交运1井优快钻井技术

胡成峰

摘 要：交运1井是确定交运温泉小区地层系列及水温、水量资料，为交运社区地热供暖提供热能保障的一口定向采灌井。施工难点是盖层细砂岩和杂色泥质互层，孔隙度大，大井眼定向造斜易出现造斜率偏低的现象。施工中定向、增斜段段使用单弯单扶螺杆滑动与复合控制轨迹，优选钻井参数，使用HAT127和HJ517系列牙轮钻头提高机械钻速。

关键词：定向采灌井；HAT127、HJ517系列钻头；井眼轨迹控制；

1 概述

交运1井位于大名县城交运温泉小区附近，是一口定向采灌井。施工中推广优快钻井技术，选用HAT127和HJ517系列牙轮钻头针对该区块存在的轨迹控制、井壁稳定等技术难点，开展技术攻关，优质快速完成了施工任务该井实际完井井深2055m，最大井斜41.80°，完钻垂深1749.60m，水平位移887.61m，钻井周期12天13小时，建井周期16天8小时，平均机械钻速23.62m/h。交运1井为该区块后续施工提供了借鉴。

交运1井井身结构：

一开：444.5mm*498m+339.7mm*497.17m，

二开：311.2mm*1328m+244.5mm*454.3-1327.6m，

三开：215.9mm*2055m+177.8mm1303.21-2055m

2 施工重点

1）针对该区块，优选钻头类型，合理优化钻进参数，提高机械钻速；

2）造斜段控压钻进，提高造斜率，为后续施工和中靶打好基础；

3）完井使用尾管悬挂完井，下尾管前认真组织通井，合理选择通井钻具结构，起钻前调整好钻井液性能，保证下尾管顺利。

3 优化钻井技术应用

3.1优选HAT127、HJ517系类钻头

二开使用311.2mmHAT127G系列牙轮钻头，进尺830m，平均机械钻速17.29m/h；三开使用215.9mmHJ517G系列牙轮钻头，进尺702m，平均机械钻速22.65 m/h；

3.2井眼轨迹控制

井眼轨迹控制能力高低是定向井技术的核心，不但影响后续完井作业，同时也影响整个钻井速度；通过合理加压，加入润滑剂保证井眼轨迹圆滑不仅能提高全井机械钻速，而且能预防井下复杂事故。二开钻头选用HAT127铣齿钻头，三开选用HJ517G钻头，加快了钻井速度，保证钻头的安全，同时保证定向时工具面稳定，控制好井身结构。

3.2.1直井段防斜打直

交运1井一开（0.00～498.00m）使用Φ444.5mmSKG124钻头，采用塔式钻具组合：Φ444.5mmSKG124钻头+Φ203.2mmDC×3根+Φ177.8mmDC×3根+Φ127mmDP，配以较高的水力参数，随着钻进井深的不断加深，按钻柱浮重的80-85%加压。

一开井段地层胶结疏松，钻速快，易垮塌、扩径。一开的工作重点是保证井眼开直，保证下步施工方便因此要选用合理的钻井参数。开始钻进时采用高钻速90r/min，低钻压30KN，轻压吊打，随井深逐渐增压。钻进中保证排量不低于50L/s，坚持大排量，提高水眼喷射速度，有利于水利破岩和清洁井底，有效提高机械钻速。该井段最大井斜0.45°。

3.2.2二开定向造斜、稳斜、增斜段（498.00～1328.00m）

本井为“直-增-稳”三段制的定向井，实际造斜点518.73m。保证井身轨迹增斜趋势不变、圆滑，用大排量形成开放式井眼，避免定点循环造成井眼不规则。测斜时，为减少动力钻具在井下对井壁的冲刷，每次测斜时降低排量。这样既能保证井径扩大率，又实现了施工的连续性，避免出现大肚子井段，为今后的起下钻和完井作业奠定了基础。

采用钻具组合：Φ311.2mmHAT127+Φ197mm×1.5°单弯螺杆+Φ127mmNMHWDP×1+Φ127mmHWDP×18根+Φ127mm钻杆。进行定向增斜、稳斜，钻压60-80KN，排量45L/s，泵压13MPa。

钻井施工过程中，根据测斜情况及井眼轨迹设计，精确预测下部井斜、方位并及时调整钻具组合及钻井参数；每钻进100-200m或根据井下实际情况进行短起下；接单根、测斜等施工动作迅速，循环充分，及时处理好钻井液，避免井下复杂。

3.2.3三开稳斜段（1328～2055m）

三开采用钻具组合：Φ215.9mmHAT127+Φ172mm×1.5°单弯螺杆+Φ127mmNMHWDP×1+Φ127mmHWDP×18根+Φ127mm钻杆。三开施工中实时监控钻井的井斜、方位情况，及时调整钻井参数，复合钻进时的钻压一般为60～80kN，转盘转速60r/min，定向钻进时的钻压根据井眼的实际情况而定一般为80～100kN。钻时快的情况下划眼2-3遍，保证井底岩屑返出地面。井斜大、摩阻大，上提下放看好指重表，慢提慢放，在接单根时做到晚停泵早开泵。本井完钻电测井身井斜及全角变化率均符合设计及规范要求。

4 洗井与试水技术

洗井与试水是采灌井的重要环节，成功与否是整口井最后能否顺利交井的关键。本井采用压风机气举方式进行洗井，洗井结束后大排量抽水24小时停泵恢复4小时开始测定静水位，静水位为-72m。根据地质技术设计要求和规范规定，该井进行了三次落程抽水试验。

试验结果如下：

大落程抽水：静水位：-71m，动水位：-112m，流量：155m3/h，温度：56℃

中落程抽水：静水位：-71m，动水位：-104m，流量：120m3/h，温度：56℃

小落程抽水：静水位：-71m，动水位：-94m， 流量：104m3/h，温度：56℃

5 完井工艺技术

完钻后，循环不得少于2个循环周，以确保井底岩屑能够反出干净，搞好短起下，起钻时用一档起，反复活动起出钻具。本井三开使用215.9mm钻头，下177.8mm尾管，由于尾管与井眼间隙小，选用以下钻具通井：Φ215.9mm钻头+Φ177.8mm钻铤1根+Φ212mm螺旋扶正器+Φ177.8mm钻铤1根+Φ212mm螺旋扶正器+Φ177.8mm钻铤1根+Φ127mm 斜台肩钻杆+Φ127mm 加重钻杆+Φ127mm 斜台肩钻杆。在全角变化率大的井段、遇阻点、泥岩层、水层及距井底100米井段反复划眼，到底后大排量（40L/S）循环，以确保下尾管顺利。

下套管过程中按操作规范动作，确保管柱安全。下完尾管接悬挂器前必须灌满泥浆，每下入30根套灌满一次钻井液。下套管时控制下放速度，尽量让套管在自身重力引导下溜入井眼中，如遇阻则不可多拔，上提至原悬重慢慢下放过遇阻段。灌泥浆时不要活动套管串，防止地层过于松软，套管接箍来回上拉刮划井壁，堆积过多泥巴造成下套管困难。

6 结论和认识

1）优选HAT127、HJ517系类钻头适用于该区块地层，可以有效提高该区域灌采井施工速度；

2）定向钻进打完单根测斜时，为减少对井壁的冲刷，保证适度的井径扩大率，避免出现大肚子井眼，需要每次测斜时降低排量。

参考文献：

[1] 陳庭根.管志川.钻井工程理论与技术[M].东营：石油大学出社，2000.

[2] 钻井工程技术手册 [M].北京：中国石化出版社.2011.