ZP23井钻井施工技术探讨

刘浩楠

摘要：ZP23井是部署在SZ凹陷6靶点的水平井，在钻井施工中存在诸多的技术难点，因此在钻井施工之前对井身结构与轨迹等关键项目进行了优化，在施工中对井眼轨迹控制和安全钻井施工技术措施进行了详细的制定，该井的施工成功為同类型井施工提供了可借鉴经验。

关键词：优化设计；工具优选；轨迹控制；ZP23井

ZP23井是部署在SZ凹陷的一口水平井探井，设计斜深3559.44m，垂深1905.10m，最大井斜角91.47°，网格方位角180°，最大水平位移1788.70m，水平段长1488.16m。该井的目的层为F油层，单砂层厚度一般在0.5～1.2m之间，岩心分析孔隙度一般为9.0%～12.9%，平均为10.5%，渗透率一般为0.10～1.47mD，平均为1.04mD，储层属低孔、特低渗储层。

1 优化设计技术

1.1井身结构优化

井身结构优化对于一口井特别重要，其设计的好坏不仅关系到钻井施工的效率，还关系到钻井施工的安全。结合ZP23井所在区块的地质特征，并与已经完成的井进行对比分析，最终确定ZP23井使用三层套管井身结构。第一次开钻使用Φ444.5mm钻头施工到180.00m，下入Φ339.7mm套管固井，目的是封固上部不稳定地层，保护地表水免受污染；第二次开钻采用Φ311.2mm钻头施工到1550.00m，下入Φ244.5mm套管固井，目的是为三开的定向井段和水平井段施工奠定基础；第三次开钻使用Φ215.9mm钻头施工到井深3559.44m完钻，下入Φ139.7mm套管固井，为后期储层压裂改造及采油提供条件。

1.2井眼轨道优化

ZP23井由于是一口探井水平井，在施工中目的层垂深存在一定的误差，因此在井眼轨道优化设计中要充分考虑目的层垂深存在的误差，选用“直—增—稳—增—微增”的井眼轨道设计方式，设计造斜点为1582.42m，第一造斜段造斜率为5.50°/30m，第二造斜段造斜率为6.00°/30m，微增段造斜率为1°/30m。在两个增斜井段之间设计一稳斜段，是为了在第一增斜段造斜率达不到设计要求的情况下，可以应用稳斜段进行补充造斜，更有利于实现井眼轨迹按照设计轨迹进行施工，在入靶前设计一个微增斜井段，为防止目的层深度出现偏差，准确中靶提供条件。

2 钻井施工技术

2.1井眼轨迹控制技术

2.1.1直井段

从这口井的钻井地质设计中可以看出，虽然在造斜点1582.42m以上地层的岩性比较稳定，地层倾角也不大，但是为了实现直井段“防斜打直”的目的，仍然不能对井斜角进行放宽要求，所以采用防斜效果好的钟摆钻具组合，具体为：Φ311.2mm钻头+Φ178mm钻铤×17.3m+Φ308.0mm稳定器+Φ178mm钻铤×8.3m+Φ308.0mm稳定器+Φ165mm螺旋钻铤×79.1m+Φ127.0mm加重钻杆×333.7m+Φ127.0mm钻杆。优化钻压和转速等施工参数，定点测斜，发现井斜有异常及时采用相关措施进行防斜，保证造斜点处井斜角不大于1.0°。

2.1.2造斜段

造斜段是水平井施工的重点井段，直接关系到能否准备进入目的层。为了打好造斜段，首先要对造斜工具和仪器进行优选，为了最大限度地满足设计最大造斜率6.0°/30m的需求，防止因为各种不利因素影响施工的设计造斜率，就要选择比设计造斜率高20%以上的造斜率工具，最终选用1.5°单弯螺杆。在测量仪器方面要选择性能稳定、测量结果准确的LWD随钻仪器，不仅能够测得井斜角和方位角，还能测得地层伽马和电阻率等参数，为地质导向钻井提供依据。钻具组合为：Φ215.9mm钻头+Φ172.0mm单弯螺杆（1.5°）+钻具浮阀+Φ165mmLWD+Φ165mm无磁钻铤×8.3m+Φ165.1mm螺旋钻铤34.1m+Φ127.0mm斜坡钻杆+Φ127.0mm加重钻杆×333.7m+Φ127.0mm钻杆。施工中对测量结果计算进行，做好待钻轨道设计，采用定向与复合相结合的方式，确保能够准确中靶。

2.1.3水平段

当进入目的层以后，为了保证井眼轨迹光滑，实现钻具组合稳平施工，就需要起钻更换1°螺杆钻具，钻具组合为：Φ215.9mm钻头+Φ172.0mm单弯螺杆（1°）+钻具浮阀+Φ165mmLWD+Φ127.0mm无磁加重钻杆×9.1m+Φ127.0m斜坡钻杆+Φ127.0mm加重钻杆×333.7m+Φ127.0mm钻杆。施工中根据伽马和电阻率数值，结合综合录井的全烃显示、岩性情况，随时调整井斜角与方位角，保证井眼沿着油层发育的深度和方向行进，实现砂岩钻遇率的最大化。

2.2安全施工措施

为了保证该井的安全施工，主要采取了以下几个方面措施：一是提高钻井液携带和悬浮岩屑能力，保证Φ215.9mm井眼排量在2m3以上，实现井眼清洁；二是应用四级固控设备，清除有害固相含量，使钻井液得到足够净化；三是及时进行划眼和短起下钻，破坏和清除岩屑床；四是严格控制钻井液的失水小于4ml，保证井壁稳定。

3 结论与认识

（1）应用三层套管的井身结构和“直—增—稳—增—微增—水平”的井眼轨道设计方式，是保证ZP23井安全顺利施工的基础。

（2）在井眼轨迹控制过程中，根据设计的造斜率优选造斜工具和测量仪器，做好待钻设计，保证了ZP23井顺利中靶。

（3）在水平井施工中，根据不同的施工工况采用相应的安全技术措施，是保证水平井施工安全的关键。

参考文献

[1] 孟祥波. 齐平3井钻井施工技术[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2015，42（8）：22-24.

[2]]苏义脑，窦修荣.大位移井钻井概况、工艺难点和对工具仪器的要求[J].石油钻采工艺，2003，25（1）：6-10.

（作者单位：大庆钻探工程公司钻井一公司）