刍议苏丹水平井优快钻井技术

2014-08-15孟庆雷大庆钻探工程公司钻井四公司吉林松原138000

化工管理 2014年6期

孟庆雷（大庆钻探工程公司钻井四公司吉林松原 138000）

近年来，苏丹油区单井产量不断下滑，为进一步适应与日俱增的石油需求，则必须开发越来越多的水平井，但受地质条件干扰，致使钻井事故层出不穷。而优快钻井技术的合理应用，不仅可以降低钻井难度，加快施工进度，还可在较大程度上减少事故发生，故值得推广应用。

一、苏丹水平井概述

苏丹水平井基本位于3/7和1/2/4区块，其中前者地势相对平坦，后者则为具有张拉特点的含有盆地，其中1400-1650m的Aradieba地层多为蒙脱石、石英、高岭石，且存在较多的页岩夹层，容易发生吸水脱落，而500-1350 m的Adar和Jimidi地层多为蒙脱石和伊利石，且掉块多，岩缝发育。如此一来，其复杂而独特的地质特点便为该区域的水平井开发带来了很大难度，如难以控制井眼轨迹，定向钻井面临较大的摩阻力和严重的托压现象，井壁掉块、地层缩径等问题突出，为钻、测、固井构成了较大威胁，现有设备工具钻井效用较差等，故合理应用优快钻井技术必要而迫切[1]。

二、苏丹水平井优快钻井技术的应用研究

为切实改善现状，首先对苏丹水平井的井深结构作了优化，即在泥岩稳定井段设置造斜点，并将缩短至1300 m左右的技术套管沿着井斜60°方向下放，然后根据地质勘探数据，对地质靶点作了适当调整，以期避开障碍，加快钻井进程，减小设备负荷和费用成本，在此基础上，采用了下述优快钻井技术：

1.基于井眼轨迹控制的优快钻井技术

一方面是钻具组合的优化，主要是借助微增倒装组合钻具实现井斜和小全角变化井段处钻杆重量的增大，用于适当减小钻具下部刚性及其对水平段井壁的压力，然后通过扭矩和钻压的有效传递和钻杆摩擦阻力的降低，实现顺畅钻进并消除卡钻隐患；同时基于60°井斜，以及部分钻铤被加重钻杆的取代，还可以保证井底钻压足够，减小黏卡概率；另一方面则是考虑到苏丹水平井的目标厚度一般处于1.5-3 m之间，故采用了Pulser+SEA+PSA+THE+G R+CPR的LW D测井组合仪器，通过对比判断所获数据与电测邻井数据，可为钻进方向提供实时指导，而近钻头工具的应用，既利于仪器零长的减少，数据精度的提高，也有助于缩小预测误差，提高施工效率[2]；而Yabus和Adar地层测井曲线变化数值的获取，为首个关键标志层的准确定位提供了可靠依据；此外深浅电阻率的变化幅值还在确保油层钻遇率中彰显了重要作用。

2.基于钻井提速的优快钻井技术

由于定向造斜段较低的钻速是苏丹水平井钻井进度的主要制约因素，故选择了专用定向、寿命长、符合钻井要求的PD C钻头，希望以此对切削齿进行保护，并延长总进尺和使用寿命，实践证明，该钻头工作面相对稳定，托压现象有所减少，且具有良好的定向造斜效用，并在3/7和1/2/4区块水平井的水平段和斜井段进过程中达到了预期钻速；同时经合理匹配螺杆钻具与钻头，不仅在3/7区钻井过程中保持了高于80%的旋转钻进，克服了托压严重和大摩阻扭矩的难题，也在1/2/4区钻井过程中提高了钻进速度和钻进率；而通过使用AGITATOR TOOL这一型号的水力振荡器，配以规格达标、数量合适的螺杆、钻头、钻杆、加重钻杆、MWD、CPR等工具，促使机械钻速由4.68 m/h提升到了10.26 m/h，而且由此产生的震动既未干扰MWD信号，也未破坏钻头等钻具，故在改善机械钻速、有效控制工具面中效果显著。

3.基于钻井液的优快钻井技术

考虑到3/7区和1/2/4区水平井所处位置多为特殊而复杂的地质环境，其中有的掉块严重，有的容易吸水脱落，有的为砂岩互层等，均为卡钻、划眼等钻进问题创造了机会，所以经全面分析，针对一开采用了KCL聚合物系列钻井液，二开采用了KCL/硅酸盐系列钻井液，主要用于微裂缝的填补和泥岩的稳固，以此抑制井段页岩发生水化，提高其稳定性能[3]；三开则采用了Drilling-in系列钻井液，即先通过保持含量为5%以上的润滑剂，加入xc用于流型的调整，以将动塑比维持在0.7以上，并确保携砂，然后在确定井壁稳定的前提下，在完井环节使用1.18 g/cm3的钻井液，同时结合固控装置，尽量降低固相含量。现场应用证明，该体系的钻井液有着良好的强封堵性、强抑制性和流变易控性，故成功解决了井壁稳定的难题，井径的平均扩大率由20%降至了8%，悬浮携砂和低荧光等要求也得到了满足，从而为顺利钻井提供了重要保障。

综上所述，优快钻井技术在苏丹水平井施工中的合理应用，不仅明显提高了机械钻速，缩短了建井周期，也降低了问题和事故概率，增强了钻井效益，故其值得推广应用。