某油田S区块大位移水平分支井钻井技术浅谈

白世星

（胜利石油管理局渤海钻井总公司，山东东营257200）

某油田S区块大位移水平分支井钻井技术浅谈

白世星*

（胜利石油管理局渤海钻井总公司，山东东营257200）

通过简要介绍S区块的地质情况及井身结构，进一步详细阐述了该区块水平分支井眼的钻井模式，重点介绍了座、取斜向器及开窗的程序及注意事项，并对地质旋转导向+随钻测井技术进行了较为详细的介绍，最后重点介绍了与之相对应的钻井技术措施，并提出了一些相应的建议。

大位移；分支井眼；斜向器；地质旋转导向；随钻测井

1　S区块地质简介

S区块位于某国东南部，属于热带沙漠气候。其沉积相为海相，地层以新生代和中生代为主。岩性多为硬石膏和石灰岩，易漏，主力油层在“C”和“D”层。钻井过程中所用水源为地下水，矿化度很高，且含有H2S。

2　井身结构

由于该区块的各分支井，不论从地质构造、井身结构，还是从钻井液、钻井技术等方面都极为相似，故特以S-1井为例（如图1所示），介绍如下：

一开：28″井眼采用24″导管，下深±160′，采用插入法固井。

二开：22″井眼采用18-5/8″表层套管，下深±1438′，采用插入法固井。

三开：16″井眼采用螺杆定向钻具组合，造斜点在±2000′。采用13-3/8″技术套管，下深±3800′，井斜30°左右，采用分级箍双级固井。

四开：12-1/4″井眼采用螺杆定向钻具组合，采用9-5/8″技术套管，下深±5150′，井斜55°左右，进入SHU′AIBA油藏垂深±2′，采用分级箍双级固井。需特别注意SHU′AIBA地层气侵。由于此开井段为水敏性地层（页岩居多），故采用油基钻井液。

五开：8-1/2″井眼采用螺杆定向钻具组合，采用7″尾管，下深±7050′，井斜90°。

六开：为水平分支井段，所有6-1/8″的分支井眼都采用地质旋转导向技术，裸眼完井。每个井眼完成后都将该井眼替成盐水完井液。

3　水平分支井眼钻井技术

3.1钻井模式

以S-1井为例，总共有4个分支，先钻主井眼L0，接着是分支井眼L1、L2、L3，采用逐渐后退的方式来钻进，每个井眼钻完后都替为盐水完井液，替入深度为下一个分支井眼开窗的位置。然后下入CORETRAX的刮管+磁铁组合，重点刮开窗、座挂斜向器的位置，每次出井后，都要将收集到的铁屑进行称重，5kg以内为合格，更严格的为2kg以内。之后下入斯伦贝谢的斜向器+开窗组合，一般钻入新地层10′～15′作为口袋。开窗完成后便下入地质旋转导向+随钻测井仪器组合进行钻进。分支井眼完钻后，替入盐水完井液，起钻，更换为回收斜向器+CORETRAX的刮管+磁铁组合，取出斜向器。接着进行下一个井眼的轮回。

3.2座、取斜向器和开窗技术

3.2.1座挂斜向器及开窗

3.2.1.1开窗位置的选取

（1）选取开窗位置时，注意避开套管或尾管接箍；并根据CCL（磁定位曲线），再次复核；

（2）选取开窗位置时，注意避开套管或尾管扶正器；

（3）通过CBL（固井质量曲线），优选固井质量的位置开窗。

3.2.1.2入井程序及开窗（以斯伦贝谢定向井和斜向器为例）

（1）测试定向井MWD（SLIM PULSE或陀螺仪器）仪器；

（2）配斜向器组合：

图1　S-1井井身结构

7″WHIPSTOCK+6-1/8″TRI MILL+HYDRAULIC RUNNING TOOL+XO+1JT×4″HWDP +XO+MCBPV+MWD SLIM PULSE+FILTER SUB+XO+2STDS×4″HWDP+XO+6JTS×7″STRING MAGNET+XO+13TDS×4″HWDP+4″DP+XO+4JTS×9-5/8″STRING MAGNET+XO +4″DP

注意：

①在液压送入工具顶部注入5GALS液压油或水，等待约5min，让气体充分排出，并装入小活塞，以剪短销钉，涨封斜向器封隔器；

②所有入井钻具必须通径。

（3）量角差。

（4）下钻及注意事项：

①下钻时，任何时候都不允许开泵循环；

②平稳下钻，每3min一柱，直至座挂井深；

③不允许猛启、猛停、猛起、猛放，不允许转动和开泵；

④遇阻不能超过5KLBS，小心通过封井器组、尾管顶部以及任何有显示的地方；

⑤如有任何问题，及时汇报斜向器工程师。

（5）下至座挂位置，缓慢开泵，排量80GPM，见返出后，逐渐增加排量，获取MWD信号并按设计调整斜向器角度至合适位置。

（6）开、停泵5～6次，关闭MCBPV（MULTI-CYCLEBYPASSVAVLE，也就是指旁通阀），憋压3500PSI，稳压5min，确保封隔器充分涨封。然后上提、下放15 KLBS确保斜向器已座挂完毕。

（7）下压35KLBS剪断铣鞋与斜向器之间的连接销。

（8）上提5′，观察到泵压下降后，说明液压管线已断。调整泵冲至泵压2000PSI。下放探斜向器顶部，用2～12KLBS钻压、60～120r/min的转速、300GPM的排量钻进。钻进过程中，当泵压再次下降后，说明铣鞋水眼丝堵已掉，属于正常现象，继续钻进即可。每开窗1′或每半小时打10BBLS高粘，并每半小时清理一次振动筛处的磁铁，将铁屑全部收集起来。

（9）开窗完成后，继续钻10′～15′的口袋。之后开始修整窗口，直至开、停泵及旋转、停转情况下都畅通无阻为合格。泵入高粘，循环井眼干净，溢流检测，起钻。

（10）起出后，检查磨鞋磨损情况：LEAD MILL在1/2″的磨损范围内为合格，FOLLOW MILL和DRESS MILL在1/4″的磨损范围内为合格。

3.2.2取斜向器

3.2.2.1钻具组合（带CORETRAX的刮管+磁铁组合）

HOOK TOOL+XO+FLOAT SUB+XO+4″DP（OR 4″HWDP）+XO+FISHING JAR+MWD SLIM PULSE+XO+2 STDS×4″DP+XO+6JTS×7″STRING MAGNET+7″HI-PRO SCRAPER+7″HI-PRO BRUSH+7″JUNK BASKET+XO+15 STDS×4″HWDP+4″DP+XO+4JTS×9-5/8″STRING MAGNET+XO+4″DP。

3.2.2.2下钻及取出程序

（1）测试定向井MWD（SLIM PULSE或陀螺仪器）仪器；

（2）配钻具，量角差；

（3）下钻，每15柱灌满一次泥浆；

（4）下至窗口以上5′，记录好悬重、上提和下放悬重。缓慢开泵，将排量提至250GPM，调整HOOK方向，使它的水眼（对面是捞钩）朝向WHIPSTOCK的SLOT，泵入20/30 BBLS低、高粘，循环一周。循环期间，上下缓慢活动钻具，清洗SLOT部位的沉砂，便于捞钩入槽；

（5）清洗完毕后，降排量（只要MWD SLIM PULSE有信号，就尽可能低一点）。上提钻具20′，旋转钻具，使得HOOK TOOL的捞钩，朝向斜向器的槽；

（6）缓慢上提下放钻具，使得捞钩掉入斜向器的槽。有时，需要多次微调方向，才能挂上；

（7）一旦捞上，缓慢上提10KBLS，轻微拉伸震击器，然后施加65～80KLBS的上提力，剪断销钉，封隔器泄压缩回，斜向器被释放。有时为了补偿摩阻，需要逐渐增加上提力，但最大不能超过130KLBS；

（8）若斜向器释放成功，上提钻具，观察井口液面下降情况，进行溢流检测；

（9）若溢流检测良好，开泵（排量150～300GPM）起至尾管悬挂器顶部或直井段，然后转入正常起钻。注意事项如下：

①起钻过程中尽量避免下放，以防脱钩；

②轻放卡瓦，谨慎操作液气大钳防止撞击钻具；

③小心通过套管头和封井器组；

④起至斜向器时，注意关闭全封闸板，防落物；

⑤如有任何问题，及时向斜向器工程师汇报。

3.3地质旋转导向+随钻测井钻井技术

在该区块6-1/8″水平分支井眼的施工过程中，大都采用了RSS（ROTARY STEERABLE SYSTEMS）+随钻测井仪器的钻井技术，钻具组合以威德福定向井为例，介绍如下：

6-1/8″PDC+4-3/4″RSS+IDS+HEL+6-3/ 32STRING STABILIZER+LONG FLEX NMDC+ 4-3/4″FLOAT SUB+AST+4-3/4″SUMMIT PBL SUB+XO+1 STD×4″HWDP+4-3/4″DRILLING JAR+1 STD×4″HWDP+76 STDS×4″DP+10 STDS×4″HWDP+34 STDS×4″DP+7 STDS×4″HWDP+4″DP。

地质旋转导向系统分为2部分：井内为RSS，地面为DOWNLINK COMMANDER（地面控制器）。DOWNLINK COMMANDER入口端连接在立管闸门组，出口端连接在出水管上。当随钻测井仪器传回井斜、方位等参数时（参数更新时间可以设置，通常情况下约1.5s），若不利于轨道趋势时，可以利用DOWNLINK通过泄压的方式给RSS传输命令，来调节钻头的走向，从而控制井眼轨迹。

RSS又主要分为2部分：控制机构和偏斜机构。偏斜机构的外部有6个偏斜块，里面有一个旋转的阀，通过开关此阀允许钻井液的进入，驱动相应的偏斜块的伸出和缩回，从而为钻头提供一个侧向力。一旦设定完毕，控制机构就会控制偏斜机构的偏斜块始终保持这个位置，不管整个钻柱的旋转与否。例如需要增斜，下面的偏斜块就会伸出，使得钻头朝上翘，从而来实现增斜的目的。

钻具组合中的加重钻杆通过倒装来给钻头进行加压，扶正器和柔性无磁承压有助于控制井斜的增降，浮阀用于井控且并不会影响随钻测井仪器的信号传输，PBL用来堵漏，震击器用来防卡。

3.4钻井技术措施

工程技术方面：每钻完1柱，磨钻压5min，倒划眼和划眼1根，每3柱倒划眼和划眼一整柱，转速都是100r/min，并且要加快接立柱速度，尽量减少静止时间，开、停泵控制在7min以内。短起下钻视情况而定（但实际上所有的分支井眼都没有进行）。但要注意的是：震击器的位置最好安排在尾管内，尽量不要进入裸眼，以更好地发挥它的作用。

钻井液处理方面：在水平段长6697′（2041.25m）的情况下一次性打完，并未搞过一次短起下，只是在每3柱钻进中途打一次低粘/加重高粘泥浆（先打低粘10BBLS，由地层水或海水配制而成，粘度比其略高即可，通常高15～20s，但一定比钻进泥浆低；打完后接着打20BBLS加重高粘，密度比钻进泥浆高15～30PCF，粘度比钻进泥浆高30～50s，通常在120s以上），以提高携砂性能，而且并未用离心机，只是将振动筛布换为API230，返砂还可以。低粘的目的是将沉积在下井壁的岩屑扰动起来，而加重高粘的目的则是将其推举出地面。另外，在配制、维护钻井液时还需先加入杀菌剂，再加入其它药品。而且还必须确保一定量的润滑剂（3%～4%）和除硫剂（1～2PPB）。

4　结论及建议

（1）开窗下斜向器之前，必须刮管，确保斜向器一次座挂成功；

（2）为了减轻对油气层的损害，裸眼完井时最好采用盐水完井液体系；

（3）为了确保大位移水平分支井眼的顺利钻进，必须确保足够的钻井液处理剂的投入；

（4）若考虑成本因素，可以采用螺杆+MWD仪器的定向钻具组合，但到后期定向相当困难，而且在定向的时候极易卡钻，需特别注意；

（5）大位移水平段钻进时泵入低、高粘完井液，对于清洗井眼有极大帮助，可以推广使用。

［1］汤新国，周明信，刘金生，等.大港油田庄海8Nm-H3大位移水平井钻井实践［R］.

［2］周延军，曾强渗，窦玉玲，等.金平1浅层大位移水平井钻井工程设计技术及应用［J］.钻采工艺，2008，31（增）：24-27.

［3］周明信，沙东，汤新国.张海502FH大位移、水平井钻井技术［R］.

［4］曲生，孙宝铁，张大秋.庙平9井大位移水平井钻井技术［J］.中国安全生产科学技术，2009，5（2）.

［5］徐天用，裴道中，黄立新，等.大位移水平井常见问题机理分析及对策［J］.钻采工艺，2001.

［6］胡景东，杨贵盛，龚志敏，等.滩海大位移水平井钻井液工艺技术［J］.钻井液与完井液，2009，26（6）.

TE2

B

1004-5716（2016）07-0033-04

2015-07-14

2015-07-15

白世星（1984-），男（汉族），陕西横山人，工程师，现从事石油钻井工作。