配28.5的主阀芯，这种搭配即可保证脉冲信号，又可降低泵压。使用MWD仪器精心维护，入井仪器检查，保养好，避免仪器故障。重视钻具管理。入井钻具认真检查，丝扣清洁干净，钻铤，接头及时探伤。钻进过程中对泵压严密监测，杜绝钻具事故。井段完钻前用稠浆、大排量清扫井筒后起钻，这样保证井筒清洁，有利于定向施工作业。

三、一趟钻轨迹设计和工具选型

在水平井施工中，斜井段施工周期最长，施工难度最大。本文结合已施工的350米靶前距水平井具体情况，根据172单弯螺杆配合215.9PDC钻头钻具组合的特性，合理设计轨迹。充分发挥PDC钻头的优势和复合钻进的优势，实现斜井段一趟钻，有效地提高天然气水平井机械钻速、缩短钻井周期、降低井下风险、降低钻井综合成本，实现水平井钻井的全面提速和技术革新。

340和350米靶前距虽然斜井段短（533.93米和549.68米），但是要求增斜率较高，要求滑动井段长（分别为204和190米），施工难度大。如果在直井段施工时走20米的正位移，靶前距变为320米和330米，那么后续施工难度更大。以370和380米为靶前距，要求的增斜率低，理论纯钻时间短，但靶前距斜井段长（581.2和596.81米），理论可以一只钻头完钻，但如果地质条件突变、设计气层不准，找气层或在直井段施工时走20米的负位移，靶前距就变成390米和400米，斜井段会更长（超过600米），要实现一趟钻难度也很大。所以选择360靶前距最合理，在直井段施工时走20米的正位移或20米的负位移，也能满足一趟钻施工要求。

2011年和2012年斜井段施工所使用的钻头对比，迪普215.9DM665D钻头滑动工具面稳定，复合钻时快，单只钻头进尺多.该钻头设计结构：6刀翼、6水眼、每个刀翼都有双排进口脱钴复合片、每个复合片都向后有一定的仰角、每个刀翼端部都有一个热稳定聚晶金刚石凸起。6刀翼增大了钻头和井底的接触面积，降低了井底给钻头的反扭力；每个复合片都向后有一定的昂角降低了@头的攻击性，也有效的降低了地层给钻头的反扭力；6水眼设计优化水力因素，防止钻头泥包；每个刀翼都有双排进口脱钴复合片保证了钻头的质量，防止磨损太快；每个刀翼端部都有一个热稳定聚晶金刚石凸起是防止钻头吃入地层太多，降低反扭，防止硬地层崩坏钻头复合片。综合上述特点，该钻头在施工时工具面容易控制，滑动增效效果好，复合增斜率高，复合片耐磨，进尺高，能打到斜井段一趟钻要求。

螺杆选型为立林172*1.5LZ配合迪普215.9DM665D钻头造斜率高。在井斜40度之前，该螺杆的造斜率为25度/100米，由于滑动增斜有一个强增斜率的趋势，所以滑动后，第一根复合增斜率较高，为10度/100米，而第二根复合增斜率只有4度/100米。井斜在40-90度之间时，该螺杆的造斜率可达到30度/100米，复合增斜率随着井斜增大越来越高，井斜60度后，复合增斜率达到10度/100米。由此可以看出，该螺杆能满足靶前距为350米的要求。在苏36-22-7H1斜井段施工中，该型号的螺杆使用99小时，而新螺杆可使用120小时以上，能够满足斜井段一趟钻要求。

结论和建议：

1、导管和直井段施工是一口水平井施工的基础，导管和直井段快速安全的施工为整口井快速安全施工的基础。

2、选择造斜点的方法：造斜点到入窗垂深：靶前距=1：1

3、360靶前距最合理，在直井段施工时走20米的正位移或20米的负位移，都能能满足一趟钻施工要求。

4、充分发挥固控设备的作用，降低有害固相，保证井下安、提高机械@速。

5、转换泥浆以及提比重的同时，随钻加入单封，提前预防井漏。

参考文献

[1] 杨进.深水石油钻井技术现状及发展趋势.石油钻采工艺，2008，（02）.

[2] 沈忠厚.现代石油钻井技术50年进展和发展趋势.石油钻采工艺，2003，（05）.