大肚子井眼与工程复杂情况的分析与探讨

高 锐

（大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院，黑龙江大庆163413）

水平井井径扩大率过大，通常会形成分段大肚子井眼，常常导致起下钻困难，通井过程中下放遇阻、上提遇卡，严重的会继续出现井壁失稳形成井塌，对后续下套管作业造成很大困难，甚至有可能导致一部分井段报废，造成巨大损失。大肚子井眼通常形成于钻进过程中，与地层岩性、工程措施、钻井液性能有很大关系[1]。本文对汪深1-平4井典型案列进行分析，探讨大肚子井眼形成原因及影响。

1 汪深1-平4井施工情况

1.1 汪深1-平4基本情况

汪深1-平4井位于松辽盆地东南断陷区徐家围子断陷汪家屯构造，使用深层水平井水基钻井液技术体系。施工起始井深2232m，完钻井深4127m，井斜88.61°，方位344.27°，施工井段总计1895m，钻进周期93d，完井周期131d。

直井段2232～2610m，进尺378m，纯钻时58.15h，机械钻速6.5m/h；造斜段2610～3192m，进尺582m，纯钻时361.1h，机械钻速1.61m/h；水平段3192～4127m，进尺935m，纯钻时361.1h，机械钻速2m/h。

钻遇层位有泉头组、登娄库组、营城组，主要岩性是暗紫色泥岩、泥质粉砂岩互层、杂质砾岩、凝灰岩、流纹岩、角砾岩，钻进过程中钻井液性能稳定，返砂正常，未出现井壁剥落、井塌、井漏等异常情况，测井前各次长起及钻进中短起下顺畅，无阻卡显示。

1.2 汪深1-平4复杂情况

测井起下钻顺利，未出现任何阻卡显示。测井后由于甲方迟迟不能确定完井方案，现场只能进行间隔通井措施。总计进行11次通井起下钻，总间隔时间38d，前4次通井顺利到底，自间隔17d后第5次通井开始出现复杂情况，具体为在3180～3240m、3380～3420m、3480～3510m、3760～3790m、3900～3960m 出现多次阻卡显示，后续5～11次通井过程中反复出现阻卡情况，通井困难，遇阻最大30t，上提最大120t，有一次短时间卡死情况。在3900～3960m井段尤未难下，每次通井划眼在此井段长达4～5h，但是通过之后剩余井段又下钻顺畅，后甲方经过商议决定将3946～4127m井段舍弃，造成巨大损失。

经与测井井径图对比，发现造成阻卡显示主要集中在水平段，井径扩大率平均16%，最高达到61%，形成了巨大的大肚子井眼。

2 复杂情况成因分析

2.1 钻井液因素及采取措施

钻进过程中钻井液性能长期保持稳定，各项参数正常，钻进至4127m历时3个月顺利完钻，完钻时钻井液性能参数1.20g/cm3，70s，失水1.8mL，塑性粘度26，动切力12.5，初终切4.5/12，含砂0.1，摩阻0.0437，固相：12%，性能优异。

通井出现阻卡显示后，钻井液采取提高粘度密度措施，提高井壁稳定剂加量，并配合工程在不同井段配稠浆举砂，密切监视振动筛返出情况。钻井液性能调整后典型参数为1.22g/cm3，90s，失水1.6mL，塑性粘度28，动切力 21.5，初终切 5/15，含砂 0.1，摩阻 0.0437。每次遇阻划眼时振动筛返出大量细泥砂，无任何细微剥落及掉块返出；200s稠浆举砂过程中返出细泥砂有所增加，根据钻井液性能及返砂情况，判定井下无井塌现象发生。

2.2 工程措施因素分析

根据测井井径图显示划眼井段井径最大达到11寸，出现不同段的大肚子现象，对比定向施工记录发现，在钻进过程中由于要定向工程师需要每根进行测斜摆工具面等情况会在一个地方停留时间过长，而且此井段平均钻时过长，约1.02m/h，井下动力工具容易冲刷出大井眼[1]。

2.3 地层岩性因素分析

汪深1-平4井钻遇层位有泉头组、登娄库组、营城组，主要岩性是暗紫色泥岩、泥质粉砂岩互层、杂质砾岩、凝灰岩、流纹岩、角砾岩。划眼层位主要是水平段，以泥质粉砂岩互层、杂质砾岩、凝灰岩为主，其中泥质砂岩互层井壁经过长时间空井浸泡，空井时间长达38d，静态滤失量过大会导致井壁产生渗透性膨胀变的脆弱，通井时就可能刮落大量细泥砂。大量细泥砂经钻具推动沉积在大肚井眼部位，造成泥砂淤卡现象，下放时遇阻。下钻到底循环时又在大肚井眼产生回流现象，泥砂淤回卡住钻具，导致划眼困难。

3 大肚子井眼对施工的影响

3.1 影响钻井液携砂效果

下钻过程中钻具挂落井壁泥砂，由钻具推动至大肚子井眼部位，由于泥砂松软推挤过多会产生遇阻现象，开泵循环后钻井液在井径扩大部位产生回流，又将大量泥砂淤积在井径扩大部位，泥砂不能被钻井液有效带出，反而会反复沉积。起钻时井壁压力减小，泥砂就会包裹住钻具产生淤卡现象，导致上提下放困难。

3.2 造成井壁失稳

大肚子井眼部位由于堆积泥砂多，吞吐效应更明显，井壁承压变化较大，容易导致井壁失稳。特别是水平段大肚子井眼上部，开泵时泥砂堆积，停泵后泥砂回落，井壁压力变化更大，井壁岩石应力变化很容易达到临界值[2]而产生大面积剥落或掉块导致井塌，使施工情况更加复杂。

3.3 通井下钻困难

在大肚子井眼部位，尤其3900～3960m井径过大，通井下钻时钻头很容易扎进大肚子井眼造成下放遇阻，反复划眼不能通过，偶尔通过之后后续通井又重复在此部位遇阻，造成很大困难。特别是钻头大肚子井眼后，操作不当可能会划出新井眼来，造成复杂情况进一步恶化，下步施工无法继续。

4 结论

通过汪深1-平4井复杂情况分析，可以得出水平井大肚子井眼形成主要有3个方面的因素：①钻进过程中钻头因特殊原因井段停留时间过长，动力钻具经过钻井液高压传动[3]扩大井眼；②井壁空井浸泡时间过长，静态滤失量太大，使井壁岩性产生渗透性膨胀而造成井壁酥脆，通井刮出大量泥砂造成井壁扩大；③钻井液滤失量过大或密度不足，是井壁产生失稳现象，部分井段井壁剥落而产生井径扩大。

通过对汪深1-平4井复杂情况的分析，为后续其他水平井施工提供借鉴，尽量避免出现大肚子井眼现象，减少施工复杂情况的发生。

[1]张坤，李明华，等.快速消除井眼中“大肚子”危害的钻井液技术——在广安地区钻井中的应用[J].天然气工业,2007.

[2]龚杰.井径变化的影响因素与固井水泥注灰量的关系[J].油气田地面工程,2003.

[3]周英操，翟洪军，等.欠平衡钻井技术与应用[M].石油工业出版社,2003.