论文部分内容阅读
摘要：本文主要结合义901-平2井实际，从施工工艺、钻井液工艺等方面对其采用优快施工工艺进行了论述，以期为同类型钻井施工提供技术参考。
关键词：钻井技术;轨迹控制;钻进参数优化;泥浆工艺;水平井
水平井是指井眼轨迹井斜角达到90°左右，并且继续延伸一定长度的定向井。水平井技术发展很迅速，并且应用也逐渐扩大，从最初的定向救援井，发展到现在的大位移水平井、水平分支井、侧钻水平经、径向水平井。由于水平井的合理利用，使得大批老井复活，并且使许多具有气顶和低水的油藏得到了有效开采。水平井的突出优点是井眼穿过油层的长度长，所以油井的单井产量高。义901-平2井位于济阳坳陷沾化凹陷渤南洼陷义901块，钻探目的是开发沙三段94砂层组油藏发。该井设计井深3245.68米（垂深2937），2个靶点，靶半高1米，半宽5米，本井是一口新区开发生产井，地质分层还不是很成熟，增加了施工的难度，同时，本井裸眼段较长，施工靶点多，要求精度高。在施工中利用无线随钻、PDC配合复合钻进等技术，采用优质的钻井液体系，仅用34天1小时就完成了该井施工任务，创渤南地区同区块同类型井较高水平。
1井深结构
2施工工艺
2.1直井段（0-2683.03）
保直是直井段施工的重点。表层采用单泵一档吊打钻铤开孔，后改二档双泵30-40KN吊打，一开完钻后投测，确保井斜在0.5°以内。
二开采用如下钻具组合：HAT127钻头+7′钻铤*3柱+7′无磁钻铤+5′加重钻杆*6柱+5′钻杆。二开下钻到底后，先扫水泥塞，采用一档吊打，把钻铤吊打出套管后，采用转盘二档钻进，钻头采用HAT127，钻进排量34L/S，50KN以内钻压吊打，清水钻进到1700米后改小循环，改小循环200m后待泥浆性能调整好，及时进行测斜，确保井身质量。在钻进至2000米时，起钻换四翼PDC钻头，在换用新钻头下钻快接近井底时，我们采用小排量开泵，1档启动钻盘，慢慢下放到井底，再用30-50KN的钻压磨合钻头约半小时后，逐渐加压至正常钻压钻进。用PDC钻头后，平均钻速为17m/h，由于钻头的合理选用，不仅大大提高了机械钻速，同时节省了起下钻时间。提高了钻头的使用效率。测斜结果直井段最大井斜1.5°。
2.2增斜段（2683.03-3070）
在井深2683.03m开始造斜。钻具结构：PDC+φ172螺杆钻具（1.5°） +431*410（转换接头）+172无磁钻铤+悬挂+无磁承压+加重钻杆6柱 +5′钻杆。定向初期，为方便定向作业容易摆工具面，选用HJ517牙轮钻头，下钻到底后，先采用小钻压、小排量确保工具面稳定，钻至2730米时，井斜14.5度，然后起钻换用PDC钻头，钻速明显提高，钻至3070米时，井斜达到90.2°，方位53.9°，完成增斜任务。
2.3稳斜段（3070-3198）
增斜段完成后，根据定向作业队预计，即将进入A靶，提前将井斜角调整到合适的数值，保证矢量中靶，钻至3079.3米时，中A靶，垂深2937.52米，水平位移246.16米，方位54度，靶心距1米，然后直接复合钻进行稳斜（钻压60KN、钻盘转速61r/min、排量28L/S），钻进施工中，坚持3根测1次井斜，在测斜的过程中发现井斜增长的较快（57米内井斜增加3.08°），开始“打一划一”，效果比较好，在稳斜段主要用HJ517牙轮钻头，完钻井深为3198米。
3.钻井液工艺
0-405m。由于本段地层胶结疏松，井径大，钻屑携带困难。因此，在钻进中我们根据井下实际不断补充提粘剂，保持钻井液具有较强的携带和悬浮能力，满足大井眼钻进需要。
405-2683.03m。在该井段中由于地层的成岩性差，泥岩性较软且砂层发育。为了防止坍塌卡钻，我们的钻井液主要以抑制地层造浆，携带岩屑，防止泥岩缩径来配置，确保安全生产。
开钻将钻水泥塞污染的钻井液放掉，其余的钻井液经地面净化处理后作正常钻进使用。钻进中及时补充浓度为2%MMH稀胶液，细水长流维护钻井液，尽量不单独加清水，增强钻井液的抑制性。井深1700米改小循环后，及时调整钻井液性能达到设计要求。在正常维护及处理钻井液的处理剂中按比例配成胶液加入，防止了处理剂在完全生效前就被固控设备除去。我们还利用NPAN来调整钻井液粘度，调节流变性，利用MMH抑制页岩，岩屑分散，合理控制滤失，确保了井眼的清洁。我们所拥有的良好固控设备和高的运转率严格控制钻井液中的劣质固相含量和低密度固相。振动筛，除砂器，除泥器与钻井泵的同步运转也保证了钻井液的质量。
2683.03-3198m。首先我们还是利用NPAN来调整钻井液粘度，利用MMH调节流变性，抑制页岩，岩屑分散，合理控制滤失，同时还加足防塌剂确保了井眼的稳定。在进入沙河街组地层前，我们采取了有利的措施来强化防塌。一是提高钻井液滤液的抑制性，防止泥页岩吸水膨胀;二是使用聚合醇等防塌剂形成化学固壁作用;三是利用沥青类，非渗透类处理剂等进行物理封堵，提高地层的承压稳定能力;四是尽量降低钻井液的滤失量，形成良好的泥饼。定向前，加入原油润滑剂10%，轉化为正电胶润滑钻井液。进入油气层前50m，加入阳离子乳化沥青油层保护剂。井深2500m时，加入磺化类处理剂，控制钻井液高温高压失水不超过15ml。
4结论
直井段施工保直是关键，为下步施工打下良好的基础。在定向段成功地使用了PDC。一直以来，用PDC定向存在工具面控制难的问题，在本井中采用小钻压均匀送钻，小排量钻进的方式解决了这一问题。针对不同地层及时调整泥浆性能。在施工中，加强坐岗，勤测量泥浆性能，以便根据实际情况及时调整性能进行，防止井下复杂。本井稳斜井段更换钻具结构频繁，最终还是利用PDC+复合钻进技术解决了问题，这说明在决定起钻前多调整钻进参数以解决问题的重要性。
参考文献：
[1]陈庭根，管志川.钻井工程理论与技术.东营：石油大学出版社，2012
[2]胜利石油管理局.钻井技术培训教材，2009
[3]赵金州，张桂林.钻井技术手册.中国石化出版社，2013
作者简介：
肖永军（1985—），男，山东省泰安市人，大学本科，工程师。
关键词：钻井技术;轨迹控制;钻进参数优化;泥浆工艺;水平井
水平井是指井眼轨迹井斜角达到90°左右，并且继续延伸一定长度的定向井。水平井技术发展很迅速，并且应用也逐渐扩大，从最初的定向救援井，发展到现在的大位移水平井、水平分支井、侧钻水平经、径向水平井。由于水平井的合理利用，使得大批老井复活，并且使许多具有气顶和低水的油藏得到了有效开采。水平井的突出优点是井眼穿过油层的长度长，所以油井的单井产量高。义901-平2井位于济阳坳陷沾化凹陷渤南洼陷义901块，钻探目的是开发沙三段94砂层组油藏发。该井设计井深3245.68米（垂深2937），2个靶点，靶半高1米，半宽5米，本井是一口新区开发生产井，地质分层还不是很成熟，增加了施工的难度，同时，本井裸眼段较长，施工靶点多，要求精度高。在施工中利用无线随钻、PDC配合复合钻进等技术，采用优质的钻井液体系，仅用34天1小时就完成了该井施工任务，创渤南地区同区块同类型井较高水平。
1井深结构
2施工工艺
2.1直井段（0-2683.03）
保直是直井段施工的重点。表层采用单泵一档吊打钻铤开孔，后改二档双泵30-40KN吊打，一开完钻后投测，确保井斜在0.5°以内。
二开采用如下钻具组合：HAT127钻头+7′钻铤*3柱+7′无磁钻铤+5′加重钻杆*6柱+5′钻杆。二开下钻到底后，先扫水泥塞，采用一档吊打，把钻铤吊打出套管后，采用转盘二档钻进，钻头采用HAT127，钻进排量34L/S，50KN以内钻压吊打，清水钻进到1700米后改小循环，改小循环200m后待泥浆性能调整好，及时进行测斜，确保井身质量。在钻进至2000米时，起钻换四翼PDC钻头，在换用新钻头下钻快接近井底时，我们采用小排量开泵，1档启动钻盘，慢慢下放到井底，再用30-50KN的钻压磨合钻头约半小时后，逐渐加压至正常钻压钻进。用PDC钻头后，平均钻速为17m/h，由于钻头的合理选用，不仅大大提高了机械钻速，同时节省了起下钻时间。提高了钻头的使用效率。测斜结果直井段最大井斜1.5°。
2.2增斜段（2683.03-3070）
在井深2683.03m开始造斜。钻具结构：PDC+φ172螺杆钻具（1.5°） +431*410（转换接头）+172无磁钻铤+悬挂+无磁承压+加重钻杆6柱 +5′钻杆。定向初期，为方便定向作业容易摆工具面，选用HJ517牙轮钻头，下钻到底后，先采用小钻压、小排量确保工具面稳定，钻至2730米时，井斜14.5度，然后起钻换用PDC钻头，钻速明显提高，钻至3070米时，井斜达到90.2°，方位53.9°，完成增斜任务。
2.3稳斜段（3070-3198）
增斜段完成后，根据定向作业队预计，即将进入A靶，提前将井斜角调整到合适的数值，保证矢量中靶，钻至3079.3米时，中A靶，垂深2937.52米，水平位移246.16米，方位54度，靶心距1米，然后直接复合钻进行稳斜（钻压60KN、钻盘转速61r/min、排量28L/S），钻进施工中，坚持3根测1次井斜，在测斜的过程中发现井斜增长的较快（57米内井斜增加3.08°），开始“打一划一”，效果比较好，在稳斜段主要用HJ517牙轮钻头，完钻井深为3198米。
3.钻井液工艺
0-405m。由于本段地层胶结疏松，井径大，钻屑携带困难。因此，在钻进中我们根据井下实际不断补充提粘剂，保持钻井液具有较强的携带和悬浮能力，满足大井眼钻进需要。
405-2683.03m。在该井段中由于地层的成岩性差，泥岩性较软且砂层发育。为了防止坍塌卡钻，我们的钻井液主要以抑制地层造浆，携带岩屑，防止泥岩缩径来配置，确保安全生产。
开钻将钻水泥塞污染的钻井液放掉，其余的钻井液经地面净化处理后作正常钻进使用。钻进中及时补充浓度为2%MMH稀胶液，细水长流维护钻井液，尽量不单独加清水，增强钻井液的抑制性。井深1700米改小循环后，及时调整钻井液性能达到设计要求。在正常维护及处理钻井液的处理剂中按比例配成胶液加入，防止了处理剂在完全生效前就被固控设备除去。我们还利用NPAN来调整钻井液粘度，调节流变性，利用MMH抑制页岩，岩屑分散，合理控制滤失，确保了井眼的清洁。我们所拥有的良好固控设备和高的运转率严格控制钻井液中的劣质固相含量和低密度固相。振动筛，除砂器，除泥器与钻井泵的同步运转也保证了钻井液的质量。
2683.03-3198m。首先我们还是利用NPAN来调整钻井液粘度，利用MMH调节流变性，抑制页岩，岩屑分散，合理控制滤失，同时还加足防塌剂确保了井眼的稳定。在进入沙河街组地层前，我们采取了有利的措施来强化防塌。一是提高钻井液滤液的抑制性，防止泥页岩吸水膨胀;二是使用聚合醇等防塌剂形成化学固壁作用;三是利用沥青类，非渗透类处理剂等进行物理封堵，提高地层的承压稳定能力;四是尽量降低钻井液的滤失量，形成良好的泥饼。定向前，加入原油润滑剂10%，轉化为正电胶润滑钻井液。进入油气层前50m，加入阳离子乳化沥青油层保护剂。井深2500m时，加入磺化类处理剂，控制钻井液高温高压失水不超过15ml。
4结论
直井段施工保直是关键，为下步施工打下良好的基础。在定向段成功地使用了PDC。一直以来，用PDC定向存在工具面控制难的问题，在本井中采用小钻压均匀送钻，小排量钻进的方式解决了这一问题。针对不同地层及时调整泥浆性能。在施工中，加强坐岗，勤测量泥浆性能，以便根据实际情况及时调整性能进行，防止井下复杂。本井稳斜井段更换钻具结构频繁，最终还是利用PDC+复合钻进技术解决了问题，这说明在决定起钻前多调整钻进参数以解决问题的重要性。
参考文献：
[1]陈庭根，管志川.钻井工程理论与技术.东营：石油大学出版社，2012
[2]胜利石油管理局.钻井技术培训教材，2009
[3]赵金州，张桂林.钻井技术手册.中国石化出版社，2013
作者简介：
肖永军（1985—），男，山东省泰安市人，大学本科，工程师。