长庆油田陇东超1500水平段油井水平井钻井工艺技术

易磊 谭学斌 李秀明（川庆钻探工程公司长庆钻井总公司，710018）

长庆油田陇东超1500水平段油井水平井钻井工艺技术

易磊 谭学斌 李秀明（川庆钻探工程公司长庆钻井总公司，710018）

鄂尔多斯盆地油藏都属于超低渗油藏，长水平段配合体积压裂技术，是提高超低渗油藏单井产量，增加采出程度的主要方案，2016年开始在陇东区块部署长水平段水平井，提高其单井产量和产建效益。同时为长水平段规模化开发提供依据。

本文分析超长水平段技术难点，通过井身结构优化、钻头优选、钻具组合结构优化、高润滑强抑制钻井液配方改良、新工具应用等技术和工具的应用，解决长水平段轨迹控制、井壁维稳、泥岩防塌等技术难点，顺利完成长水平段施工，并形成长水平段技术集成，为后期同类井施工提供技术支撑。

水平井；钻井；超长水平段；钻井液；钻具结构

1 技术难点

（1）裸眼井段长，二开后81/2井眼，井壁稳定和井眼润滑难度大。

（2）目的层垂深较浅，位垂比达1.7，水平段后期钻具悬重与摩阻相当，接单根困难。

（3）大位垂比、超长水平段钻头处有效钻压传递难度大，防止单一钻具极易发生“自锁”的复杂情况，无法延伸水平段长度。

（4）水平段长，砂岩发育好，钻遇裂缝几率增大，存在失返性漏失和渗透性漏失风险。

（5）套管下入难度大。水平段长度大于入窗井深，下套管使用漂浮节箍，下完漂浮节箍，套管内无泥浆重量轻，下行困难；井筒内液柱压力下降存在较大井控风险。

2 施工前技术准备

2.1 井身结构优化

最早1500米水平段水平井采用三开井身结构，技术套管下至入窗点。存在311mm钻头钻进井段长，机械钻速低，斜井段311mm钻头滑动困难，大井眼泥岩段坍塌风险大的问题。

随着水平井施工技术的成熟，井身结构优化的新思路，从解决复杂，提高施工速度和降低成本三个方面综合考虑。井身结构进行优化为二开，并缩短311钻头施工井段。

2.1.1 减少311钻头的施工井段，提高施工速度

井身结构优化路线，第一步从技术套管入窗到技术套管进入斜井段50°左右井段，第二步从技术套管进入斜井段50°井段到直接表层钻头穿直罗，进入延安30-50米。这种井身结构简化的直接效果是311mm井段大幅缩短，机械钻速明显提高。

2.1.2 解决漏、喷、塌同井存在问题

进入延安50米封固，即可完全隔离洛河易漏层和直罗易塌两个最复杂地层，二开后的施工只要考虑目的层泥岩防塌和防喷工作，并且属于同层复杂，钻井液处理预防简单化。

2.2 钻具组合结构优化

2.2.1 分段混接钻具

延伸水平段长度，在钻具结构方面，重点需要解决钻头部位的加压问题，单一的钻具，在水平段极易发生屈曲变形，进而导致钻具“自锁”，无法给钻头有效提供钻压。

在以往水平井施工钻具的基础上，提出分段混接、倒装结构，破坏单一钻具的屈曲模型，采用加厚+加重的分段入井方式，消除钻具屈曲变形导致的自锁现象，解决长水段水平井加压问题。

2.3 井眼轨迹控制

间断滑动方式，轨迹平滑，减少滑动井段，利用复合钻进，有效传递钻压，减少钻具摩擦力和偏磨现象。

2.3.1 水力振荡器

水力振荡器主要由振荡短节，动力部分，阀门和轴承系统三部分组成。水力振荡器器通过自身产生的径向周期振动来提高钻进过程中钻压传递的有效性，改变减少底部钻具与井眼之间的摩阻。

特别是在使用动力钻具的滑动钻进中，水力振荡器的径向振动将下部钻具的静摩擦改为动摩擦，改善钻压的传递，减少钻具组合粘卡的可能性，保障滑动施工工具面稳定，从而提高滑动效率，提高机械钻速。

对于水力振荡器的安放位置，主要考虑两个方面：

（1）越靠近钻头，径向震动增加，近钻头处的配合接头多，定向用无线仪器软连接故障增加，定向接头和配合接头故障率增加。

（2）越远离钻头，轴向震动对钻头附近的影响较小，对钻头拖压情况影响不大，降摩提高滑动效率的作用减弱

2.3.2 短起下作业

短起下钻即进行部分钻具起下钻作业，已达到预定的目的，工程短起下的主要作用有：

（1）维护井壁稳定，修护井壁，打破虚泥饼，挤压微裂缝、减弱泥浆渗透。

（2）保证钻井液清岩、悬浮特性，

（3）携带岩屑，清除岩屑床，防止沉沙、沙桥、膨胀、缩径等复杂情况，降低钻具屈曲影响，降摩减阻。解决滑动拖压问题。

（4）测油气上串速度。

在长水平段施工中，短起下作业有着重要的保障和辅助作用。

2.4 漂浮接箍位置经验计算

按照以往水平井施工经验，在水平段小于1000米，泥浆体系基本相同的情况下，水平段套管摩阻为钻具摩阻的0.6-0.8左右。

使用漂浮接箍，封闭套长为水平段的70%-90%之间，套管的最大下放摩阻可控制在15吨以内。

从上表可以看出，一般情况下，封闭套管占比越大，套管下放摩阻越小，但随井深增加、井斜增大，套管浮力将逐渐增加。套管进入水平段后，处于水平段中的套管浮力将达到最大值。封闭的套管长度不能无限延长，过大而无法下放的情况。

因此，为保证下漂浮套管阶段的封闭套管能顺利入井，在水平段长度增加的情况下，漂浮接箍封闭套管长度要尽量靠近下限，即随着水平段长度增加，封闭套管长度逐步接近水平段长度的70%。

3 结语

（1）井身结构优化，很好的解决了长水平段封固复杂层和提高施工速度的矛盾。

（2）采用分段钻具混接、倒装入井方式，减弱高摩阻、大扭矩情况下的钻具屈曲影响，有效延伸水平段长度。

（3）合理利用短起下钻作业，有效完成井眼防塌辅助、清除岩屑床、修正井眼的综合作用。

（4）完井套管采用漂浮接箍管串结构，合理的漂浮接箍安放位置，保证油层套管的顺利入井。