PX11-1HF水平井井眼轨迹控制技术

侯 炼 黄志强 吴 健 游 尧 孙 伟

(长江大学 石油工程学院，湖北 武汉 430100）

PX11-1HF井是坪北油田部署在鄂尔多斯盆地陕北斜坡中部坪桥鼻褶带的一口评价水平井，该井设计完钻井深2400m，实际完钻井深：2475m；目的层：延长组长61；完钻层位：长61；完钻原则：钻至B靶点留足口袋完钻。设计剖面为直-增-稳-增-平，设计水平井段长932.51m。井口至A点方位273.63°, 位 移 541.69m； 井 口 至 B 点 方 位 295.15°， 位 移1414.74m。严格控制A靶点、B靶点及井斜方位，A至B井眼轨迹垂直方向中靶半径控制在2m以内；水平段水平方向中靶半径控制在6m以内。全井采用柔性钻具组合，钻井参数合理有效、技术措施得当，安全、快速地完成了本口井的施工，井眼轨迹质量高，后续完井施工顺利，取得了良好的经济效益。

1 井身结构及剖面设计

1.1 井身结构设计

一开使用 17-1/2"(φ444.5mm)钻头，下入 φ339.7mm 套管60m，套管下入原则：进入洛河层40m左右，下入本层套管，封地表黄土层，建立井口。水泥返至地面。

二开使用 12-1/4"(φ311.2mm)钻头，下入 φ244.5mm 技术套管900m，套管下入原则：进入长2段地层下入244.5mm技术套管，封隔长1及上部复杂地层，为大斜度和水平段钻进创造条件。水泥返至地面。

三开用Φ215.9mm钻头钻进，完成增斜段和水平段钻探，下Φ139.7mm生产套管，套管设计下深2390m。

1.2 剖面设计

井眼轨道的设计原则[1]是顺利实现定向钻进，有利于安全、优质、快速钻井的同时满足采油工艺的要求。井眼轨道优化[2]为了减小井下摩阻、扭矩，有利于井眼轨迹控制和提高钻井效率，定向井轨道设计的合理与否直接决定了定向井造斜段的钻进难度及能否顺利中靶。PX11-1HF井井眼轨道设计参数（如表1）。

表1 PX11-1HF井井眼轨道设计参数

2 井眼轨迹控制技术难点分析

1）安定组、直罗组易发生泥页岩吸水膨胀坍塌，造成钻进过程中遇阻问题，地层浸泡时间长，易发生井塌或缩径，产生“糖葫芦”井眼，局部区域易产生较大狗腿度，给轨迹控制带来难度。

2）水平段长，下部地层施工摩阻大，轨迹控制难度大。测斜盲区长，井底预控难度加大；小井眼水平段稳斜难度大，甲方对水平段穿行垂深要求严格。

3）本井由于水平段长，砂子在井底不易带出，钻井液含砂量高，对螺杆及随钻测斜仪器冲蚀严重，造成螺杆使用寿命缩短、仪器没有信号。

3 井眼轨迹控制技术

3.1 一开 Φ444.5mm 井眼表层井段(0～60m)

采用塔式钻具组合钻进，开孔吊打，轻压钻进，逐渐加深后转入正常钻进，每钻完一个单根洗井2～3分钟，修整井壁,有效的控制了井斜。

3.2 二开 φ311.2mm 井眼段(60～907m)

直井段 （60～350m）采用钻具组合:φ311.2mm牙轮钻头+φ228.6mm 钻铤 2 根+φ308mm 螺扶 1+φ228.6mm 钻铤 1 根+φ308mm 螺扶 1 个+Φ203.2mm 无磁钻铤×1 根+φ203.2mm 钻铤11 根+Φ177.8mm 钻 铤×6 根+φ127mm 加 重 钻 杆 15 根 +Φ127mm钻杆使用海蓝电子多点测斜仪进行轨迹跟踪监测，钻进至钻铤全部出套管后正常加压钻进，这些技术措施的实施，确保了直井段轨迹质量，最大井斜1°；井底位移仅5m，为下部井眼轨迹控制，打下了良好的基础。

第一增斜段（350～640m）和稳斜段（640-907m）采用钻具组 合 :Φ311.2mm 牙 轮 钻 头 +Φ244.5mm ×1.25°单 弯 螺 杆 +Φ203.2mm 无磁钻铤×1 根+Φ203.2mm 钻铤×1 根+Φ158.8mm 钻铤×3+Φ127mm加重钻杆×30根+Φ127mm钻杆采用海蓝MWD（无线随钻）测量仪器监控，轨迹控制满足设计要求，整个增斜井段轨迹圆滑，施工顺利。

该井段采用钾基聚合物润滑钻井液体系，上部地层易吸水膨胀，形成厚泥饼阻卡，必须坚持短程起下钻制度，保证起下钻畅通。每钻进200～30Om(或纯钻时间35～40h)，短程起下钻一次。起钻过程中如有遇阻要反复拉井壁或划眼，直到畅通无阻后再下钻到井底继续钻进。

3.3 三开 φ215.9mm 井眼段(907～2461m)

稳斜段（907～1006.55m）采用钻具组合：Φ215.9mm 牙轮钻头 +Φ172mm ×1.25°单 弯 螺 杆 +431 ×4A10 定 直 接 头 +Φ210mmSTB+Φ158.8mmNMDC×1+Φ158.8mmDC×2+4A11×410+Φ127mmHWDP×30根+Φ127mmDP。

第二增斜段（1006.55～1393.5m）采用钻具组合：Φ215.9mm牙轮 钻头+Φ172mm×1.0°单弯 螺杆+431×4A10 定 直 接 头+Φ127mmNMHWHP×1+Φ127mmHWDP×6 根 +Φ127mmDP×18根+Φ127mmHWDP×36根+Φ127mmDP。

水平段（1393.5～2461m）采用钻具组合:Φ215.9mm 牙轮钻头+Φ172mm×(0.5°～0.75°) 单弯螺杆+431×4A10 定直接头+Φ212mmSTB+Φ127mmNMHWHP×1+Φ127mmHWDP×6 根 +Φ127mmDP×18根+Φ127mmHWDP×36根+Φ127mmDP 该段采用海蓝无线随钻LWD[3]监测，根据地质导向情况，定向钻进至1393.5m，垂深1153米进入A靶点，甲方现场对水平段穿行垂深要求严格，小井眼复合钻进成增斜趋势，为了顺利穿行水平段， 满足甲方要求， 采取了 0.75°、0.5°单弯螺杆定向加复合钻进，对水平段进行微调整，控制效果较好，施工较为顺利。

在该井段严格控制钻井液中的固相含量，在井斜和摩阻较大时以8～12%的加量均匀地加入原油，并以0.5～1.0%的加量加入SN-1固体乳化剂，使原油能均匀地乳化在泥浆中，将钻井液转化成钾基聚合物润滑钻井液，正常钻进勤维护勤处理，使钻井液始终保持良好的携带性能、流变性能、抑制性能、润滑性能，同时，每钻进300m，就短程起下钻1次，以此来破坏水平段的岩屑床，修整井壁，保证水平段的安全快速施工。

4 结论

1）优化井眼轨道和钻具组合、优选钻井参数、严格控制造斜率等技术措施是定向井安全顺利钻进的保障，对于确保井眼轨迹圆滑、降低摩阻和扭矩具有重要作用。

2）对于非常规定向井分段采用MWD/LWD导向钻井技术，控制造斜率，使井眼轨迹光滑，避免井下复杂情况的发生。LWD实时测量的自然伽玛、电阻率曲线能为现场地质导向人员确定着陆点，判断油气层位置，预测油气层上下界面提供实时测井曲线;井斜、方位、工具面值能为定向井工程师调整钻井参数提供依据，确保中靶，使轨迹达到地质要求。

3)成功地完成了第一口非常规水平井，为油田地区油气藏积累了浅层水平井的施工经验。

[1]陈庭根，管志川.钻井工程理论与技术[M].山东东营：中国石油大学出版社，2006

[2]王东伟，王翔，单安平，等.罗平 7 水平井钻井技术「J」.石油钻采工艺，2012，34(5):25-27

[3]陈彬.LWD导向技术在水平井钻井中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2012,11