侧钻水平井技术在油田开发中的应用

2011-08-15雷文涛

科技传播 2011年15期

雷文涛

胜利石油管理局石油工程技术开发中心，山东东营 257000

1 开窗

在选择开窗的位置时要尽量避开不稳定地层以及套管接箍，尽可能选择井斜率较小，且固井质量高的泥岩井段，不要以砾岩井段开窗。开窗工艺分为三步：第一步为初始铣，即铣锥接触到导斜器的顶部，该阶段要尽可能降低导斜面的振动幅度，从而保证窗顶的规则度；第二步为骑套铣，即铣锥底圆与套管内壁相接触，直至接触到套管外壁，此时要保证套管和导斜面的磨损要均衡，以提高窗口的圆滑度；第三步为出窗铣，即铣锥底圆出套管外壁并整个铣锥最大直径均出套管，此时钻压要适当降低，以提高窗口底部的圆滑度和规则度。

2 裸眼钻进和轨迹控制

2.1 钻头的选型

现阶段常用于侧钻水平井的钻头类型包括：单牙轮、三牙轮、三角聚晶以及PDC等多种，而经过长期的实践与摸索，总体认为在侧钻井的上部增斜以及稳斜阶段，单牙轮钻头的效果比较好；而在水平段则适用PDC钻头。

2.2 钻井液技术

钻井液技术是影响到工程顺利实施的关键因素之一，钻井液的品质优良，则可以稳定井壁、清洁井眼、防卡降阻、保护油气层等。经过长期的实践总结，笔者认为有机正电胶钻井液体系相对比较成熟。

2.2.1 有机正电胶泥浆体系的特点

可以说正电胶钻井液体系对油层的损害是所有钻井液体系中损害最轻的一种。正电胶为一种混合金属氢氧化物，而正电胶钻井液在毛细管中的流动呈现一定的整体性，返排比较容易，因此对油气层可以起到保护的作用。而且它在近井壁处会形成一个滞流层，钻井液对地层的冲蚀就有所减少，对于井壁的稳定比较有利；而且正电胶的化学特性使其具备较强的页岩抑制性，因此在侧钻水平井的施工过程中正电胶钻井液体系比较适用。

2.2.2 钻井液的基本配方

其配方如下：有机正电胶2%、GKHm2%、KC10.5%、PMHA-II 0.3%、抗温降滤失剂1.5%、SAS1%、复配暂堵剂5%、极压润滑剂2%、原油6%以及乳化剂0.3%和基浆。而基浆的配置过程如下：膨润土浆需提前配制，比例为3%左右，再用氢氧化钠将pH值调整至9.5，进行一天两天的预水化；然后开泵循环，由漏头向钻井液中依次加入上述各种原料，原油及极压润滑剂的混入要视实际需要而定。在斜井段采用聚磺钻井液体，当垂直深度达到一定程度是，就会遇到膏泥岩地层，此时会有井壁缩径、失水大以及黏切升高等情况，并且井底的温度可以达到100℃，没有进行高温高压实验，钻井液的性能会极不稳定，工程上则体现出转盘的扭矩增大、上提下放的过程中遇到阻卡，或者下放的钻具无法到底以及起下钻划眼等问题。当适当的提高了钻井液的密度并对井壁缩颈进行一定程度的抑制时，将一定含量的原油添加进去可以提高钻井液的润滑性能，将SMP-1、MC-1、SPNH等抗高温、高压的钻井液材料添加进去，并将PH值控制在9左右，将纯碱及烧碱定时补充进去，从而使得钻井液中钙污染的程度有所降低；通过振动筛、除砂器以及除泥器等净化设备，使得无用固相得到进一步降低，以保证钻井液良好的流变性能。当进入水平段后，且位移大于700m，摩阻扭矩会出现明显的增加，滑动钻进变得困难，此时不仅要继续提升原油的含量，而且还要添加抗高温及降低失水能力的钻井液材料，尤其是沥青类及屏蔽封堵能力较强类的处理剂量，从而提高井眼的稳定性及井下的安全性。

2.3 轨道控制

水平井钻井过程中，其井眼轨道的控制技术是比较重要的一个环节，而其主要的控制设备则包括MWD以及LWD无线随钻测量设备。对于定向仪器的具体要求包括控制精度要高、应变能力要强以及预测的准确度要高。按照曲率半径不同，水平井又可以分为两种，即长曲率半径及中短曲率半径，按照实际的油层情况、地质目标以及地质要求和靶前位移，其剖面类型也各不相同，包括三增、双境以及单增等几种。井眼轨迹的控制技术具体如下：第一，确定定向方式，在未进入水平段的着陆点前，先通过导向钻具结合MWD实现对井眼轨监测和控制；当探油顶段和进入水平段时，则利用LWD与导向钻具相结合的方案控制井眼轨迹。

3 完井方式

本文列举的水平井采用的是筛管和裸眼封隔器相结合的完井方案。

3.1 外管组合

即留井部分，该组合的送入顺序如下：钻杆-套管悬挂器-一根套管-一组裸眼膨胀封隔器-一根套管-一组裸眼膨胀封隔器-筛管-一组裸眼膨胀封隔器-一根套管-浮鞋。此时需注意几点，首先两只裸眼膨胀封隔器组成一组；其次，对于小井眼来说在选择侧钻井套管时可以选择内通径比较大的油管；第三，在组配管柱的过程中为了提高封隔效果的可靠性，要保证裸眼膨胀封隔器要处于泥岩段地层。