辽河滩海油气钻完井技术实践与思考

邓红涛(中国石油辽河油田公司钻采工艺研究院，辽宁 盘锦 124010)

辽河滩海油气钻完井技术实践与思考

邓红涛(中国石油辽河油田公司钻采工艺研究院，辽宁 盘锦 124010)

综合考虑成本和环保的实际情况，辽河滩海油气资源开发采用了海油陆采大位移钻井技术；研究应用悬链线设计技术、旋转导向钻井技术、大位移钻井液技术和漂浮下套管等技术，突破了钻井中存在的轨迹控制难度大、岩屑清洁要求高、摩阻扭矩大、下套管固井难度大等相关技术瓶颈，降低了海上油气开发的成本，保护了滩海生态环境，为海洋油气资源的有效开发打下坚实的技术基础，为同类型油藏的高效开发提供了强有力的技术支撑，具有广阔的推广应用前景。

大位移;拟悬链;旋转导向;漂浮接箍

0 引言

随着油田勘探开发进程的不断深入，海洋油气资源的有效开发对于油田长远发展起到至关重要的作用。辽河滩海油气作为辽河油田海洋油气资源的重要组成部分，要实现有效开发需要解决海洋钻井新建人工岛或平台投资成本高、海洋环境保护要求苛刻等实际难题，为此在利用原有钻井平台基础上研究和应用大位移钻井技术。

1 技术难点分析

(1)轨迹控制难度大：由于垂深较浅、位移延伸大，因此轨道设计造斜点较浅；但是由于上部馆陶组地层岩性疏松，造斜率低，而靶区半径小，中靶难度越大。

(2)井眼清洁效果差：稳斜段井斜大，井段长，存在大段岩屑床的实际难题，钻进中托压严重。

(3)润滑防卡要求高：由于钻具与井眼下井壁接触面积大，粘附卡钻及砂卡风险比较高，因此对钻井液的润滑防卡性能要求比较高。

(4)摩擦阻力和扭矩大：大斜度、大位移井在实施中存在摩擦阻力和扭矩大的突出问题。

2 钻完井技术应用

2.1 大位移轨道设计技术

应用了拟悬链线剖面设计数值计算方法，优化井眼轨迹。由于垂深浅、位移大，结合现场施工条件、靶点位置及轨迹设计和实施的难易情况，在轨道设计应用拟悬链线轨道设计方法，在造斜点以下，采用分段增斜，造斜率逐级递增的原则，由1°/30m，1．5°/30m，2．0°/30m，2．5°/30m，3．0°/30m，为钻井施工和完井提供好的井眼条件。

2.2 旋转导向钻井技术

与传统的滑动导向钻井相比，旋转导向钻井技术具有井眼净化效果更好，井身轨迹控制精度高，位移延伸能力强的特点，更适合于海洋油气资源开发[1-4]。

研究应用了旋转导向钻井系统，钻具组合：φ215．9mm钻头+钻头接头+φ165mm旋转导向+定向短接+中控短接+悬挂短接+动力马达+滤网接头+浮阀+φ210mm扶正 器+φ127mm加 重1根+振 击 器+φ127mm加 重21根+φ127mm钻杆，根据施工中轨迹的走向和趋势，实时调整，确保造斜率和轨迹的设计符合率。

2.3 大位移井钻井液技术

钻井液性能的好坏关系到井眼稳定、井眼净化、管柱的摩阻扭矩、井下安全、下套管、固井质量等多个施工环节[5-6]。

结合三压力剖面预测曲线分析，研究不同钻井液体系和性能，从井壁稳定、润滑防卡、携岩清洁等方面进行了相关的研究和分析，通过室内试验的对比分析，优选聚合醇硅氟钻井液体系，结合旋转导向钻井技术，成功解决了井壁不稳定、井眼清洁控制难和摩阻扭矩大等实际难题，形成了大位移井配套钻井液技术。

随着井深和位移的增大，井壁与钻具接触的面积不断增加，托压、钻进扭矩、卡钻是制约施工顺利进行的关键因素。

(1)严格控制住了固相含量：增大排量洗井、控制固相含量、调整钻井液流变性能；(2)提高钻井液的润滑性：增加钻井液润滑性在钻井液中加入聚合醇、白油、固体润滑剂、液体润滑剂，必要时可混入柴油、机油；(3)破坏岩屑床，保持井眼清洁：短起下前后或起下钻前后，采取打入稠塞(粘度100S左右)或先打稀塞(粘度极低或清水)紧跟稠塞的做法；(4)降低摩阻扭矩：在钻速过快层段，在接立柱之前增加循环时间和短起下次数。

2.4 漂浮下套管技术

在漂浮下套管过程中，合理的确定漂浮长度是漂浮下套管技术的关键，不同的漂浮长度使下套管的难易程度不同。通过对漂浮下套管技术研究，应用漂浮下套管原理，对套管进行力学分析，建立漂浮下套管力学模型，形成一种计算套管漂浮长度的优化方法，并开发了计算软件，根据计算选择确定套管串的漂浮段长度，使漂浮接箍安放在最优化井深处，使剩余下入载荷达到最佳。

3 应用实例

以JL607-3-5井为例，二开后直井段采用单弯螺杆复合导向钻具组合，严格控制井斜，避免产生加大位移，为井眼轨迹控制奠定良好的基础。定向井段适当选择高造斜率的动力钻具，复合导向钻井系统采用精度高、适应性强，传输速度快的MWD无线随钻钻井，能够及时准确的掌握井眼轨迹的变化趋势。在稳斜段使用旋转导向技术，使得井眼轨迹未出现偏差(见图1)，柔和的轨迹使得施工更加安全快速[7]。

在完井施工中，应用漂浮下套管固井，通过模拟软件计算，确定漂浮接箍的预定深度，有效保证了套管的顺利下入，该井平均机械钻速相比同区块提高了15%，同比缩短下套管时间10h，有效促进了该区块大位移井的高效实施。

4 下步研究方向

(1)旋转导向钻井系统耐温耐压性能能满足当前的实际情况，对于今后实施垂深和位移更大的井，其适应性还有待进一步研究。(2)漂浮下套管技术目前还处在研究试用阶段，还未全面推广使用，对于漂浮段长度、摩阻扭矩计算及漂浮接箍承压能力等需要经过数学模型的进一步计算和完善，其施工可靠性还待进一步证实。

图1 JL607-3-5井垂直剖面图和水平投影图

5 结论与建议

(1)拟悬链线轨道设计方法，为后续施工井眼清洁和套管下入准备了良好条件。(2)采用旋转导向钻井技术能够精确控制井眼轨迹，同时对井下事故和复杂起到预防作用，实现安全高效钻井。(3)通过大位移钻井液技术实施，克服了大位移定向井的托压、扭矩大、摩擦阻力大问题，对于粘卡、砂卡等事故复杂具有较强的预防作用。(4)辽河滩海油气钻完井已经形成了具有辽河特色的大位移钻井海油陆采系列技术，为同类型油气藏的开发积累了宝贵的经验，同时在旋转导向适应性及漂浮下套管技术推广方面还待进一步研究。

[1]范白涛,赵少伟,李凡等.渤海浅部复杂地层大位移井钻井工艺研究与实践[J].中国海上油气,2013,(03).

[2]樊玉.笔架岭帚状断裂带油气田勘探实例分析[J].特种油气藏,2004,(01).

[3]宋学义,张洪林.辽河滩海海南15-3大位移定向井设计与施工[J].特种油气藏,2003,(04).

[4]熊继有,温杰文,荣继光等.旋转导向钻井技术研究新进展 [J].天然气工业,2010,(04).

[5]吴爽,李骥.大位移井技术研究的现状分析[J].石油钻探技术,2002,(05).

[6]邓红琳,王锦昌.超浅层大位移水平井钻完井技术[J].特种油气藏,2014,(03).

[7]邓红涛,王远,雷作雨,等.大位移定向井钻井技术在JL607南块的应用[J].内蒙古石油化工,2013,(24).

邓红涛(1987- )，男，本科，2009年毕业于长江大学石油工程专业，工程师，现主要从事钻井工程监督管理和钻完井工艺技术研究工作。