苏里格二开气井水平井快速钻井配套技术

王登治

川庆钻探工程公司长庆钻井总公司 陕西 西安 710000

摘要：本文通过优化轨迹剖面、钻头选型和钻具组合，使用了复合钻头、水力震荡器等新技术、新工具，提高了斜井段滑动效率，降低了井眼曲率。 

关键词：二开 气井水平井 复合钻头 复合盐  

1 技术难点

（1）裸眼段长，钻具摩阻扭矩大，滑动造斜效率低下。苏59-13-41H斜井段滑动机械钻速仅为1.25m/h。（2）PDC难以满足斜井段一趟钻施工。（3）完井下入管外封隔器，对轨迹曲率要求严格。（4）目的层为变化大，入窗着陆难度大。苏59-13-41AH井钻至井深3615m时，因地层发生变化，靶点垂深上调3m，后钻至井深3634m时，靶点垂深再次上调5m，使后期增斜率由15°/100m提高为21°/100m，增加了着陆入窗难度。（5）刘家沟组承压能力低，易漏失。（6）二开水平井裸眼段长，施工周期长，地层稳定性差。2 技术措施

2.1 优化轨迹设计，优选造斜工具，提高滑动效率

2.1.1 优化轨迹设计

斜井段造斜采用先急后缓的原则，第一造斜段设计增斜率相对较高，产生一定的初始井斜角，30~50°井斜段滑动相对困难，待钻轨迹设计增斜率应相对较低，减少滑动进尺，提高施工效率，50°井段后设计增斜率高于复合增斜率1~2°/100m，主要由复合钻进满足增斜率要求。2.1.2 优选造斜工具

（1）通过螺杆的改进，提高滑动增斜率，降低滑动摩阻。为了降低滑动粘托，提高滑动增斜率，减少滑动进尺，斜井段选用了Ф165LZ×1.5°单弯螺杆，扶正器外径改为210mm。斜井段总进尺698m，其中滑动进尺162m，所占比例为23.2%。（2）使用水力震荡器与复合钻头，有效降低摩阻，提高了滑动效率。苏59-13-41AH井井深3413m下入轴向+径向水力震荡器，配合复合钻头造斜，大幅提高了造斜效率，滑动机械钻速明显提高。2.2 优化轨迹剖面设计及滑动段长，降低井眼曲率

2.2.1 优化剖面设计

该井完井方式为管外封隔器固井完井，由于管外封隔器刚性强、外径大，对于井眼曲率要求较为严格，斜井段曲率不超过6°/30m，水平段曲率不超过3°/30m。因此，待钻轨迹根据不同井斜段复合增斜率的不同，设计相应的造斜率，设计原则为最大狗腿度不超过4.5°/30m。2.2.2 优化滑动定向方式

 该井斜井段采用1.5°螺杆造斜，造斜率相对1.25°螺杆较高，因此在滑动造斜时，采用复合与滑动相结合的方式，杜绝1.5°螺杆整根滑动；同时，根据井斜角的增大，滑动增斜率增高，相应每次滑动进尺需减少，严格控制狗腿度在设计范围内。2.3 合理快速入窗着陆

2.3.1 轨迹优化，快速入窗

如窗前找气层井斜要做到“能上能下”，下能稳斜探顶，上能顺利快速钻达90°井斜入窗。苏59-13-41AH井入窗前井按照打开储层斜控制在83~84°稳斜钻进，进出砂体后滑动10m顺利入窗。2.3.2 通过伽玛、钻时的预判，掌握入窗主动性

由于PDC钻头复合钻时快，迟到时间长，第一时间判断岩性变化的直观现象为钻时变快，接着伽玛值降低。因此，通过钻时结合伽玛值变化判断岩性变化至关重要，也是第一时间做出轨迹调整的重要因素。苏59-13-41AH井根据邻井资料对比，垂深3545m进入目的层，钻至井深  3728m时（垂深3545m）仍未见砂体，复合稳斜钻进至井深3734m（垂深3546m）时，钻时由5-6min减小为3min，伽玛值由220降低为100，判断进入砂体，开始滑动增斜，顺利着陆入窗，此时岩屑还未返出。 2.4 通过提高钻井液体系抑制性及有效技术措施，预防PDC钻头泥包

针对斜井段的大段泥岩，维持钻井液中NaCL与甲酸钠的总含量为近饱和状态，复配比例NaCL：甲酸钠=2：1。维持体系较高抑制性，PH值控制在7-8即可，防止泥岩段造浆，地面砂样呈颗粒装分离。同时补充钻井液时，经地面循环均匀后入井。2.5 增强钻井液封堵性，提高刘家沟承压能力。

2.5.1 提前转化钻井液体系

为提高地层承压能力，钻井液体系选择在刘家沟中部进行转化，SFT和ZDS加量分别达到3.5%与4%，并在钻穿刘家沟50米进行承压堵漏。2.5.2 通过承压堵漏，提高地层承压能力

承压堵漏（以苏59-13-41AH井为例）：承压堵漏在钻入石千峰50米，井深3090米，准备起钻造斜前进行，堵漏浆配置36方，配方：原浆（密度1.18 g/cm3，粘度37.5s）+锯末0.5吨+DF-A 1.5吨+云母1.5吨，堵漏剂含量约10%，甩掉3个单根开始关井挤封，单凡尔挤压从1MPa至5.5MPa，挤入量约2方，5.5MPa关井10分钟压降1MPa为4.5MPa并维持5分钟不降，承压和挤封历时约50分钟，泄压起钻。2.6 目的层钻头优选

钻遇明显石英砂岩层时，优选8刀翼13mm复合片PDC钻头代替6刀翼16mm复合片PDC钻头。3 结论与建议

（1）斜井段及水平段采用复合钻头配合水力震荡器能够大幅提高滑动效率和降低摩阻。（2）根据不同井斜度段复合增斜率的不同，设计相应的造斜率，能够有效提高滑动效率。（3）及时掌握伽玛值与钻时的变化，有利于快速入窗着陆。（4）提前钻井液转化，适当增加钻井液固相含量，并在刘家沟组进行承压堵漏，能够有效提高地层承压能力，为后期井段安全施工提供保障。（5）起下钻时的环空循环压耗的平衡及合理的灌浆方式是防塌的重要技术措施。（6）钻井液转化后，一体机24小时运转，严格控制钻井液内有害固相含量。 217