ZP26-P2三维水平井钻井施工实践与认识

2020-11-26孟庆双

石油和化工设备 2020年11期

孟庆双

（大庆钻探工程公司钻井三公司，黑龙江大庆 163412）

ZP26-P2井位于SL盆地中央坳陷区SZ凹陷南部，设计斜深3592.00m，垂深1899.98m，最大井斜角90.02°，扭方位达91.42°，最大偏移距为430.00m，井底最终的闭合方位角为164.88°，水平位移1648.47m，水平段长1300.00m。通过对F油层691块岩心进行分析发现，该油层有效孔隙度在9.0%～17.9%之间，平均11.74%，空气渗透率在0.14mD～9.89mD，平均1.16mD，中值0.51mD，渗透率0.1mD～0.5mD之间的样品数占总样品的41%，0.5mD～1.0mD占22%，总体表现为低孔特低渗透的储层特征，因此应用水平井进行开发可以实现经济效益最大化。

1 三维水平井设计分析

1.1 井身结构设计分析

在进行三维水平井井身结构优化设计时，首先要考虑如何降低该井施工的摩阻/扭矩，为了保证这口三维水平井在施工过程中的摩阻/扭矩最小，在井身结构设计过程中对技套不造斜、技套造斜到A靶点和技套部分造斜三种方式进行了软件模拟分析，通过分析发现，这三种井身结构设计方式技套部分造斜能有效降低该井三开的施工摩阻/扭矩，并且还能实现快速钻井，因此该井采用技套部分造斜的方式，技套封固到F油层顶，井斜角达到65.28°。具体井身结构见表1所示。

表1 ZP26-P2三维水平井井身结构设计数据表

1.2 井眼轨道设计分析

在三维水平井施工中，井眼轨道设计一定要循序渐进，保持平滑。在ZP26-P2这口三维水平井的轨道设计中，选取的造斜点井深为1475.00m，最大的扭方位率为6.19°/30m，有利于现场的施工，能够很好地掌控井眼的变化趋势，实现准确中靶。具体轨道设计数据见表2所示。

表2 ZP26-P2三维水平井井眼轨道数据表

F油层顶 1921.00 65.28 109.44 1794.00 265.34 91.83 6.19扭方位完 2258.06 83.00 180.00 1897.90 501.23 120.92 6.19靶点A 2292.60 90.02 180.00 1900.00 519.77 124.18 6.10靶点B 2806.60 90.02 180.00 1899.80 913.53 151.92 0.00靶点C 3206.60 90.15 180.00 1899.20 1280.37 160.38 0.01靶点D 3542.60 89.68 180.00 1899.70 1600.83 164.42 0.04井底 3592.00 89.68 180.00 1899.98 1648.47 164.88 0.00

2 钻井施工技术

2.1 井眼轨迹控制技术

2.1.1 直井段

直井段轨迹控制的原则是防止井斜角过大，因为直井段井斜角过大会产生正位移或者负位移，当产生负位移的时候就会使造斜段施工需要较大的造斜率而增加施工难点，而产生正位移正好相反，所以在直井段施工中防斜打直是关键。为了有效控制ZP26-P2井直井段的井斜角，采用的钻具组合是双螺扶钟摆钻具组合，施工中采用低钻压、高转速的施工方式，定点测斜，密切关注井斜角的变化趋势，发现异常及时调整施工中的钻压、转速等参数，保证直井段的井斜角、水平位移符合钻井工程设计要求。

2.1.2 造斜段

在造斜段施工中首先要优选螺杆钻具，通过多个厂家、不同螺杆钻具的优选，最终选用天津立林生产的1.5°单弯螺杆钻具，钻具组合为：Φ311.2mm钻头+Φ216.0mm螺杆（1.5°）+钻具浮阀+Φ203.2mmLWD+Φ203.2mm无磁钻铤+Φ177.8mm钻铤×75.42m+Φ127.0mm加重钻杆×345.7m+Φ127.0mm钻杆。这一井段施工的关键是要掌握这套钻具组合的实际造斜率，如果实际造斜率能够满足设计造斜率的要求，就可以正常继续钻进施工，如果实际造斜率不能满足设计造斜率的要求，就要起钻更换钻具组合。在ZP26-P2井的造斜段施工中，该套钻具组合的实际造斜率达到8.5°/30m，而设计造斜率最大为6.19°/30m，因此在施工中每个单根滑动钻进6.5m左右就可以满足设计要求，而且还能使井眼轨迹更加平滑，降低施工的摩阻/扭矩，保证实际的轨迹与设计轨迹基本一致，为准确中靶提供了有利条件。

2.1.3 水平段

在常规水平井施工中，应用螺杆+LWD就可以实现在目的层中穿行，达到钻井施工目的，但ZP26-P2井是一口大三维水平井，并且水平段达到1300.00m，因此施工后期会岩屑上返困难、摩阻/扭矩特别大，难以实现定向施工，为此选用了贝克公司生产的旋转导向G3闭环钻井系统，顶驱转速全程在120r/min以上，地面实时监控井斜角、方位角、伽马、电阻率、环空当量密度等施工关键参数，经过8次地质导向的调整，保证了实际施工井眼轨迹沿着油层发育的深度前进，实现了砂岩钻遇率达到96.7%。

2.2 钻井液技术

ZP26-P2井是一口大三维水平井，水平段长度达到1300.00m，施工中摩阻/旋转扭矩大，因此选用优质的钻井液是实现该井施工安全的关键，要保证钻井液具有良好的润滑性、流变性、抑制性、低失水性。二开直井段和造斜段均选用钾盐共聚物钻井液体系。具体配方为：4.5%～5.5%膨润土+4.5%～5%纯碱+0.3%～0.4%WDYZ-1+0.3%～0.4%H X-D+0.8%～1.2%J S-1+1.2%～1.5%JS-2+0.7%～1.3%NH4-HPAN-2+1.0%～1.2%S P N H+1.0%～1.5%D Y F T-1+0.04%～0.10%KOH。二开前充分循环洗井，加入纯碱240kg，防止水泥侵。二开钻井过程中配浆时，复合抑制剂WDYZ-1、阳离子聚合物HX-D的加量按设计上限使用，以控制造浆提高钻井液的抑制性。补充新浆时，提高JS-1、JS-2、高效封堵降滤失剂DYFT-1、NH4-HPAN-2的加量，加强钻井液的封堵能力，降低泥饼的渗透率。二开定向施工段补充液体润滑剂，使含量不低于3%，降低定向施工的摩阻，提高定向施工效率。三开水平段施工选用KCl盐水钻井液体系，维护中主要是保证低失水，补充液体润滑剂的同时，复配固体石墨润滑剂，使两种润滑剂的总含量不低于5%，提高钻井液的润滑效果，降低施工的摩阻和旋转扭矩，保证水平井段的施工安全。