浅层大位移水平井钻井关键技术分析

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1、第32卷第2期钻井工程浅层大位移水平井钻井关键技术分析牛洪波陈建隆隋小兵I．中国石油化工集团公司胜利石油管理局钻井工艺研究院2．中国石化胜利油田分公司勘探监督中心牛洪波等．浅层大位移水平井钻井关键技术分析．天然气工业，2012，32(2)：71—74．摘要高平1井是胜利油田第一口位垂比达到4的大位移水平井。为了最大限度降低和克服井下摩阻扭矩，利用井眼轨道优化设计、下部钻具组合及钻进参数优选、工程保障措施和钻井液性能调控等关键技术，实现了对井眼轨迹的有效控制。所完成的高平1井位垂比达到了4．0198，水平段长3462．07m。结论认为：①造斜率相对较低的单

2、增轨道更适用长水平段水平井井眼轨道优化设计；②优选底部钻具组合、钻进参数和钻头，在特定区域能有效降低长水平段滑动钻进的比例；③水基钻井液在大位移井钻井中拥有较广阔的应用空间关键词浅层大位移井位垂比轨迹控制钻井液钻具组合钻头选择D0I：10．3787／．issn．i0000976．2012．O2．O17大位移井钻井技术是国外20世纪9O年代随着定1井眼轨道优化设计技术向井、水平井发展起来的高新钻井技术L1]，是定向井、水平井、深井、超深井等技术的综合体现，加上多目标本井设计垂深浅，上部地层松软，地层造斜能力三维大位移井技术复杂、要求高，因此它实际上代表了差

3、，且是在3II．2mm井眼段造斜，造斜难度较大，目前世界上最先进的钻井技术]。国内已先后在胜因此在选择井眼轨道设计方法时一方面需要考虑造斜利、中原、大港等油田钻成数口位移超2000m的定向点垂深空间限定条件，另一方面也需要尽量采用低造井_3]，但位垂比达到2的大位移井相对较少。2008斜率的剖面，减小调整幅度，保证中靶井眼平滑。年，胜利油田完成的金平1井位垂比达到2．803。通过对靶前位移、增曲率、降曲率剖面的摩阻和扭高平I井是中国石化胜利油田第一口位垂比大于矩的计算对比，优选出本井设计轨道。表1中除起钻4的大位移水平井l4]。该井设计A靶点垂深为867

4、．00摩阻外，各项数据基本上均随着靶前位移的增加而增m，K靶点垂深为905．00m，B靶点垂深为929．00m，加，主要是由于靶前位移较长造成井深延长的原因(在A～K靶点间水平距离为1503．96m，K～B靶点间水水平段长度保持3000m的情况下，靶前位移每增加平距离为1504．14m。100ITI，完钻井深增加约70m，斜井段长度增加约130从钻井角度来讲，该井施工面临的主要技术难点：m)。唯有靶前位移为450m时的平均摩阻小于350①浅部地层胶结疏松，大井眼定向造斜易出现造斜率m对应轨道的平衡摩阻。因为主要考虑下钻摩阻以偏低的现象；②水平井段长，井下

5、摩阻大，滑动导向困保障滑动钻进能力，所以靶前位移350m较为合适。难，井眼轨迹控制困难；③目的层埋深浅，上部井段克另外，从钻柱承受的扭矩情况来看，靶前位移350m服井下摩阻的钻具自重不足；④起下钻次数多，水平段对应的轨道设计要优于其他设计，其中，与靶前位移易出现不规则“大小眼”状况，井眼复杂。450m对应轨道设计相比，扭矩值可降低837．6N·m上述问题的解决方案主要集中在井眼轨道优化设(3．11)，可以为复合钻进提供扭矩空间。因此，综合计、井眼轨迹控制方法、钻井液技术3个方面。考虑摩阻及扭矩，靶前位移确定为350m较为有利。基金项目：中国石油化工集团公

6、司重点攻关项目“长水平段水平井钻井技术研究”(编号：P07049)。作者简介：牛洪波，1975年生，高级工程师；1998年毕业于原石油大学(华东)石油工程专业；现在中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院钻井所工作，主要从事钻井新技术、水平井和分支井的研究与推广应用工作。地址：(257017)山东省东营市北一路827号。电话：13854632106。E—mail：nhbwj188@yahoo．corn．cn天然气工业2O12年2月表1不同靶前位移摩阻扭矩对比表靶前位移／m起钻摩阻／kN下钻摩阻／kN平均摩阻／kN提离扭矩／N·m井底扭矩／N·nl斜井段长

7、／m350457．83l8．O387．945O446．O325．4385．755O440．1338．6389．365O392．52．2．1底部钻具组合优选2水平段井眼轨迹控制技术螺杆+欠尺寸扶正器的底部钻具组合在二开时就高平1井使用了不可调滑动导向钻具组合连续导表现出了很好的井眼轨迹控制效果。因此，三开的底向技术完成了二开造斜及三开水平段井眼轨迹控制。部钻具组合如下：2．1二开水平段井眼轨迹控制215．9mmPDC钻头+172mm螺杆钻具+该井在1077．99m进入水平段，在井深1460m配合接头+单向阀+jz『210rD_m扶正器+地质导向短之前使用的

8、钻具组合为：j2『311．2mm钻头+j2『203节+MWD测量短节+127．0