深井钻井技术在桩129—1HF井的应用

赵志华+王虎文+王洪臣

摘 要：深井的地质条件复杂，钻井深度和工艺难度较大，井深结构复杂，设备选型要求高，井身质量要求严格，井网布置空间选择性小，轨道设计复杂。深井钻井技术的应用在桩129-1HF井得到了成功实践。

关键词：深井钻井技术；应用；桩129-1HF井

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.072

1 桩129-1HF井概况

桩129-1HF井是一口非常规开发水平井，设计钻深5560.42m，设计垂深3340.00m，水平位移3400.74m，该井位于胜利油田桩西潜山和埕岛潜山披覆构造的结合部，构造形态受沉积基底及埕北大断层影响和控制。该井具备轨迹复杂、靶点多、中靶难度大、施工工艺复杂，岩性的不确定性大等特点。

2 桩129-1HF井的主要技术难点

（1）井深结构复杂，采用导管、一开、二开、三开结构设计。

1）导管采用Φ660.45mm钻头钻进，下入Φ508mm导管50m，水泥返至地面。建立井口；表层套管一开采用Φ444.5mm钻头钻进，下入Φ339.7mm套管1550m左右，水泥返至地面。封隔上部松散易坍塌地层；二开井眼采用Φ311.2mm钻头钻至井深3802m，下入Φ244.5mm技术套管封至储层段以上，水泥返至1150m；三开使用Φ215.9mm钻头钻至设计井深完钻。水平段以上采用直径139.7mm的油层套管，水平段采用直径139.7mm筛管完井。

（2）轨道设计复杂，轨道类型采用直-增-稳-增-稳-增-平型设计，井底垂深3314.03 m，井底闭合距3400.74 m，井底闭合方位37.85 °，造斜点 1200.88m，最大井斜角 91.86°。

（3）井身质量要求高。1）直井段全角变化率要求0～1000m全角变化率（≤°/25m ） 1.25，水平位移（≤m） 20m；1000～1200.88全角变化率（≤°/25m ）1.50，水平位移（≤m） 30m；水平段靶框要求：靶半高1 m，靶半宽10m。

（4）井网井距密度大。1）桩129-斜10区块由于地面条件限制，采用常规开发手段实施难度大，因此桩129-1HF井采用长井段水平井开发，水平段沿南西方-北东向延伸。2）井距采取在效厚大于8m区域部署。

3 桩129-1HF井的主要技术措施

3.1 地面控制措施

（1）地面设备的选择，由于本井设计钻深5560.42m，垂深3340.00m，水平位移3400.74m。钻机负荷大，选择的钻机设备负荷能力及配置能够满足钻井的需要的上限，選择70型钻机，并配备顶驱。

2.1.2地面钻井设备的安装控制措施，设备安装严格按照《钻井井场、设备、作业安全技术规程》（SY 5974-2014）安装，做到基础牢固、底座平整、设备设施齐全、防碰天车及安全控件灵敏可靠、控制气路畅通、水源充足；井控设施安装按照《中国石化井控管理规定》（中国石化油〔2015〕374号）进行安装，开钻前对封井器进行试压，做到压力稳定、设施管路及压井、节流管汇不刺不漏；电路及电气安装按照《石油天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产技术规程》（SY/T 5225-2005）进行配置安装，做到电气控制使用集中控制房，地面敷设电气线路应使用电缆槽集中排放，钻台、机房、净化系统的电气设备、照明器具应分开控制，井架 、钻台、机房、泵房、野营房的照明线路应各接一组专线，地质综合录井、测井等井场用电应设专线，探照灯的电源线路应在配电房内单独控制，井场以内的电气系统的所有电气设备应符合防爆要求，做到整体防爆。

3.2 工程技术控制措施

（1）导管采用清水开钻，钻进时采取快钻快完的原则，固井水泥浆返至地面，防止地面坍塌，影响井架的稳固。

（2）一开直井段（50-1200m）表层配浆开钻，保障起钻和下表层顺利，吊打钻进，保证上部井眼垂直，口袋长度≤1.0m，防止沉沙导致井深不足，影响一开套管的下入深度，起钻时进行电子单、多点井眼测斜，确保直井段打直。

（3）一开定向段、稳斜段，井段（1200.88～1552m），1）采用MWD无线随钻测斜仪跟踪调整井眼轨迹，有偏离设计时及时调整井斜方位；2）下钻前必须检测动力钻具弯曲度数，钻具配完在井口测试动力钻具，井口检测、检查MWD仪器的组装情况；3）下钻前钻井液性能稳定，达到设计要求，净化设备运转正常；4）动力钻具钻进完，短起下钻修整井壁。

（4）二开稳斜段、造斜段、稳斜段，井段（1552～3802m），（1）采用MWD无线随钻测斜仪跟踪调整井眼轨迹；（2）下钻前检测弯套度数，地面测试动力钻具，检查MWD仪器的组装；（3）下钻前钻井液性能稳定，达到设计要求，净化设备运转正常；（4）动力钻具钻进完，短起下钻 5 个立柱。

（5）三开斜井段、水平段，井段（3802～5560.42m），1）自井深3270m（垂深）采用LWD随钻随测监控井眼轨迹；钻井采取滑动钻进和复合钻进两种方法交互操作，方位有偏离设计时随时进行方位调整；2）三开下钻前必须在井口进行动力钻具弯曲度检测和性能测试；3）下钻前钻井液性能稳定，达到设计要求，净化设备运转正常；为满足压裂工艺要求，水平段井径扩大率小于5%；4）根据第一趟钻实钻情况调整钻具组合与钻井参数满足轨迹控制要求；5）动力钻具钻进完，短起下钻 5 个立柱；6）钻完进尺电测后，按照完井设计要求通井，保持井眼畅通。7）后期水平段主要以滑动钻井控制轨迹为主，为了减少钻具对井壁的摩擦阻力，要对螺杆钻具本体上的扶正块进行简化，减少1～2mm，选择欠尺寸扶正器，采用单弯+双稳的组合的钻具结构，增强稳定井斜效果，提高转盘钻井加动力钻具钻进比例；8）选用转速低、扭矩大的螺杆；选择1度左右单弯螺杆动力钻具，避免滑动钻进调整井斜时出现较高的井斜曲率。endprint

3.3 钻井液技术控制措施

（1）一开直井段、斜井段，该井段地层成岩性差，泥岩性较软且砂层发育，防坍塌、防漏、防卡、防止泥岩缩径；（2）二开1000m采用清水大循环钻进，钻进中及时补充浓度为（0.3～0.5）%的PAM聚合物胶液，严格控制造浆，补充足量水，将上部井眼（主要明化镇及馆陶地层）打成開放式井眼；（3）根据钻井液造浆情况改小循环，采用HPAN或其它降粘剂调整钻井液流动形式，调整钻井液性能达到设计要求。钻井液的处理剂按比例配成胶液流动加入，不得将处理剂干粉直接加入循环钻井液中，以防在处理剂完全生效前就被固控设备除去，起钻前循环最少三周钻井液，大幅度的活动钻具，以刮擦井壁，携带沉积的岩屑；（4）利用PAM剂以抑制岩屑扩散，确保井壁稳定；（5）固控设备24小时运行，特别是3级与4级净化设备，控制钻井液中的劣质固相和低密度固相，钻井液膨润土含量控制在在（30～45）g/L之间。

二开斜井段、稳斜段，（1）由于井眼尺寸大（井眼直径Φ311.2mm），造斜初期要控制钻井液排量，保证钻压及工具面的平稳，严格控制造斜率，设备出现故障，严格禁止定点循环，保证井眼轨迹顺畅，以减小钻柱与井壁摩擦阻力和扭矩；（2）MWD下钻前钻井液性能稳定，达到设计要求，净化设备运转正常；泥浆混入润滑剂，起钻前采取大排量、大幅度上下活动等方式，消除岩屑床，确保井眼畅通和稳定；（3）起下钻时，要预防键槽卡钻，如阻卡严重，可下入破键器破坏键槽，防止卡钻；（4）采用柔性钻具组合通井。

进入井深3280m（垂深）以后，（1）采用LWD随钻随测监控井眼轨迹；采用滑动钻进和复合钻进两种方式进行钻进，根据方位变化趋势实时调整井斜方位；（2）下钻前在地面准确测量动力钻具弯曲度数，井口内开泵检查动力钻具运转情况和LWD仪器的工作情况；（3）下钻前钻井液性能稳定，达到设计要求，净化设备运转正常；（4）水平段每钻进（50～100）m，根据岩屑返出情况，进行短程起下钻作业，泥浆应保持良好的流变性能及携带岩屑能力，防止岩屑沉积床的生成；（5）为了保护定向钻具和LWD仪器，克服摩阻给钻头加压时，可能造成随钻震击器工作，钻具组合可以不用配置随钻震击器。该井段的重点是降低摩阻和增加上部钻具的重量，提高钻压的传递效；（6）施工过程中采用倒装钻具，以增加钻具重量来施加足够的钻压，提高机械钻速；（7）调整钻井液性能，要重点增加钻井液的润滑性能，降低摩擦阻力，同时提高携岩能力；（8）随着井深水平段的增加，钻井液中岩屑的运移阻力逐渐加大，容易在井眼井壁下形成岩屑沉积床，这时要进行短程起下钻作业或分段循环，及时清除井眼内岩屑沉积床；（9）加密随钻测斜力度，控制井眼轨迹，保证轨迹的顺畅；（10）复合钻进时钻压的传递比较好，钻头能够保证足够的钻压。但根据单弯单稳钻具组合的特性，复合钻进时微增井斜，增到一定程度后必须降井斜；（11）钻进过程中接单根速度非常重要，一般情况下要控制在3-5分钟，如果时间过长要放弃接单根，接方钻杆开泵循环，防止造成井下复杂和卡钻事故发生；（12）若起下钻遇阻需开泵划眼时，严禁长时间停留在同一井段处循环和划眼，以防划出新井眼和井眼形成“大肚子”，划眼时要密切观察钻具扭矩的变化，加钻压由小到大，但不得超过50千牛，每次起下钻要定期进行上下钻具立柱的倒换，防止钻具长时间受同一种力的作用，产生疲劳破坏。

4 结束语

深井作为具有一定难度的井，其施工设备和施工技术都与一般性的井型开采不同，设计施工人员需要应对由井深结构，设备选型，井身质量，井网布置空间，轨道复杂等变化，并根据可能出现的问题及时的进行技术调整，才能确保相关技术符合设计施工要求，才能够确保深井施工的顺利进行。

参考文献：

[1]赵金洲，赵金海.胜利油田深井超深井钻井技术[J].石油钻探技术 2005年9月第33卷5期（56-57）.

作者简介：赵志华，山东东营人，技师，从事石油钻井工作。endprint