小弯度螺杆在大位移气定向井施工中的使用

孙晨 许腾龙

摘 要：陇东区块气井，主要分布在三岔、演武、桐川、蔡家庙、南梁一带，井深在40005000米左右。施工井型有气探井、气开直井、气开定向井，完钻层位主要徐庄组、马家沟组。其中，气定向井多为三开井。该区块气井定向井三开下入“四合一”钻具，通过对地层特性的不断掌握，提高轨迹控制能力减少滑动根数，实现快速钻进。但是，由于轨迹控制段长，在2800米左右，轨迹控制难度大，3000米以后滑动拖压严重，大位移井更存在复合时扭矩过大，滑动时上提磨阻过大的问题，这些都严重制约了钻井速度。今年，我70001钻井队在庆1859C1井施工作业中，三开采用0.75°单弯螺杆，通过调整钻具组合减少滑动，成功的克服了轨迹控制的难点，顺利完钻。

关键词：陇东 ；气定向井 ；“四合一”轨迹控制 ；0.75°单弯

陇东区块气定向井，井深较大，造斜点都在1700米左右，轨迹控制段很长。按照设计要求，该区块定向井采用“直增稳”剖面，稳斜难度大，后期滑动困难，容易发生粘卡。通常在具体施工中，针对600米以上位移的定向井，都会选择先走位移，造斜一开始就将初始井斜打到比设计井斜大3°5°，延长段采取稳斜措施走位移，进入纸坊组以后倒换钻具组合，微降斜至完钻。

“四合一”钻具是指“钻头+螺杆+短钻铤+扶正器”的一种钻具组合，通过调整螺杆扶正块与扶正器尺寸，改变短钻铤的长度，配合地层规律，在轨迹控制方面效果显著。所以，拿来处理气井定向井中轨迹控制段长得问题。尤其在应对位移过大的定向井时，初始井斜较大，想快速造斜就必须使用弯度较大的单弯螺杆，一般为1.25°或1.5°，这样能获得较大的造斜率，几个单根就能达到需要的井斜。然而，现场施工发现，稳斜段一旦地层规律把握不准，钻遇井斜突增突降的地层，往往会产生较大的狗腿度，造成井眼不规则，上提磨阻大，复合时扭矩大，滑动拖压严重，井下事故风险大。笔者以为，陇东区块气井提速的关键在稳斜。稳的好，滑动少，避免在纸坊及下部地层滑动，井自然打的快。而小弯度单弯螺杆由于造斜率低，和大弯度单弯螺杆向比对地层的增、降率有更好的削弱，更适用于稳斜段使用。

1 陇东区块地层概况

陇东区块气井，在井眼轨迹控制方面，環河、华池组降斜，洛河组增斜，安定组降斜，直罗增斜，延安、延长组降斜，纸坊、和尚沟组微增斜；刘家沟组到徐庄组地层可钻性差，夹层较多，轨迹控制难度极大，很少滑动，完全靠复合钻进完钻。所以，全井段轨迹控制的最大难点就是在延长1300米降斜段，如何稳住井斜走出位移。延长段井斜稳好了，下部地层复合就多，机械钻速就高。

2 施工实例：庆1859C1井

施工中总共8趟钻，钻具组合在“四合一”的基础上不变，每次起下钻只是改变扶正器外径和调整短钻铤的长度，以适应地层规律变化，达到稳斜效果。

由上表看出，最大的问题就是第一趟钻造斜困难，一方面因为0.75°单弯螺杆造斜率不够，另一方面是滑动时工具面不稳，一施加钻压工具面就乱跑。笔者以为，这趟钻钻具组合仅有一柱钻铤，钻柱刚性不够，钻压导致钻具弯曲后突然释放，引起工具面变化。第二趟钻，去掉短钻铤和扶正器，改变钻头型号，虽然工具面还是不稳，鉴于该组合强增斜，井斜顺利达到32°。第三趟钻，由于对延长组降斜率判断不足，1.5m短钻铤不能达到稳斜的需要，第四趟钻果断选用3.73m短钻铤，顺利完成稳斜段施工。第五趟钻开始降斜，将Φ212螺杆扶正器外径降至210以达到降斜需要，由于钻时变慢，降斜率稍低，第6趟钻将短钻铤去掉。顺利一趟钻打完刘家沟组。第七趟钻则为了控制井底井斜，做到井身质量达标，改用稳斜钻具降低地层的降斜率。

3 结论

a）小弯度单弯螺杆在“四合一”钻具组合的基础上，稳斜效果较好，轨迹控制井段狗腿度小，滑动磨阻小，轨迹平滑，比较能适应陇东区块气定向井轨迹控制段长，3000米以后滑动困难的环境。

b）对于小弯度单弯螺杆造斜率低的不足，完全可以通过采用“钻头+单弯螺杆”的强增斜钻具组合弥补。

c）不能盲目追求一趟钻的进尺，去坚持长时间滑动，要果断起钻调整钻具组合，减少滑动，才能提高全井机械转速，缩短钻井周期。

作者简介：孙晨（1977），男，甘肃甘谷人，钻井工程师，研究方向：钻井工程。