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【摘要】延长气田丛式定向井水平位移1000米以上，斜深3000-3100米，轨迹控制段2000-2600米。丛式定向井轨迹控制井段位于易漏失、井壁不稳定和含砾硬地层，控制难度增大，钻头优选、液柱压力控制和钻井液优良性能是轨迹控制的必要条件。通过八口井的钻井实践，解决了丛式定向井轨迹控制难度大、井眼清砂润滑等技术难点，形成轨迹控制技术和钻井液技术。
【关键词】轨迹控制 钻井液 工艺要点 丛式井 气井 延长
延长气田是一个具备年产30亿立方米天然气生产规模的大型气田，属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东部地质构造，地层层序依次为第四系，三迭系的延长组、纸坊组、和尚沟组、刘家沟组，二迭系的石千峰组、石盒子组、山西组、太原组，石炭系的本溪组，奥陶系的马家沟组。
自2010年开始，延长气田部署丛式定向井，水平位移1000米以上，斜深3000-3100米，轨迹控制段2000-2600米。地层可钻性差、漏失严重、地层研磨性强、坍塌掉块和轨迹控制难度大等是丛式定向井钻井技术“瓶颈”难题，中原钻井二公司通过八口丛式定向井的实践，解决了丛式定向井轨迹控制难度大、井眼清砂润滑等技术难点，形成轨迹控制技术和钻井液技术。
1 丛式定向井钻井技术难点分析
轨迹控制井段2000-2600米的主要钻遇石千峰组、石盒子组、山西组地层，石千峰、石盒子“双石层”地层胶接致密，含砂砾岩以及粗粒石英砂岩，夹层多，地层研磨性强，钻头选型困难，石盒子组裂缝性砂岩漏失，钻开即可发生严重漏失，延246井该层漏失200m3，轨迹控制难度大，是全井最难钻的井段。
2 轨迹控制技术
2.1 钻具组合
增斜钻具组合：φ215.9mmBit+1°φ172m m单弯螺杆+MWD短节+φ159mmNDC×1+φ159mmDC×8+φ127mmHWDP×15 +φ127mmDP。
稳斜钻具组合一：φ215.9mmBit+1°φ172m m单弯螺杆+Φ158m m D C×1.5-2m+Φ210m m螺稳+MWD短节+φ159mmNDC×1+φ159mmDC×5+φ127mmHWDP×18+φ127mmDP。
稳斜钻具组合二：φ215.9mmPDC+φ212mm螺稳+φ159mm无磁钻铤1根+φ159mm钻铤（3-5米）+φ210mm螺稳+φ159mmNDC×1+φ159mmDC×5+φ127mmHWDP×18+φ127mmDP。
微降斜钻具组合：φ215.9mmBit+φ159mmDC×2-3m+φ213mm稳定器+φ159mmNDC×1+φ159mmDC×5+φ127 mmHWDP×18+φ127mmDP。
2.2 井眼轨迹控制工艺要点
（1）动力钻具应在井口开泵试转，确认运转正常，入井。螺杆钻具在井底工作前，应将钻头提离井底，先开泵，后逐步加钻压钻进。
（2）定向增斜井段，增斜率控制在10-12°/100米。稳斜段用单弯双扶螺杆复合钻进控制。通过调整上扶正器尺寸大小和短钻铤长度控制井斜，一般不用滑动钻进来调整。根据井斜数据处理结果，预测下部井眼轨迹，合理选择钻具结构和钻井方式，确保井眼轨迹良好。
（3）定向井段每钻进一个单根，划眼一次。每钻进100米-150米，进行一次短起下作业。发现转盘扭矩增加或摩阻不正常，立即进行短期下作业。
（4）井深超过2500m，严禁下钻一次到底，应中途循环1-2次，开泵方式上，先低排量，开通循环正常，再大排量。
（5）钻具在裸眼内静止时间不超过2分钟，每次转动不少于10圈，上提下放的距离不少于2米，必要时要连续活动。 钻具在裸眼内静止时间尽可能短，每次活动钻具必须恢复原悬重。
（6）上部定向井段，选用适合高转速的MD517HX牙轮钻头；复合钻进井段，选用MD9541ZC、MD6521PDC钻头。
2.3 定向钻井液工艺要点
（1）优选钻井液体系。上部井段选用低固相聚合物钻井液体系，控制含砂量，充分解放钻速；下部井段选用抗高温稳定性较好的聚磺钻井液，满足定向井段清洁润滑技术要求。
（2）定向井段长达600米以上，为保证井下安全及携砂的需要，进入和尚沟组之前改为钻井液小循环。定期用稠浆推举带砂一周以上，保持井眼清洁，克服低粘切的负面影响。
（3）下部井段降斜后摩阻较大，为了充分发挥三磺的作用，进入石千峰组应转化为聚磺钻井液体系，提高钻井液的抗高温和润滑能力。
（4）定向井的润滑是威胁井下安全主要原因。进入刘家沟组全井加入2-3%固体防塌润滑剂，2000米后定期加入液体润滑剂和玻璃球，每次加入量不少于2%，电测和下套管前封闭浆再加入1-2吨液体润滑剂。
（5）钻完进尺后大排量循环清洗井底，短起下钻正常要起至刘家沟组以上正常井段，到底用稠浆推一周，打入封闭液，封刘家沟至井底全部裸眼段。 封闭液的配置：加入坂土5-8%，纯碱（坂土加量的5-8%），固体润滑剂2%，高效润滑剂4%，玻璃微珠1%，HV-CMC提粘120s以上。
（6）定向井段钻井液性能控制
石千峰：密度1.12g/cm3 粘度35-40s 滤失量 <5mL pH 9
石盒子：密度1.13g/cm3 粘度40-45s滤失量 <5mL pH 9
山西组：密度1.15g/cm3 粘度45-50s滤失量 <5mL pH 9 3 现场应用
现场应用八口井，取得良好效果，井身质量合格率达100%，平均完钻井深3002m，机构钻速6.46m/h，钻井周期27.52天。
延270-2井是一口双靶定向井，完钻井深3004米，平均机械钻速高达9.30米/小时，最大井斜32.52°，水平位移达1053米，稳斜段长达1943米，井身质量优质，创延长气田定向井钻井周期最快新纪录。
4 几点认识
（1）丛式定向井轨迹控制井段位于易漏失、井壁不稳定和含砾硬地层，控制难度增大，钻头优选、液柱压力控制和钻井液优良性能是轨迹控制的必要条件。
（2）稳斜段全部用单弯双扶螺杆进行复合钻进控制，有利于轨迹平滑和顺利中靶。
（3）钻井液润滑性能的优良，加入各种固液体润滑处理剂，是减少轨迹控制过程中摩阻扭矩的有效方法，其加量应满足轨迹控制要求。
作者简介
龚潮海，1964年9月出生，江苏徐州，2005年毕业于石油大学石油工程专业，现任中石化中原石油工程有限公司钻井二公司工程师。
【关键词】轨迹控制 钻井液 工艺要点 丛式井 气井 延长
延长气田是一个具备年产30亿立方米天然气生产规模的大型气田，属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东部地质构造，地层层序依次为第四系，三迭系的延长组、纸坊组、和尚沟组、刘家沟组，二迭系的石千峰组、石盒子组、山西组、太原组，石炭系的本溪组，奥陶系的马家沟组。
自2010年开始，延长气田部署丛式定向井，水平位移1000米以上，斜深3000-3100米，轨迹控制段2000-2600米。地层可钻性差、漏失严重、地层研磨性强、坍塌掉块和轨迹控制难度大等是丛式定向井钻井技术“瓶颈”难题，中原钻井二公司通过八口丛式定向井的实践，解决了丛式定向井轨迹控制难度大、井眼清砂润滑等技术难点，形成轨迹控制技术和钻井液技术。
1 丛式定向井钻井技术难点分析
轨迹控制井段2000-2600米的主要钻遇石千峰组、石盒子组、山西组地层，石千峰、石盒子“双石层”地层胶接致密，含砂砾岩以及粗粒石英砂岩，夹层多，地层研磨性强，钻头选型困难，石盒子组裂缝性砂岩漏失，钻开即可发生严重漏失，延246井该层漏失200m3，轨迹控制难度大，是全井最难钻的井段。
2 轨迹控制技术
2.1 钻具组合
增斜钻具组合：φ215.9mmBit+1°φ172m m单弯螺杆+MWD短节+φ159mmNDC×1+φ159mmDC×8+φ127mmHWDP×15 +φ127mmDP。
稳斜钻具组合一：φ215.9mmBit+1°φ172m m单弯螺杆+Φ158m m D C×1.5-2m+Φ210m m螺稳+MWD短节+φ159mmNDC×1+φ159mmDC×5+φ127mmHWDP×18+φ127mmDP。
稳斜钻具组合二：φ215.9mmPDC+φ212mm螺稳+φ159mm无磁钻铤1根+φ159mm钻铤（3-5米）+φ210mm螺稳+φ159mmNDC×1+φ159mmDC×5+φ127mmHWDP×18+φ127mmDP。
微降斜钻具组合：φ215.9mmBit+φ159mmDC×2-3m+φ213mm稳定器+φ159mmNDC×1+φ159mmDC×5+φ127 mmHWDP×18+φ127mmDP。
2.2 井眼轨迹控制工艺要点
（1）动力钻具应在井口开泵试转，确认运转正常，入井。螺杆钻具在井底工作前，应将钻头提离井底，先开泵，后逐步加钻压钻进。
（2）定向增斜井段，增斜率控制在10-12°/100米。稳斜段用单弯双扶螺杆复合钻进控制。通过调整上扶正器尺寸大小和短钻铤长度控制井斜，一般不用滑动钻进来调整。根据井斜数据处理结果，预测下部井眼轨迹，合理选择钻具结构和钻井方式，确保井眼轨迹良好。
（3）定向井段每钻进一个单根，划眼一次。每钻进100米-150米，进行一次短起下作业。发现转盘扭矩增加或摩阻不正常，立即进行短期下作业。
（4）井深超过2500m，严禁下钻一次到底，应中途循环1-2次，开泵方式上，先低排量，开通循环正常，再大排量。
（5）钻具在裸眼内静止时间不超过2分钟，每次转动不少于10圈，上提下放的距离不少于2米，必要时要连续活动。 钻具在裸眼内静止时间尽可能短，每次活动钻具必须恢复原悬重。
（6）上部定向井段，选用适合高转速的MD517HX牙轮钻头；复合钻进井段，选用MD9541ZC、MD6521PDC钻头。
2.3 定向钻井液工艺要点
（1）优选钻井液体系。上部井段选用低固相聚合物钻井液体系，控制含砂量，充分解放钻速；下部井段选用抗高温稳定性较好的聚磺钻井液，满足定向井段清洁润滑技术要求。
（2）定向井段长达600米以上，为保证井下安全及携砂的需要，进入和尚沟组之前改为钻井液小循环。定期用稠浆推举带砂一周以上，保持井眼清洁，克服低粘切的负面影响。
（3）下部井段降斜后摩阻较大，为了充分发挥三磺的作用，进入石千峰组应转化为聚磺钻井液体系，提高钻井液的抗高温和润滑能力。
（4）定向井的润滑是威胁井下安全主要原因。进入刘家沟组全井加入2-3%固体防塌润滑剂，2000米后定期加入液体润滑剂和玻璃球，每次加入量不少于2%，电测和下套管前封闭浆再加入1-2吨液体润滑剂。
（5）钻完进尺后大排量循环清洗井底，短起下钻正常要起至刘家沟组以上正常井段，到底用稠浆推一周，打入封闭液，封刘家沟至井底全部裸眼段。 封闭液的配置：加入坂土5-8%，纯碱（坂土加量的5-8%），固体润滑剂2%，高效润滑剂4%，玻璃微珠1%，HV-CMC提粘120s以上。
（6）定向井段钻井液性能控制
石千峰：密度1.12g/cm3 粘度35-40s 滤失量 <5mL pH 9
石盒子：密度1.13g/cm3 粘度40-45s滤失量 <5mL pH 9
山西组：密度1.15g/cm3 粘度45-50s滤失量 <5mL pH 9 3 现场应用
现场应用八口井，取得良好效果，井身质量合格率达100%，平均完钻井深3002m，机构钻速6.46m/h，钻井周期27.52天。
延270-2井是一口双靶定向井，完钻井深3004米，平均机械钻速高达9.30米/小时，最大井斜32.52°，水平位移达1053米，稳斜段长达1943米，井身质量优质，创延长气田定向井钻井周期最快新纪录。
4 几点认识
（1）丛式定向井轨迹控制井段位于易漏失、井壁不稳定和含砾硬地层，控制难度增大，钻头优选、液柱压力控制和钻井液优良性能是轨迹控制的必要条件。
（2）稳斜段全部用单弯双扶螺杆进行复合钻进控制，有利于轨迹平滑和顺利中靶。
（3）钻井液润滑性能的优良，加入各种固液体润滑处理剂，是减少轨迹控制过程中摩阻扭矩的有效方法，其加量应满足轨迹控制要求。
作者简介
龚潮海，1964年9月出生，江苏徐州，2005年毕业于石油大学石油工程专业，现任中石化中原石油工程有限公司钻井二公司工程师。