五段制井身轨迹控制技术在盐22—斜21井的应用
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摘要：五段制钻井即为直井段-增斜段-稳斜段-降斜段-直井段定向钻井技术。该技术已经在盐22区块四口井进行了钻井施工，取的了很好地效果，摸索了一定的经验。本文着重介绍对盐22-斜21井的井眼轨迹控制应用与效果。在该井钻进过程中主要克服了钻遇不整合面附近及砂砾岩地层井斜不易控制、地磁倾角对井斜的影响、邻井防碰、位移大携岩困难、井壁稳定等技术难点。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：五段制 井身轨迹 防碰 井壁稳定
一、 地质概述
盐22-斜21井位于济阳坳陷东营凹陷盐家陡坡带盐22块，是为了开发盐22地区沙四段油气藏为钻探目的。完钻层位在沙四上纯上亚段，地层由北向南倾，向南抬起，构造形态呈鼻状，闭合高度约为200m，两翼地层倾角为10～15o。目的层为沙四上亚段，埋深为3000～4200m，厚度为600～850m，岩性以粗砾岩、细砾岩、砾状砂岩、含砾砂岩为主，夹砂质泥岩和泥岩。储层均质性相对较好，主要是利用定向井控制面积较大的优势，开发该油藏，提高储量动用程度，改善开发效果，提高采收率。
二、 施工难点
1.井网密度大，该井处于垦利县城区附近，受地域限制的影响，井位布控难度大，在0.05km2 的范围内布井13多口，无形中增加了钻井的防碰施工难度。
2.要求以0o井斜角中靶，中靶后稳斜完钻，中靶半径小于15米，稳斜段较长3040m-3950m，增加了井身轨迹控制的难度。
3.另该井水平位移达到307米，水平位移大造成了钻井液携砂困难，井壁稳定困难起下钻摩阻加大易造成复杂情况。
4.井身轨迹为直-增-稳-降-稳五段制剖面，在增斜段、降斜段方位易变化，摩阻扭矩增大，钻具传压困难，轨迹控制难度增大。
5.地层倾角大55.57°，容易形成地层造斜现象，倾角越大，造斜现象越严重。
6.该井为二开井，表层为410米，油层3950米，裸眼段较长，特别是上部泥岩段地层，井壁不稳定易坍塌，对钻井液及施工工艺都提出了较高要求。
三、 钻井施工技术措施
3.1 防碰措施
为了解决上述技术难点主要采取了以下技术措施：
（1）首先为了保证表层打直，特采用了混浆开钻，防止与邻井表层串槽，采用双泵开钻保证井眼清洁。钻进过程中时刻控制钻压，采用小钻压吊打钻进，控制钻压在60KN以内，从而能够保证一开打直。
（2）二开直井段较长410米-2060米，油层井眼Φ215.9mm.为了保证直井段井身质量，二开钻进过程中，认真分析了邻井井口、靶点坐标及井眼轨迹资料，做好防碰草图，搞清楚已施工老井的轨迹走向，制定好本井防碰措施。
（3）二开直井段采用HAT127牙轮钻头+钟摆钻具组合钻进。二开钻出套管必须吊打300m以上，后逐渐加压控制在120 KN以内，保证精心操作，严格措施，及时发现并分析施工中出现蹩跳、泥浆性能变化及岩屑返出情况。起钻前投多点测斜，数据显示直井段与邻井的距离最近3.5m，最大井斜0.87°，保证施工安全。
3.2 二开井身轨迹控制
（1）.定向造斜、稳斜中靶、和钻进时井斜、方位难以控制，而定向钻进机械组钻速又受到很大的影响，针对该井段增-稳-降的井身轨迹，最大井斜25°的特点，选择合理的钻进参数和钻具组合对井眼轨迹控制起着至关重要的作用。在增-稳井段采用马达钻具组合为：
215.9mmPDC钻头+172mm动力钻具+定向悬挂+158.8mm钻铤*9+127mm加重钻杆*12根+127mm钻杆。
钻进参数： 小钻压高转速钻进，钻压在20-50KN，转速为110 r/min，大排量34 L/s钻进。
（2）.为了保证0o井斜角中靶要求，在降斜井段采用了短钻铤加钟摆钻具的组合为：
215.9mmPDC钻头+158.8mm短钻铤*6m+214mm扶正器+158.8mm无磁+定向悬挂+214mm扶正器+158.8mm钻铤*8根 +127mm加重钻杆*12根+127mm钻杆。 钻进参数：根据井身轨迹的跟踪效果，适当调整钻压，转盘转速，小钻压20-50KN，高转速110 r/min，大排量34 L/s。
3.稳井斜、稳方位、扭矩增大。该井稳斜段较长3300m-3950m. 0o井斜角中靶后，要求井身轨迹控制在0o 完钻，由于该层位以砂砾岩为主，导致机械钻速慢、转盘扭矩增大。同时受地层倾角的影响，易增井斜、跑方位。为解决这一问题采用研磨性较强的HJT537牙轮钻头，软掉硬打，合理加压、保证排量、钟摆钻具。较好地提高机械钻速，保证井下安全。钻具组合为：
3A216mm+159mm无磁钻铤 +159mm钻铤+214mm扶正器+ 159mm钻铤*10根+ +127mm加重钻杆+212mm修壁器+127mm钻杆。
钻进参数：钻压120-160 KN. 转速75r/min，排量32 L/s。
3.3 井眼稳定
在井眼稳定方面：
一时根据预测的地层坍塌压力系数，将实钻的钻井液密度控制在略大于地层坍塌压力系数；
二是在钻井液中加足防塌剂；
三是严格控制起下钻速度。
四，每打完一个单根划一次眼、每钻进150-200m进行一次短起下。
五.在每此起下钻过程中，密切注意指重表变化，注意泵压变化，防止地层坍塌缩径，造成憋泵现象。
通过上述技术措施，确保了钻井完井液性能良好，钻具在井眼内的摩阻扭矩小，钻进中加压正常，保证了井壁的稳定，施工的顺利进行。在施工过程中，无井壁脱落及遇阻卡等现象的发生。
四、 结论与认识
盐22-斜21井完钻井深3956米，最大井斜25°建井周期50.15d，平均机械钻速8.85m/h。通过采用合理的钻进参数、钻头选型、钻具组合、施工工艺保证了对井身轨迹控制，满足了中靶要求，井身质量合格，后期完井电测下油层套管均顺利到底。该井为丛式井组，未发生相碰事故，在油层垂深多变的区块，尽量详细了解地质资料，这样有助于轨迹控制方案的确定；靶前位移适当放宽，这样可以减少起下钻，提高效益减小狗腿度，为后期施工创造条件。在井眼轨迹设计时要充分考虑到钻具刚性，必须使设计井眼轨道造斜率与钻具刚性相匹配。定向井井身质量与钻井液的性能密不可分，必须提高钻井液性、流变性、凝胶强度满足设计要求，以确保井下安全无事故。
参考文献
[1] 刘希圣. 钻井工程理论与技术[M].中国石油大学出版社，2000
[2] 文和英，冉强，王晓东. 定向井五段式轨道井眼轨迹控制技术现场实践与分析[J].《中国外资（下半月）》，2010，8.