简析吐哈油田浅层稠油水平井及大斜度井钻井工艺技术

简析吐哈油田浅层稠油水平井及大斜度井钻井工艺技术摘要吐哈油田西峡沟区块稠油油藏埋深浅，地层疏松，针对浅层水平井／大斜度井钻井中轨迹控制困难、钻井风险高、下套管固井难度大等技术难题，通过优选合理、经济的井身结构和井眼轨迹，开展疏松地层轨迹控制及减阻降摩技术，对浅井定向加压、下套管技术、浅层防塌防漏水平井／大斜度井钻井液体系、低承压地层固井技术的攻关研究，形成一套完整、系统的西峡沟区块浅层水平井／大斜度井配套技术系列。确保了安全快速钻进，降低了钻井复杂时效，为满足浅层稠油经济高效开发提供了有效的技术手段。关键词浅层稠油水平井大斜度井轨迹优化MEG钻井液吐哈油田西峡沟区块浅层稠油油藏直井单井产量低，采用水平井／大斜度井更有利浅层稠油油藏的开发动用。通过对浅层水平井／大斜度井井身结构和井眼轨迹优化、井眼轨迹控制与测量、无荧光水平井钻井液、水平井固井完井等技术攻关和现场应用，保证了钻井安全，提高了钻井速度、油层钻遇率和固井，钻井成功率100%、中靶率100%、固井质量一次合格率100%、优质率80%。一、西峡沟区块浅层稠油水平井，大斜度井钻井难点1．西峡沟区块稠油油藏埋深较浅，岩性胶结疏松、欠压实、井壁稳定性差，易塌、易漏而且钻遇大段煤层易发生井下事故；2．油层垂深小，井段调整余量小，而疏松地层工具面不易控制，实钻造斜率差异变化大，轨迹控制难度大；3.MWD仪器初始定向段由于距离套管近，套管磁干扰导致测量误差大；MWD泥浆脉冲信号受井温低影响导致传输不稳定；4浅层水平井／大斜度井垂直段短，下入的套管柱自重较轻，井眼曲率高套管附性大，弯曲变形后会产生较大的摩阻力，套管下入困难；居中度差，固井质量难以保证。二、浅层稠油水平井／大斜度井钻井技术研究1．井身结构优化设计技术。西峡沟水平井／大斜度井全部采用二层套管结构：（b311mm钻头一开，在井深150m左右下入(b273mm表层套管，这样表层套管能有效封固上部第三、第四系(Q-E)，白垩系（Kltg）砂砾为主的疏松地层，在保证井下安全的同时尽量减小了下入深度，为下一步造斜预留了足够深度，也降低了成本。然后用(b216mm钻头二开，钻至设计井深完钻，下入(φ139.7mm油层套管固井完井(见图1)。2．井眼轨迹优化设计技术。（1）通过研究疏松地层造斜规律并结合地质要求，设计轨迹剖面为单增剖面。这么做有利于钻压的传递，为钻井速度的提高，安全钻井起到积极作用。(2)设计造斜率时控制在10。/30m以内，有效降低了摩阻和扭矩，保证完井套管顺利下入。3．井眼轨迹控制技术。（1）优选造斜钻具组合，浅层定向钻进时全部采用加重钻杆代替普通钻杆，以保证能提够足够钻压。（2）优选动力钻具，选择造斜能力略高于设计的螺杆钻具进行造斜，推荐使用1.5度螺杆，采用低钻压、匀速放钻的方式保证造斜率，同时采用较高造斜率的钻具也有利于增加复合钻井的比例，有利钻压传递；降低摩阻扭矩，避免了钻具自锁现象的发生。（3）加强轨迹监测，具体措施是加密测斜，由“一根一测”改为“一根多测”，及时模拟轨迹，以便于及时调整；稳斜段可根据地层特性进行“一高一低”的复合钻进方式稳斜钻进，使实钻轨迹尽可能靠近设计轨迹。（4）井斜60。以后采用LWD导向钻井，将实时测量的自然伽马等参数、工程参数（井深、井斜、方位、工具面角、振动、扭矩、钻时等）和录井参数（岩屑、岩性），结合地质构造、邻井测井资料及地震剖面进行地层对比方法，预测钻头钻开地层处的地层特性，确定钻遇导向标志地层．4．钻井液技术。浅层水平井／大斜度井要求钻井液体系具有良好的携岩能力、润滑能力，优选乳化原油聚磺钻井液和MEG两种钻井液体系。由于浅层稠油油藏岩性胶结疏松，井壁稳定性差，易漏失，优选流型调节剂，适时调整钻井液动塑比，避免过度冲蚀井壁。考虑浅井井温低的因素，选用低软化点沥青，加强钻井液体系封堵造壁和防塌、防漏能力。确定浅层水平井／大斜度井钻井液体系，其配方为：井浆+0.3-0.5%KPAM+0.5-1%NaHPAN+0.3-0.5%CMC+3-5%MEG+0.05%流型调节剂+2%低软化点沥青。5．固井完井技术。（1）套管下入技术。为增加套管柱下入的安全性，确定加压方案，以防止套管下入过程中由于井眼条件等其他因素造成的实际摩阻大于理论计算摩阻出现套管柱自重不足的情况，具体施工中考虑以下两种加压方式：一是下套管施工前现场准备大尺寸钻铤，作为井口套管柱下入的备用加压手段，增加套管下入的安全性。二是地面储备足够重的泥浆，在套管柱下入过程中需加压的情况下灌入套管中，增加套管自重，以增大下入力。（2）（氐承压地层固井技术。低承压地层固井，容易发生漏失；并且由于替浆量小，顶替排量小，顶替效率受到一定影响，应用常规低失水微膨胀水泥浆体系和壁面剪切理论固并，固井施工顺利，整体固井质量合格率100%，结合套管漂浮与井口加压技术，保证套管顺利下入。三、浅层水平井／大位移井现场应用情况在吐哈油田西峡沟区块共实施3口水平井，2口大斜度井，成功率100%，中靶率100%。所钻3口水平井，平均完钻井深986.67m，平均造斜井深456.12m，平均机械钻速7.58m/h，平均定向周期7.58d，钻井周期7.14d，水平段最长为273.98m，平均水平段长202.73m。所钻2口浅钻大斜度井，平均完钻井深845m，最浅造斜点170.OOm，最大井斜74.5。，最大水平位移达到576.03m。详见表3、表4。四、结论与认识1．形成了疏松地层井轨迹设计和控制、浅井定向减阻降摩、浅层水平井／大斜度钻井液、低承压地层水平井固井等钻完井技术系列。2．通过对浅层稠油水平井／大斜度井钻完井技术的攻关，以及3口浅层水平井、2口浅层大斜度井现场实施，取得良好的钻井效果，为吐哈油田浅层稠油油藏开发提供了技术保障。