深井鉆井技術在樁129-1HF井的應用

1、    深井鉆井技術在樁1291hf井的應用    趙志華+王虎文+王洪臣摘 要：深井的地質條件復雜，鉆井深度和工藝難度較大，井深結構復雜，設備選型要求高，井身質量要求嚴格，井網布置空間選擇性小，軌道設計復雜。深井鉆井技術的應用在樁129-1hf井得到了成功實踐。關鍵詞：深井鉆井技術；應用；樁129-1hf井doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.22.0721 樁129-1hf井概況樁129-1hf井是一口非常規(guī)開發(fā)水平井，設計鉆深5560.42m，設計垂深3340.00m，水平位移3400.74m，該井位于勝利油田樁西潛山和埕島

2、潛山披覆構造的結合部，構造形態(tài)受沉積基底及埕北大斷層影響和控制。該井具備軌跡復雜、靶點多、中靶難度大、施工工藝復雜，巖性的不確定性大等特點。2 樁129-1hf井的主要技術難點（1）井深結構復雜，采用導管、一開、二開、三開結構設計。1）導管采用660.45mm鉆頭鉆進，下入508mm導管50m，水泥返至地面。建立井口；表層套管一開采用444.5mm鉆頭鉆進，下入339.7mm套管1550m左右，水泥返至地面。封隔上部松散易坍塌地層；二開井眼采用311.2mm鉆頭鉆至井深3802m，下入244.5mm技術套管封至儲層段以上，水泥返至1150m；三開使用215.9mm鉆頭鉆至設計井深完鉆。水平段以

3、上采用直徑139.7mm的油層套管，水平段采用直徑139.7mm篩管完井。（2）軌道設計復雜，軌道類型采用直-增-穩(wěn)-增-穩(wěn)-增-平型設計，井底垂深3314.03 m，井底閉合距3400.74 m，井底閉合方位37.85 °，造斜點 1200.88m，最大井斜角 91.86°。（3）井身質量要求高。1）直井段全角變化率要求01000m全角變化率（°/25m ） 1.25，水平位移（m） 20m；10001200.88全角變化率（°/25m ）1.50，水平位移（m） 30m；水平段靶框要求：靶半高1 m，靶半寬10m。（4）井網井距密度大。1）樁129-

4、斜10區(qū)塊由于地面條件限制，采用常規(guī)開發(fā)手段實施難度大，因此樁129-1hf井采用長井段水平井開發(fā)，水平段沿南西方-北東向延伸。2）井距采取在效厚大于8m區(qū)域部署。3 樁129-1hf井的主要技術措施3.1 地面控制措施（1）地面設備的選擇，由于本井設計鉆深5560.42m，垂深3340.00m，水平位移3400.74m。鉆機負荷大，選擇的鉆機設備負荷能力及配置能夠滿足鉆井的需要的上限，選擇70型鉆機，并配備頂驅。2.1.2地面鉆井設備的安裝控制措施，設備安裝嚴格按照鉆井井場、設備、作業(yè)安全技術規(guī)程（sy 5974-2014）安裝，做到基礎牢固、底座平整、設備設施齊全、防碰天車及安全控件靈敏可

5、靠、控制氣路暢通、水源充足；井控設施安裝按照中國石化井控管理規(guī)定（中國石化油2015374號）進行安裝，開鉆前對封井器進行試壓，做到壓力穩(wěn)定、設施管路及壓井、節(jié)流管匯不刺不漏；電路及電氣安裝按照石油天然氣鉆井、開發(fā)、儲運防火防爆安全生產技術規(guī)程（sy/t 5225-2005）進行配置安裝，做到電氣控制使用集中控制房，地面敷設電氣線路應使用電纜槽集中排放，鉆臺、機房、凈化系統(tǒng)的電氣設備、照明器具應分開控制，井架 、鉆臺、機房、泵房、野營房的照明線路應各接一組專線，地質綜合錄井、測井等井場用電應設專線，探照燈的電源線路應在配電房內單獨控制，井場以內的電氣系統(tǒng)的所有電氣設備應符合防爆要求，做到整體防

6、爆。3.2 工程技術控制措施（1）導管采用清水開鉆，鉆進時采取快鉆快完的原則，固井水泥漿返至地面，防止地面坍塌，影響井架的穩(wěn)固。（2）一開直井段（50-1200m）表層配漿開鉆，保障起鉆和下表層順利，吊打鉆進，保證上部井眼垂直，口袋長度1.0m，防止沉沙導致井深不足，影響一開套管的下入深度，起鉆時進行電子單、多點井眼測斜，確保直井段打直。（3）一開定向段、穩(wěn)斜段，井段（1200.881552m），1）采用mwd無線隨鉆測斜儀跟蹤調整井眼軌跡，有偏離設計時及時調整井斜方位；2）下鉆前必須檢測動力鉆具彎曲度數，鉆具配完在井口測試動力鉆具，井口檢測、檢查mwd儀器的組裝情況；3）下鉆前鉆井液性能穩(wěn)定

7、，達到設計要求，凈化設備運轉正常；4）動力鉆具鉆進完，短起下鉆修整井壁。（4）二開穩(wěn)斜段、造斜段、穩(wěn)斜段，井段（15523802m），（1）采用mwd無線隨鉆測斜儀跟蹤調整井眼軌跡；（2）下鉆前檢測彎套度數，地面測試動力鉆具，檢查mwd儀器的組裝；（3）下鉆前鉆井液性能穩(wěn)定，達到設計要求，凈化設備運轉正常；（4）動力鉆具鉆進完，短起下鉆 5 個立柱。（5）三開斜井段、水平段，井段（38025560.42m），1）自井深3270m（垂深）采用lwd隨鉆隨測監(jiān)控井眼軌跡；鉆井采取滑動鉆進和復合鉆進兩種方法交互操作，方位有偏離設計時隨時進行方位調整；2）三開下鉆前必須在井口進行動力鉆具彎曲度檢測和性

8、能測試；3）下鉆前鉆井液性能穩(wěn)定，達到設計要求，凈化設備運轉正常；為滿足壓裂工藝要求，水平段井徑擴大率小于5%；4）根據第一趟鉆實鉆情況調整鉆具組合與鉆井參數滿足軌跡控制要求；5）動力鉆具鉆進完，短起下鉆 5 個立柱；6）鉆完進尺電測后，按照完井設計要求通井，保持井眼暢通。7）后期水平段主要以滑動鉆井控制軌跡為主，為了減少鉆具對井壁的摩擦阻力，要對螺桿鉆具本體上的扶正塊進行簡化，減少12mm，選擇欠尺寸扶正器，采用單彎+雙穩(wěn)的組合的鉆具結構，增強穩(wěn)定井斜效果，提高轉盤鉆井加動力鉆具鉆進比例；8）選用轉速低、扭矩大的螺桿；選擇1度左右單彎螺桿動力鉆具，避免滑動鉆進調整井斜時出現較高的井斜曲率。e

9、ndprint3.3 鉆井液技術控制措施（1）一開直井段、斜井段，該井段地層成巖性差，泥巖性較軟且砂層發(fā)育，防坍塌、防漏、防卡、防止泥巖縮徑；（2）二開1000m采用清水大循環(huán)鉆進，鉆進中及時補充濃度為（0.30.5）%的pam聚合物膠液，嚴格控制造漿，補充足量水，將上部井眼（主要明化鎮(zhèn)及館陶地層）打成開放式井眼；（3）根據鉆井液造漿情況改小循環(huán)，采用hpan或其它降粘劑調整鉆井液流動形式，調整鉆井液性能達到設計要求。鉆井液的處理劑按比例配成膠液流動加入，不得將處理劑干粉直接加入循環(huán)鉆井液中，以防在處理劑完全生效前就被固控設備除去，起鉆前循環(huán)最少三周鉆井液，大幅度的活動鉆具，以刮擦井壁，攜帶沉

10、積的巖屑；（4）利用pam劑以抑制巖屑擴散，確保井壁穩(wěn)定；（5）固控設備24小時運行，特別是3級與4級凈化設備，控制鉆井液中的劣質固相和低密度固相，鉆井液膨潤土含量控制在在（3045）g/l之間。二開斜井段、穩(wěn)斜段，（1）由于井眼尺寸大（井眼直徑311.2mm），造斜初期要控制鉆井液排量，保證鉆壓及工具面的平穩(wěn)，嚴格控制造斜率，設備出現故障，嚴格禁止定點循環(huán)，保證井眼軌跡順暢，以減小鉆柱與井壁摩擦阻力和扭矩；（2）mwd下鉆前鉆井液性能穩(wěn)定，達到設計要求，凈化設備運轉正常；泥漿混入潤滑劑，起鉆前采取大排量、大幅度上下活動等方式，消除巖屑床，確保井眼暢通和穩(wěn)定；（3）起下鉆時，要預防鍵槽卡鉆，如

11、阻卡嚴重，可下入破鍵器破壞鍵槽，防止卡鉆；（4）采用柔性鉆具組合通井。進入井深3280m（垂深）以后，（1）采用lwd隨鉆隨測監(jiān)控井眼軌跡；采用滑動鉆進和復合鉆進兩種方式進行鉆進，根據方位變化趨勢實時調整井斜方位；（2）下鉆前在地面準確測量動力鉆具彎曲度數，井口內開泵檢查動力鉆具運轉情況和lwd儀器的工作情況；（3）下鉆前鉆井液性能穩(wěn)定，達到設計要求，凈化設備運轉正常；（4）水平段每鉆進（50100）m，根據巖屑返出情況，進行短程起下鉆作業(yè)，泥漿應保持良好的流變性能及攜帶巖屑能力，防止巖屑沉積床的生成；（5）為了保護定向鉆具和lwd儀器，克服摩阻給鉆頭加壓時，可能造成隨鉆震擊器工作，鉆具組合可

12、以不用配置隨鉆震擊器。該井段的重點是降低摩阻和增加上部鉆具的重量，提高鉆壓的傳遞效；（6）施工過程中采用倒裝鉆具，以增加鉆具重量來施加足夠的鉆壓，提高機械鉆速；（7）調整鉆井液性能，要重點增加鉆井液的潤滑性能，降低摩擦阻力，同時提高攜巖能力；（8）隨著井深水平段的增加，鉆井液中巖屑的運移阻力逐漸加大，容易在井眼井壁下形成巖屑沉積床，這時要進行短程起下鉆作業(yè)或分段循環(huán)，及時清除井眼內巖屑沉積床；（9）加密隨鉆測斜力度，控制井眼軌跡，保證軌跡的順暢；（10）復合鉆進時鉆壓的傳遞比較好，鉆頭能夠保證足夠的鉆壓。但根據單彎單穩(wěn)鉆具組合的特性，復合鉆進時微增井斜，增到一定程度后必須降井斜；（11）鉆進過程中接單根速度非常重要，一般情況下要控制在3-5分鐘，如果時間過長要放棄接單根，接方鉆桿開泵循環(huán)，防止造成井下復雜和卡鉆事故發(fā)生；（12）若起下鉆遇阻需開泵劃眼時，嚴禁長時間停留在同一井段處循環(huán)和劃眼，以防劃出新井眼和井眼形成“大肚子”，劃眼時要密切觀察鉆具扭矩的變化，加鉆壓由小到大，但不得超過50千牛，每次起下鉆要定期進行上下鉆具立柱的倒換，防止鉆具長時間受同一種力的作用，產生疲勞破壞。4 結束