苏里格盒8目的层水平井技术特点与施工思路

贾武升（中国石油天然气集团公司川庆钻探工程公司长庆钻井总公司， 陕西 西安 710021）

苏里格盒8目的层水平井技术特点与施工思路

贾武升（中国石油天然气集团公司川庆钻探工程公司长庆钻井总公司， 陕西 西安 710021）

水平井钻探的两大不确定因素造成轨迹控制的难度大，轨迹的精巧设计、针对不确定性的灵活应变，以及实现快打稳打的剖面设计显得尤为突出；钻井作业是一个较大的系统工程，苏里格地层存在易漏、易塌、方位易漂等多样性，有针对性的做好每一个环节，是实现工序间平稳过渡的关键；苏里格下部地层可钻性、复合增斜率不稳定，优选PDC钻头和单弯螺杆，使其在不同地层发挥出最大的功效，实现快速钻井。

靶前距；水垂比；PDC钻头优选

1 苏里格区块气井水平井的设计

水平井的电脑设计是一个模式化、理想化模型。应结合现场采用的造斜工具、钻头类型、地层特点等因素将其转换成利于实现的轨迹参考。

通过经验总结，牙轮钻头复合增斜率较高且稳定，易于滑动钻进（即易于实现轨迹控制），而其寿命较短，钻时较慢，造成频繁起下钻，损失时效；PDC钻头相对于牙轮钻头轨迹控制不易实现，而其寿命较长，钻时较快，井下风险小。如何将互补的两种钻头穿插在设计的轨迹中，量体裁衣，物尽其用，是苏里格区块今年轨迹优化的基本思路。

针对造斜工具造斜能力的不稳定，目的层的不确定（即入窗点的不确定），增加轨迹的应变能力是实现轨迹准确入靶的必要条件。

2 水平井轨迹的控制

（1）直井段控制 控制作用：此结构主要起防斜打直，存在偏移距时在直井段消除偏移距。

（2）斜井段控制 ①定向造斜，此结构根据增斜需要调整钻头类型，第一趟定向时带一柱钻铤可起到兼顾抑制方位漂移的作用，牙轮钻头起出时给PDC提供一个较高的初始井斜，实现PDC较高复合增斜率。②选择使用成熟的PDC钻头（如EDM1616EL），容易摆工具面和实现高的复合增斜率。③小井斜时尽可能将方位调整至水平段投影方位，减少后续施工难度。

（3）水平段控制 水平段结构属于微增结构，水平段中根据靶区垂深的限制，通过控制井斜“波浪式”前进。水平段钻进过程中会遇到岩性突然发生变化，勤测斜多预算有效控制轨迹。

3 PDC钻头的优选

苏里格气田延长组底部和纸坊组存在砾石夹层 ，石盒子上部分钻头容易泥包，水平段砂岩研磨性较强等地质因素要求选择PDC在不同地层体现出其适应性，当然也包括在不同地层实施不同的钻井参数和水力学参数提高钻头的寿命.

通过对3口水平井直井段PDC的使用对比可以看出由于在同井场苏6-2-10H和6-2-10H1 9 1/2井眼使用了对地层适应性较好的胜利和亿思达PDC钻头，使得这两口井的9 1/2井眼的施工周期均在10.54天和10.58天；在苏6-21-12H 9 1/2井眼施工过程中由于对地层可钻性差，加之对地层的掌握并不清晰，使得在9 1/2井眼钻进过程中延长组和纸坊组就使用了2只PDC钻头，使得PDC钻头总数达到了4只，钻井周期达到了14.9天。

通过3口水平井水平段PDC的使用情况可以看出在选择水平段PDC钻头时应当选用在砂岩段钻进时保径齿抗研磨性强、复合片及切削齿强度高的PDC钻头，防止造成在滑动钻进和复合钻进时对钻头造成偏磨；同时水平段钻进时存在较多钻遇泥岩的可能性，因此在水眼和流道的选择上应满足防止泥包，冷却钻头的功效。单纯的选择复合片和切削齿较好的PDC钻头已经不能满足水平段的钻进需要了，应该更多的考虑水平段地层对PDC钻头的整体影响。

在水平井的施工过程当中，直井段9 1/2井眼的钻进过程当中，应选择切削齿和复合片抗冲击力强，较好的适应上部延长组和纸坊组的PDC钻头，使得9 1/2井眼的施工周期稳定在10天左右，2只钻头就能到达造斜点，这当中苏6-2-10H井胜利的P5362MJ和苏6-2-10H1亿思达的EM1925SE是较好的典范，而在苏6-21-12H井 9 1/2井眼施工过程中百斯特的4只均使用不理想，造成施工周期增加，若9 1/2井眼施工周期超过10天，上部直罗等易坍塌地层则非常易出现了井下复杂情况，影响了整口井施工进度。而在水平段的钻进过程中虽然砂岩钻时较快，但砂岩对钻头的磨损很严重，同时水平段滑动钻进时考虑钻头对工具面稳定性需要，在选择水平段PDC的钻头上应注重钻头整体抗研磨强，滑动钻进时工具面稳定。因此在选择PDC钻头的时候应该加强对同一地区地层的掌握和分析，合理选择，达到缩短钻井周期的最终目的。

通过不同区块，不同PDC钻头对比，可以看出，在斜井段亿思达EDM1616EL钻头所钻进尺较多，而百斯特M1666SSR钻头复合进尺仅有90米，究其原因是因百斯特钻头复合钻进时所产生的增斜率低和滑动时工具面不稳定，滑动效果不理想，不易实现轨迹控制，导致此钻头不能长井段使用，达到满足斜井段提速要求和减少斜井段滑动钻进的目的。由此可见，斜井段PDC选型的成功与否直接关系到轨迹控制的难易、整个斜井段机械钻速的高低。

4 几点认识

①直井段要穿越直罗、刘家沟地层，防塌、防漏工作不能疏忽，其中直井段PDC快速穿越这些地层也是保证直井段以及斜井段安全施工的重要措施。 ②提高水平井机械钻速是一个复杂的、系统的综合性课题，它不仅受地层条件的影响，而且还受地面设备、钻具、钻头选型、钻井液密度等多种因素的影响。③水平井不同井段优选符合地层特性的PDC钻头是目前提高水平井机械钻速的有效手段。④在地面设备、井下钻具允许的前提下，优选水力参数和机械参数，可提高井底破岩效率，从而提高机械钻速。

［1］蒋希文.钻井事故与复杂问题［M］.北京：石油工业出版社，2002.

［2］李克向.保护油气层钻井完井技术［M］.北京：石油工业出版社，1993.