石油沟油田浅层中半径水平井复杂优化处理工艺

董文强 吉庆剑 熊金山（.玉门油田分公司井下作业公司，甘肃玉门735000；.玉门油田分公司钻采工程研究院，甘肃玉门735000）

0 引言

水平井是老油田井位部署调整、死油区挖潜、增加区域产量及提高采收率的一项重要手段，在各老油田广泛应用并效果显著。低渗透油藏历来在油田开发领域属难动用储量,加之老区井位部署密集,采用直井、定向井开发经济效益低。石油沟油田经过长期注水，形成区域死油区，只能通过浅层水平井扩大油层泄油面积，提高油井产量，有效解决低渗度薄油藏的开发,提高储量动用程度。

1 区域油藏特点

石油沟油藏属于浅层稠油油藏，其特点为岩性胶结疏松、地层压实度低,井壁稳定性差,易塌、易漏。背斜构造第三系下部有K、L、M三套完整的不对称穹隆背斜油藏，平均埋深约120～600m。根据油藏地质构造情况、油层分布、油水边界条件和产油情况等，将石油沟油藏划分为顶部区、边缘区和外排低产区。

石油沟油田钻遇地层为第四系和第三系，其中第四系埋深一般在20～100m，以砾石层为主，地层孔隙发育好，地层也承压能力差；第三系BC层主要为大段水敏性暗棕红色泥岩，中下部夹石膏薄层，受L油藏多年注采影响，泥岩层呈蠕动状，蠕动时间约4～8小时；L、M层为主力油层，受长期注水开采影响，地层承压能力强，但压力系数高，常存在溢流、吐砂等复杂存在。

综上所述，石油沟油藏主要特征表现在同一井眼内压力系统复杂，高钻井液密度可能造成井漏、低密度可能发生溢流、吐砂等。加之浅层中半径水平井造斜点高、造斜率大，油层垂深小,井段调整余量小,井眼轨迹控制精度要求高，如何在控制井眼轨迹的条件下处理复杂，达到快速安全钻井成为该区域钻井的关键。

2 施工复杂分析

今年3 年石油沟油田共完成浅层中半径水平井9 口，其中一口因地质原因报废，复杂率达到71.4%以上，平均机械钻速仅为7.42m/h。地质情况复杂，漏失率达到60%，缩径率达到57.1%，溢流发生率达到80%，种种的施工复杂严重影响钻井效率。施工难点主要有：

2.1 油埋藏深浅，造斜点高，造斜率大，井眼轨迹斜控制难

石油沟油田浅层中半径水平井因地质构造原因目的层埋深为300～600m，目的层垂直井段短,造斜率高，加之上覆岩层压力小，造成地层疏松,二开大尺寸井眼钻具造斜率难以保证，且地层规律难以把握,大尺寸井眼造斜率性能无法准确预测。为满足二开造斜率要求，下入Φ197mm 单弯螺杆（1.75°），由于表层采用Φ339.70mm 套管，下入时易在管内遇阻，且造成钻头偏磨损耗严重，存在下钻安全风险。

2.2 大曲率井眼管柱下入摩阻高，增加卡钻风险

为满足地质特点，设计井身结构为三层结构。浅层水平井油藏埋深浅，受地质因素影响，设计轨迹靶前距短，井眼曲率高，水平位移段相对较大，而下入的套管柱自重较轻,刚度强，弯曲变形后会产生较大的摩阻力，造成大尺寸套管下入十分困难。在石平-10 井下完井套管过程中，由于井斜达到96 度，套管下入困难。

2.3 井眼压力系统复杂，复杂处理难度大

石油沟油藏地质构造复杂，同一井眼压力系统复杂，主要矛盾存在于二开钻进窄密度窗口存在，合理的钻井液密度选择难度较大。近三年所钻浅层水平井出现了L层夹层缩径现象，在溢流下，保持高密度钻井液的性能持久性难度较大。

为满足井眼轨迹要求，二开完井斜需达到35°，但所钻地层易发生缩径，现有掏穴钻头无法在井斜大井段进行扩眼作业，造成复杂处理难度大。在报废井眼石平-7井施工过程中，出现了大量塑性泥块，造成高架槽堵塞，无法正常处理复杂，造成该井的地质报废。

3 复杂优化处理及实施效果

通过总结报废井眼施工过程，结合其他区块复杂处理的技术措施，在石油沟油田五口浅层中半径水平井的研究与实践下，以优选井眼轨迹和优选钻井液性能为重点，使该区域钻井中存在的复杂得到预防和处理。大井斜长稳斜段定向轨迹控制应从以下两方面考虑：

一是优选井眼轨迹控制技术应用 开发目的层垂深浅，结合现有水平井钻井技术、设备及工具能力,选择“直—增—稳”三段制井身剖面。该剖面相对简单，工具选择方便，施工易于控制；此外，三段制剖面造斜井段相对较短，利于降低管柱下入摩阻。

二是三段制强抑制性钻井液优选技术 经过配方设计与室内试验，选择常用钻井液材料，根据石油沟油田地质特点采用三段制分段调控即：浅表层采用防漏防塌体系，泥岩层采用铵基高密抑制性体系，砂岩及储层采用弱分散储层保护体系。在有效预防和处理复杂发生的同时，满足正常钻井要求，提高钻井液性能达标率，为后期完井作业创造条件。

通过现场不断试验和实践，现阶段解决石油沟油田浅层中半径水平井复杂优化处理工艺技术措施。

（1）一开直井段主要采用顿钻技术，在防斜打直的同时，有效封堵易漏失地层，减少复杂发生，减少一开复杂处理时间，提高周期指标；二开直井段采预弯曲直井段钻进技术，下入定向钻具组合，彻底释放钻压，达到快速钻进的目的。

（2）二开定向段施工前根据直井段井斜、方位的偏差以及考虑复杂处理预留井段，根据靶点及实钻数据实时进行待钻轨迹修正设计，优化计算定向段的造斜率，指导下步定向施工；定向段初期采用连续滑动定向，摸清楚造斜工具和钻具组合的原始造斜率，后期通过调整滑动钻进和复合钻进的比例，使实钻轨迹更贴近设计井眼轨迹。

（3）增斜段考虑到地层压实度低，钻具造斜不稳定，加之下入的造斜工具已达到井眼通过度的极限，要实现设计8～10°/30m 的造斜率难度倍增,因此在实际施工中提前设计造斜点10～15m进行造斜。

（4）根据几年的现场实践和实验室配方优化选配，使用三段制强化井壁聚合物钻井液体系，提高了钻井液的携岩性、抑制性，降低因岩屑床而造成的托压；为减小定向摩察阻力系数，分段在泥浆中加入3%～5%的乳化沥青，同时在改善泥饼质量方面加入磺化沥青、磺化酚醛树脂等泥浆材料，提高泥饼质量减少因托压而造成的粘卡风险；采用高密度钻井液有效预防和处理缩径及溢流的发生。

通过以上现场具体措施的应用，石油沟油田浅层中半径水平井在平均机械钻速以及各项周期指标等方面效果显著。口井处理复杂时间仅为6h，机械钻速提高14%，发生一次表层段漏失，下部缩径地层得到有效的预防处理。石油沟油田浅层中半径水平井复杂优化处理措施现场应用取得了较好的效果，为该区域今后的钻井工作提供了有力的技术保障。

4 结语

（1）石油沟油田浅层中半径水平井由于油藏地质特征，造成该区域钻井复杂发生率高，施工难度大，通过现场的不断摸索尝试，从施工和钻井液技术方面着手，总结了一套系统有针对性的复杂优化处理措施，在今年的钻井中取得了优异的成绩。

（2）经过实钻数据的理论计算，对浅层疏松地层的造斜规律有了一定的认识。实际施工中，通过优选钻具组合，优化井眼轨迹，满足了疏松地层中大尺寸井眼高造斜率的要求。

（3）二开造斜段遇缩径复杂处理手段单一，如何在大井斜下处理缩径复杂，顺利下入技术套管，封闭复杂井段成为今后该区域复杂处理的研究方向。