川西沙溪庙组的水平井斜深均在3200m左右, 垂深1900m左右, 井身结构采用三开制, 一般在井深1500m左右造斜, 垂深1800m左右进入水平段, 钻遇地层为第四系、剑门关、蓬莱镇、沙溪庙组。
直井段分为一开井段和二开直井段两段, 一开井段钻遇地层为剑门关组和蓬莱镇组上部, 轨迹控制难度不大;二开直井段钻遇地层主要是蓬莱镇组, 地层松软, 快速钻进过程中容易产生井斜, 是直井段轨迹控制的关键。
二开直井段一般采用塔式钻具组合配合5刀翼PDC钻头钻进, 4刀翼PDC钻头易斜, 易变化方位, 部分井也采用钟摆钻具组合防斜, 从实际使用的情况来看, 塔式钻具在直井段施工中防斜效果优于钟摆钻具。钻进参数以防斜打直为目的, 钻进参数根据测斜数据进行调整, 确保防斜打直, 保证井身轨迹, 为下一步施工提供便利条件。。
水平井造斜段的钻具组合均采用弯螺杆配合MWD随钻测斜仪进行滑动造斜钻进, 在实际使用中一般可以分为两段, 一是造斜初期, 井斜<30°阶段, 为保证井下安全, 不使用钻铤, 使用加重钻杆施加钻压, 降低井下摩阻;二是造斜中后期, 井斜>30°以后, 继续使用原钻具组合将导致加重钻杆全部贴于下井壁, 钻压施加困难, 此时将钻具组合改为倒装钻具, 将施加钻压的加重钻杆放到井斜<20°以上井段, 通过钻杆将钻压传递到钻头上。根据施工要求, 二开井斜一般调整到87-90度, 中A靶, 下技术套管中完。
水平段的钻具组合继续使用倒装钻具组合, 随着井深加深, 加重钻杆一般调整到小于30度的井段, 一般都使用1-1.25°的单弯螺杆, 根据随钻测得的井斜、方位, 采用复合和滑动相互结合, 满足B靶及A靶与B靶之间控制点的要求。
水平井施工中钻井液性能优良尤为重要, 是降低井下摩阻、提高施工进度、保证施工安全的关键, 川西沙溪庙组水平井造斜段和水平段主要使用聚胺仿油基钻井液和聚璜防塌钻井液体系, 主要是强调高润滑性和高封堵能力。
钻井液固相含量直接影响造斜段和水平段施工的仪器使用和摩阻大小。固相控制的关键是增加固控设备的使用频率, 另外保持钻井液适当的絮凝能力也是固相控制的重点。
进入造斜段以后, 钻具在起下钻时都是紧贴井壁运行, 与井壁接触面积大, 对钻井液润滑性能提出了更高的要求。钻井液润滑性的良好与否直接影响滑动钻进的机械钻速和施工安全, 润滑性较差时滑动钻进托压严重、机械钻速低、工具面不稳定、上提下放异常阻卡等情况。钻井液润滑性主要从固相控制和润滑剂使用上来进行控制。
水平井普遍存在的大井斜段和水平段返砂困难, 井眼清洁程度不足的问题。因为井眼的清洁程度不足, 造成水平段一旦有滑动钻进必然钻速极低, 延长施工周期;完井作业期间因为井眼清洁问题还可能造成测井、下套管困难, 反复通井;严重时甚至造成井下事故。根据各井施工情况, 现场在水平段井眼净化一般采用4种方式。
水平段短起对水平段的井眼清洁有极其重要的意义, 重复提拉井壁可将停留在下井壁的岩屑床破坏, 到底循环时更容易被泥浆带出。
水平段钻进中通过适当降低钻井液粘切, 提高环空返速, 增强钻井液对井壁的冲刷, 达到破坏岩屑床、清洁井眼的目的。
目前沙溪庙水平井水平段大多返砂不太好, 通过采用粘度较高的稠浆洗井, 对井眼清洁有极大好处。
为了防止岩屑沉积以及清除和阻止形成的岩屑床, 合理利用不同流型 (层流与紊流) 的钻井液段塞来清除岩屑床, 避免过渡流。
现场使用中, 一般将水平井分为直井段、造斜段和水平段分别优选钻头, 通过几口水平井的施工, 现场对现有的钻头已经有比较成熟的优选方案。直井段使用型号为ABS1605的PDC钻头效果较好, 造斜段优选DF1905BU型号的PDC钻头。水平段优选GP505型号PDC钻头, 可以取得较快机械钻速。
目前川西沙溪庙组水平井施工已经总结出比较成熟的施工工艺, 但仍然存在几个问题急需解决, 主要集中在造斜段的效率低下、水平段的井眼净化和完井下套管困难三个方面, 针对这三个问题提出以下建议。
滑动钻进因为托压原因, 钻压不能有效加到钻头上, 造成钻速较低;同时托压突然释放时造成井底钻具大幅度扭转, 工具面不稳而不得不上提重新摆工具面也是影响造斜施工进度的一大因素。解决托压的最直接方法就是解放钻具, 使其转动, 目前可用的最有效方法就是旋转导向工具。不过旋转导向工具使用成本较高, 目前没有得到大范围推广。
现场虽然采取了各种措施, 但效果不佳。
迹控制不好、水平段过长摩阻过大等原因造成, 通常只要解决好井眼清洁和轨迹控制的问题均能顺利将套管下至预定井深, 但随着勘探开发力度不断加大, 水平段长越来越长, 甚至位垂比超过1:1, 这样的井眼下入完井套管将大大增加难度。解决此类问题, 现场多采用加重钻杆来送尾管, 增加悬重, 确保顺利下入尾管。
摘要：随着油气勘探开发的需要, 川西地区以上沙溪庙组为主要目的层的中深水平井逐年增多。川西沙溪庙组的水平井斜深均在3200m左右, 垂深1900m左右, 井身结构采用三开制, 一般在井深1500m左右造斜, 垂深1800m左右进入水平段, 穿越第四系、剑门关、蓬莱镇、遂宁组进入沙溪庙组钻完水平段完钻。目前川西沙溪庙组水平井施工中各井各有所长, 为达到提高沙溪庙水平井钻井速度和施工安全的目的, 本文将各井施工情况进行整合, 从轨迹控制技术、钻井液应用技术和钻头的优选等几个方面进行了分析对比, 优选出各井应用成功的方面, 总结出一套适用于川西沙溪庙组水平井安全、快速施工的工艺。
关键词：沙溪庙,水平井,轨迹控制,钻井液,PDC钻头
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