影响定向井钻井时效的关键因素及提效措施

          影响定向井钻井时效的关键因素及提效措施

郭超雪

大庆钻探工程公司定向井技术服务项目经理部吉林作业部 吉林 松原 138000

摘要：随着国内各区块产能建设部署的不断推进，定向井开发已经在各油气田得到了规模化应用，然而定向井钻井工艺的应用效果却参差不齐，尤其是复杂构造区块，部分构造地层夹层多，井漏频繁复杂，地层可钻性差，严重制约了定向井钻井速度。如何缩短钻井周期，提高钻井速率已经成为新形势下提高定向井钻井效果的关键。基于此，本文结合复杂区块定向井钻井提速实践，在分析了影响钻井速度的几个关键因素基础上提出了优选造斜点、优化钻头选型、优化钻具组合、减少井下复杂情况和事故等快速钻井技术措施，并就在现场实践中取得了良好的应用效果进行了阐述。

关键词：复杂构造；定向井钻井；钻井提速增效

0前言

为了节约钻井成本和减少施工占用土地，加快开发速度，国内众多油气田的开发所施工的开发井均为同一个平台施工多口定向井，丛式定向井开发已逐步成为成大趋势，同时也面临施工难度增大、钻井周期延长等严峻问题，这除了与油气藏所在区域地质情况复杂因素密切相关以外，还与定向井工艺的具体应用密切相关。因此，明确导致定向井钻井时效低的主要因素，并找出恰当合适的应对措施很关键。

1影响定向井钻井速度的因素分析

1.1井漏频繁

   井漏是影响定向井钻井时效的一个主要因素，这与油气藏构造性质密切相关，如具有明显孔隙型储层特征的构造，其油气分布的地层空隙承压能力受限，在发现油气显示后提高钻井液的密度往往会发生井漏。特别是一些长度段较长的漏失地层，由于地层井漏严重，漏失井段长，对压力极为敏感，地层承压能力不易提高，这给快速钻进带来严重的隐患，滑动钻进中如果发生井漏，一般先采用随钻堵漏剂堵漏，若漏速增大，则需要起钻倒出定向钻具组合再下入光钻杆组合堵漏，因此起下钻次数多，增加了钻井周期。

1.2二次定向

部分油气藏构造定向井稳斜段较长，甚至达近千米，并且在集中稳斜段由于地层夹层多，轨迹不易控制，常规钻具组合难以达到稳斜稳方位的目的。尤其是一些复杂层段，同一井组的不同井之间变化的规律也不一样。由于方位漂移异常、或者是井斜变化异常不能满足中靶要求，往往需要二次定向才能保障中靶。

1.3钻头事故

一些地区油气藏构造地层为泥岩、页岩和砂岩夹层，均质段短，软硬交错明显。地层可钻性差，机械钻速较慢，钻头磨损严重。牙轮钻头在复合钻进时，钻头使用寿命大大缩短，并且容易发生牙轮落井事故。一些探井使用的牙轮钻头在短短的时间内就出现了牙轮和油杯落入井内的情况，导致处理钻头事故白白增加了钻井时间。为了避免钻头事故，牙轮钻头使用时间较短，起下钻频繁，增加了钻井周期，影响钻井速度

2快速钻井技术措施

2.1优选造斜点——加图

设计合理的井眼轨迹并在实际钻进中控制好井眼轨迹可以为钻机提速提供必要的基础条件，也是现有工艺、工具条件下最有效的定向井提速技术。设计时优选造斜点，在钻速较快不易井漏的层位定向，这样可以减少定向作业时间，缩短钻井周期。例如某定向井其设计造斜点1350m，定向钻进至井深1394m发生井漏，因为井斜和方位还未达到设计要求，同时定向钻具组合带有螺杆钻具，限制了堵漏措施，需起钻更换光钻杆组合堵漏，因井漏增加了钻井时间。而在其附近的另一口定向井经过优化设计，将造斜点上移至设计的造斜点中部，进入易井漏的层组时已完成定向钻进，虽然发生了井漏，堵漏时不需要定向作业，可以进行复合钻进，从而避免了起钻更换钻具组合，减少了起下钻的次数，缩短了钻井周期。

2.2优化钻头选型

要根据所勘探地区地层特点，结合厂家生产的钻头性能进行钻头的优选。如大位移定向井施工中上部所钻地层主要岩性为砂泥岩互层，延长底部含有少量砾石，地层抗压强度低一中。钻进前期以滑动井段为主，要有良好的滑动稳定性；上部较软地层钻头以剪切破岩为主，需要有较强的攻击性获得高的机械钻速；同时具备良好的耐磨性获得较高的进尺。因而选择优选6刀翼19 mm复合片PDC钻头。

而下部所钻地层主要岩性以含砾中、粗粒砂岩为主，夹砂质泥岩和页岩，地层抗压强度中一高，通常以冲击破岩为主。层间的岩性变化越大对钻头损坏也越大。特别是软地层进入硬地层时，应缓慢增加扭矩值，避免压碎、崩断钻头切削齿(复合片)甚至断刀翼等情况，引起钻头先期损坏。考虑到后期降斜钻进应满足滑动要求并且有较好的抗冲击性，故而选择5刀翼16 mm复合片PDC钻头。

实际应用发现通过使用PDC钻头，钻速较牙轮钻头快2,-4倍，同时又可以减少起下钻的次数，缩短钻井周期。

2.3优化钻具组合

定向施工预留合理的方位漂移量，定向钻进和复合钻进相结合，采用弯螺杆+扶正器(直

径206~2lOmm)+MWD导航稳斜钻进，能够提高机械钻速，同时又可以避免二次定向，提高了井眼轨迹质量，缩短了钻井周期。如某井上部井段采用弯螺杆+扶正器+MWD导航稳斜钻进，平均机械钻速2.87m／h；下部井段采用单扶正器稳斜钻进，平均机械钻速只有1.61m／h。而邻井稳斜段采用弯螺杆+扶正器+MWD导航稳斜钻进，平均机械钻速3.25m／h，大大提高了钻进速度。

2.4减少井下复杂情况和事故

针对构造钻井作业时易发生井漏、溢流、卡钻、钻具刺漏等复杂情况和事故。因此，入

井钻具要认真检查，不合格钻具严禁入井，可有效的降低钻具事故；起下钻控制起下速度，

严禁硬提硬压，防止卡钻；定向井段接单跟时坚持拉划井壁，保证井眼轨迹平滑；维护好钻

井液的性能，优化钻井液体系，保证钻井液的润滑性和携砂能力。如在某低渗透油藏的钻探时采用“大罐循环+随钻压滤”处理工艺代替以往的“随钻破胶压滤”，能有效控制钻井液固相含量，保持钻井液性能稳定，有效地避免卡钻、井漏、井塌、泥包钻具。同时，提高现场作业队伍的业务技能也是减少井下复杂情况和事故的一种行之有效的方法。

3结束语

(1)实践证明将造斜点上移，在定向造斜设计时进行针对性优化，在进入定向钻进时钻时较慢、易发生井漏的珍珠冲段之前完成定向作业，这样可以减少定向作业增加的钻井周期。

(2)根据不同的钻井方式和地层岩性特点，优选合适的钻头型号能够提高钻进速度，缩短钻井周期。

(3)采用弯螺杆+扶正器+MWD导航稳斜钻进，能够避免二次定向，提高机械钻速，同时也能够提高井眼轨迹质量，保证中靶质量。

(4)加大钻具质量检测力度，提高现场作业队伍的业务技能，降低井下复杂情况和事故的发生率也是提高地质情况复杂地区定向井钻井速度、缩短钻井刷期，提高经济效益的有效方法之一。

（5）定向井钻井提速是一个全面的系统优化，是把地层规律、井眼轨迹控制、钻具特性、钻井液体系及固控系统多方面因素的优化结合，只有各个环节紧密配合、面面俱到，才能充分发挥提速效果。

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