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【摘要】川西地区具有良好的油气生成及储存条件，是我国重要的油气勘探战略接替区，一方面川西地区形成了丰富的油气资源 ，另一方面也导致了油气在空间的分布不够集中，钻成井完井周期长、生产时效低，油气勘探不尽人意，其根本原因是该地区地质条件十分复杂，地层可钻性低、井眼稳定性差，一直是川西地区油气勘探开发中的一个大问题。经过几口重点井的探索与实践，我们在川西地层钻井技术方面已取得了部分成果。
【关键词】川西地区；配套钻井技术；钻井液技术；固井技术
1、概述
都遂103-2HF井位于四川省成都市新都区是一口开发井，设计井深3096m，井型：水平井。新都地区以遂宁组为目的层，由于川西地区上部含石膏泥岩、砾石较多，中下部泥岩段较长等复杂情况，给钻井施工带来了“漏、塌、膏侵、喷、碰”等多项技术问题，该井主要有以下特点：（1）勘探程度低，地层岩性不清楚，井下不确定因素多，不利于钻头选型和钻井参数优选，难以提高机械钻速；（2）裸眼井段长，勘探目的层多，同一裸眼内压力系统复杂，安全钻井难度大；（3）上部井段易阻卡，下部井段泥岩段长易缩径，导致井下复杂（4）水平段较长，岩屑返处困难，易造成井下复杂。
表1-1井身结构与套管程序表
设 计 实 际
钻头尺寸×井深
（mm×m） 套管尺寸×下深
（mm×m） 钻头尺寸×井深
（mm×m） 套管尺寸×下深
（mm×m）
Φ444.5×52 Φ339.7×50 Φ444.5×58 Φ339.7×57.58
Φ311.15×802 Φ244.5×800 Φ311.15×804 Φ244.5×802
Φ215.9×3096 Φ177.8×（650-3094） Φ215.9×3001 Φ139.7×（607.65-2999.08）
2、都遂103-2HF井钻进中易出现的问题
（1）携砂困难。本井段804m～3001m（造斜段和水平段），裸眼长达2187m，泵压高、返速低、携砂困难。
（2）井壁失稳。侏罗系地层可钻性较好，但裸眼段较长，钻遇的地层稳定性差，对钻井液体系要求较高，调整好钻井液性能，保持井壁稳定是关键，砂泥岩地层易吸水膨胀，地层造浆严重，泥岩极易吸水膨胀，存在井眼缩径现象，起下钻阻卡问题突出。
3、川西新都地区水平井提速配套钻井技术
在人口稠密、经济发达的川西地区，水平井开发越来越多，我们在大尺寸井眼段和长裸眼水平段的钻井提速方面做了大量的工作，也取得了比较好的成果。
3.1防斜打直技术措施
在川西地区经过我们大量的前期工作，上部直井段可采用PDC钻头、直螺杆钻具（单弯螺杆）、稳定器的钟摆钻具组合，满足了水平井一开、二开直井段防斜打直、提高机械钻速要求，极大地缩短了钻井周期。
3.1.1钻具组合优选
Φ311.15mmPDC钻头+Φ244mm直螺杆+Φ203.2mm无磁钻铤+Φ308mm稳定器+Φ203.2mm钻铤2根+Φ177.8mm钻铤3根+Φ127mm加重钻杆6根+Φ127mm钻杆
3.1.2钟摆钻具组合的配套技术措施
（1）上部井段钻压控制在60KN以内，利用PDC钻头和螺杆特点以低钻压、高转速、大排量提高机械钻速。（2）进行电子多点跟踪测斜，及时控制井眼轨迹，防止由于上部井斜过大或全角变化率的超标，给下部造斜段带来诸多问题。（3）考虑到上部泥岩段较长，我们推荐使用扶正器既能有效防止井斜又能修整井壁减少井眼缩径现象发生。（4）由于上部地层岩性较硬，鹅卵石较多，有时地层中还夹杂砾岩，为减轻钻具憋跳现象，提高机械钻速，根据我们在川西地区的现场经验，推荐大尺寸直螺杆，既能减轻钻具的憋跳现象，又能很好保护PDC钻头提高机械钻速。
3.2新都地区长裸眼水平井钻井技术
3.2.1都遂103-2HF井主要技术指标
（1）磨阻流板新技术，减少了以往扫塞完毕后起钻换钻头和改变钻具的结构陈旧思想，比以往牙轮钻头扫塞缩短了大量时间，同时缩短了施工周期和人力物力的消耗。（2）Φ215.9mm直井段井眼平均机械钻速19.38m/h，单日最高进尺为396米/天，创新都蓬莱镇组区块直井段平均机械钻速最高记录。（3）单只PDC钻头纯钻时间205.00h，进尺高达1030m，创出了81/2″PDC钻头在水平段使用新的记录。（4）摒弃以前水平井定向段一开始就用柔性钻具的做法，提倡井斜40度以前，底部钻具组合加上4-6根钻铤，增加下部钻具重量及刚性，提高复合钻进的比例，从而提高钻井速度；（5）做好钻井液的性能维护与处理工作，可按1桶/3h的加量往泥浆里加入机油，搞好泥浆的润滑性，减轻造斜段定向托压现象的发生；
3.2.2钻井技术措施
（1）优选钻头：首先使用三牙轮钻头1只，充分利用高压喷射钻井，发挥钻头水功率。然后下入Φ311.15mm PDC钻头。（2）造斜段、水平段加强短起下钻，每钻进100m-150m或24h短程起下钻拉井壁一次，清除井下岩屑，提高岩屑返出率，为下部水平段安全施工打好基础。（3）在造斜段提高钻井液的润滑性，减小钻进过程中的摩阻，钻压勤跟勤送，随时注意钻压变化和工具面变化并及时调节。（4）在斜井段采用倒装钻具组合，更好地将钻压施加到钻头上。（5）加强水平段钻具组合的造斜性能分析，因测斜数据滞后，必须根据测斜数据随时预测井底的井斜、方位值及钻具的造斜率，严格控制井眼轨迹在靶体内运行。（6）采用复合钻进方式钻水平段，根据MWD测斜数据的处理计算结果，随时调整钻井方式，控制井斜、方位的变化，确保水平段平稳钻进。（7）水平段钻进，扭矩、摩阻较大，应做好每套入井钻具的摩阻、扭矩分析，简化钻具结构，降低摩阻、扭矩。（8）泥浆要求具备良好的悬浮稳定性、流动特性、润滑性，防止粘附、沉砂、压差卡钻。（9）钻具因故在井下静止时，要循环、活动钻具或将钻具提至套管内，防止滞留时间长而造成井下复杂情况。 3.3聚胺仿油基钻井液技术
3.3.1概述
针对川西地区中浅层长水平井钻进过程中存在的水平井段长易卡阻、砂岩泥岩交错易发生井壁失稳等难题，研究了新型聚胺仿油基钻井液。该钻井液主要由具有强抑制作用的处理剂聚胺和主要作用为润滑和降滤失、兼具抑制功能的处理剂MEG（甲基葡萄糖甙）组成，具有高润滑性和强抑制性的特点，评价体系抑制性能和润滑性能接近油基钻井液水平。现场应用表明，聚胺仿油基钻井液性能稳定、密度调节范围广、流变易于控制、滤失量小且泥饼薄而韧性好，能有效的抑制泥页岩水化分散，保持井壁稳定，满足川西长水平井段施工需求。[2]
3.3.2聚胺仿油基体系的优点
（1）化学抑制性强，能有效抑制泥页岩的水化膨胀。[1]（2）降低钻井液的滤失量。（3）改善泥饼质量（4）大大提高钻井液的润滑性，降低井壁摩阻，维持井壁稳定。
3.3.3性能维护
（1）将一开完钻回收钻井液净化后，加入SMC、SMP-1、COP-LFL葡萄糖甙控制失水，改善流变性，使钻井液各项性能达到设计要求。每日连续补充FA-367、XY-27、SMC、PAM、FT-1、SCL、葡萄糖甙复合溶液以细水长流方式维护井浆性能稳定；合理控制钻井液粘度，维护良好流变性，加入葡萄糖甙提高钻井液的润滑性。（2）利用除砂器、除泥器、离心机有效清除钻井液中的劣质固相，维护钻井液的清洁度，控制粘度45～50s，动塑比在0.4～0.8之间，满足水平井段的携带和悬浮岩屑要求。（3）甲基葡萄糖甙在现场施工过程中可能出现发酵起泡情况，现场应储备杀菌剂，同时在加入甲基葡萄糖甙前应注意调高钻井液pH值，减缓其发酵进程。（4）进入造斜点前按设计要求做好重浆储备并做好一级井控。进入造斜段后，加入2～3%甲基葡萄糖甙和1～3%高效液体润滑剂，提高钻井液润滑性。（5）坚持以“细水长流、勤于维护”方式调整钻井液的性能。按照进尺情况及时补充抑制剂、包被剂、封堵剂和润滑剂，以保持性能稳定优良。（6）水平段应做好微超平衡钻井。钻遇较好油气显示时，在未求得立压的情况下，每循环周钻井液密度增加值不超过0.03g/cm3。（7）如井眼轨迹或方位变化大引起钻具运动遇阻、遇卡等井内复杂情况，以及测井、下套管前，可使用固体润滑剂（玻璃微珠）降低摩阻。微珠粒径以20～40目为好，加量以1～2%为宜。
4、固井技术
4.1固井技术措施
（1）固井前大排量循环洗井，对井壁稳定性进行考验，替泥浆时则采用钻进时的排量顶替。下套管作业前通井，清洗井眼，注水泥前充分循环，调整钻井液性能，注入不含油先导浆。（2）套管居中在造斜段和水平段扶正器加密， 提高套管居中度。（3）顶替效率水平段使用刚性旋流扶正器，通过螺旋流顶替技术提高顶替效率。[2]
5、结论
（1）通过在川西地区不断调研和总结，改变以往用牙轮钻头打砾石层的方法，机械钻速很慢，时效很低，我们采用旧PDC钻头低转速穿过上部井段的砾石层，同时使用螺杆起到减震作用，有效保护了钻头和钻具。（2）针对一开、二开直井段的特点，444.5mm井眼、311.15mm井眼的直井段使用塔式钻具组合，充分利用钻具组合特性，达到防斜打直、提高机械钻速的目的，特别是一开444.5mm井眼不考虑接大尺寸扶正器，避免影响机械钻速。（3）摒弃以往使用牙轮钻头磨阻流板的陈旧思想，均采用保径好PDC钻头加螺杆进行干磨，钻压控制在10KN以内，大排量开泵冲洗，反复交替进行，选择合理钻井参数，磨穿阻流板继续钻进，缩短了施工周期和人力物力的消耗。（4）摒弃以往水平井定向段初期使用柔性钻具的做法，提倡井斜45度以前，底部钻具组合加上4-6根钻铤，增加下部钻具重量及刚性，提高复合钻进的比例，从而提高钻井速度。
参考文献
[1]邱正松，钟汉毅，黄维安.新型聚胺页岩抑制剂特性及作用机理[J].石油学报，2011，32（4）：678-682.
[2]连吉弘，康建平.大位移井固井技术分析[J].长江大学学报（自然科学版），2010（01）
【关键词】川西地区；配套钻井技术；钻井液技术；固井技术
1、概述
都遂103-2HF井位于四川省成都市新都区是一口开发井，设计井深3096m，井型：水平井。新都地区以遂宁组为目的层，由于川西地区上部含石膏泥岩、砾石较多，中下部泥岩段较长等复杂情况，给钻井施工带来了“漏、塌、膏侵、喷、碰”等多项技术问题，该井主要有以下特点：（1）勘探程度低，地层岩性不清楚，井下不确定因素多，不利于钻头选型和钻井参数优选，难以提高机械钻速；（2）裸眼井段长，勘探目的层多，同一裸眼内压力系统复杂，安全钻井难度大；（3）上部井段易阻卡，下部井段泥岩段长易缩径，导致井下复杂（4）水平段较长，岩屑返处困难，易造成井下复杂。
表1-1井身结构与套管程序表
设 计 实 际
钻头尺寸×井深
（mm×m） 套管尺寸×下深
（mm×m） 钻头尺寸×井深
（mm×m） 套管尺寸×下深
（mm×m）
Φ444.5×52 Φ339.7×50 Φ444.5×58 Φ339.7×57.58
Φ311.15×802 Φ244.5×800 Φ311.15×804 Φ244.5×802
Φ215.9×3096 Φ177.8×（650-3094） Φ215.9×3001 Φ139.7×（607.65-2999.08）
2、都遂103-2HF井钻进中易出现的问题
（1）携砂困难。本井段804m～3001m（造斜段和水平段），裸眼长达2187m，泵压高、返速低、携砂困难。
（2）井壁失稳。侏罗系地层可钻性较好，但裸眼段较长，钻遇的地层稳定性差，对钻井液体系要求较高，调整好钻井液性能，保持井壁稳定是关键，砂泥岩地层易吸水膨胀，地层造浆严重，泥岩极易吸水膨胀，存在井眼缩径现象，起下钻阻卡问题突出。
3、川西新都地区水平井提速配套钻井技术
在人口稠密、经济发达的川西地区，水平井开发越来越多，我们在大尺寸井眼段和长裸眼水平段的钻井提速方面做了大量的工作，也取得了比较好的成果。
3.1防斜打直技术措施
在川西地区经过我们大量的前期工作，上部直井段可采用PDC钻头、直螺杆钻具（单弯螺杆）、稳定器的钟摆钻具组合，满足了水平井一开、二开直井段防斜打直、提高机械钻速要求，极大地缩短了钻井周期。
3.1.1钻具组合优选
Φ311.15mmPDC钻头+Φ244mm直螺杆+Φ203.2mm无磁钻铤+Φ308mm稳定器+Φ203.2mm钻铤2根+Φ177.8mm钻铤3根+Φ127mm加重钻杆6根+Φ127mm钻杆
3.1.2钟摆钻具组合的配套技术措施
（1）上部井段钻压控制在60KN以内，利用PDC钻头和螺杆特点以低钻压、高转速、大排量提高机械钻速。（2）进行电子多点跟踪测斜，及时控制井眼轨迹，防止由于上部井斜过大或全角变化率的超标，给下部造斜段带来诸多问题。（3）考虑到上部泥岩段较长，我们推荐使用扶正器既能有效防止井斜又能修整井壁减少井眼缩径现象发生。（4）由于上部地层岩性较硬，鹅卵石较多，有时地层中还夹杂砾岩，为减轻钻具憋跳现象，提高机械钻速，根据我们在川西地区的现场经验，推荐大尺寸直螺杆，既能减轻钻具的憋跳现象，又能很好保护PDC钻头提高机械钻速。
3.2新都地区长裸眼水平井钻井技术
3.2.1都遂103-2HF井主要技术指标
（1）磨阻流板新技术，减少了以往扫塞完毕后起钻换钻头和改变钻具的结构陈旧思想，比以往牙轮钻头扫塞缩短了大量时间，同时缩短了施工周期和人力物力的消耗。（2）Φ215.9mm直井段井眼平均机械钻速19.38m/h，单日最高进尺为396米/天，创新都蓬莱镇组区块直井段平均机械钻速最高记录。（3）单只PDC钻头纯钻时间205.00h，进尺高达1030m，创出了81/2″PDC钻头在水平段使用新的记录。（4）摒弃以前水平井定向段一开始就用柔性钻具的做法，提倡井斜40度以前，底部钻具组合加上4-6根钻铤，增加下部钻具重量及刚性，提高复合钻进的比例，从而提高钻井速度；（5）做好钻井液的性能维护与处理工作，可按1桶/3h的加量往泥浆里加入机油，搞好泥浆的润滑性，减轻造斜段定向托压现象的发生；
3.2.2钻井技术措施
（1）优选钻头：首先使用三牙轮钻头1只，充分利用高压喷射钻井，发挥钻头水功率。然后下入Φ311.15mm PDC钻头。（2）造斜段、水平段加强短起下钻，每钻进100m-150m或24h短程起下钻拉井壁一次，清除井下岩屑，提高岩屑返出率，为下部水平段安全施工打好基础。（3）在造斜段提高钻井液的润滑性，减小钻进过程中的摩阻，钻压勤跟勤送，随时注意钻压变化和工具面变化并及时调节。（4）在斜井段采用倒装钻具组合，更好地将钻压施加到钻头上。（5）加强水平段钻具组合的造斜性能分析，因测斜数据滞后，必须根据测斜数据随时预测井底的井斜、方位值及钻具的造斜率，严格控制井眼轨迹在靶体内运行。（6）采用复合钻进方式钻水平段，根据MWD测斜数据的处理计算结果，随时调整钻井方式，控制井斜、方位的变化，确保水平段平稳钻进。（7）水平段钻进，扭矩、摩阻较大，应做好每套入井钻具的摩阻、扭矩分析，简化钻具结构，降低摩阻、扭矩。（8）泥浆要求具备良好的悬浮稳定性、流动特性、润滑性，防止粘附、沉砂、压差卡钻。（9）钻具因故在井下静止时，要循环、活动钻具或将钻具提至套管内，防止滞留时间长而造成井下复杂情况。 3.3聚胺仿油基钻井液技术
3.3.1概述
针对川西地区中浅层长水平井钻进过程中存在的水平井段长易卡阻、砂岩泥岩交错易发生井壁失稳等难题，研究了新型聚胺仿油基钻井液。该钻井液主要由具有强抑制作用的处理剂聚胺和主要作用为润滑和降滤失、兼具抑制功能的处理剂MEG（甲基葡萄糖甙）组成，具有高润滑性和强抑制性的特点，评价体系抑制性能和润滑性能接近油基钻井液水平。现场应用表明，聚胺仿油基钻井液性能稳定、密度调节范围广、流变易于控制、滤失量小且泥饼薄而韧性好，能有效的抑制泥页岩水化分散，保持井壁稳定，满足川西长水平井段施工需求。[2]
3.3.2聚胺仿油基体系的优点
（1）化学抑制性强，能有效抑制泥页岩的水化膨胀。[1]（2）降低钻井液的滤失量。（3）改善泥饼质量（4）大大提高钻井液的润滑性，降低井壁摩阻，维持井壁稳定。
3.3.3性能维护
（1）将一开完钻回收钻井液净化后，加入SMC、SMP-1、COP-LFL葡萄糖甙控制失水，改善流变性，使钻井液各项性能达到设计要求。每日连续补充FA-367、XY-27、SMC、PAM、FT-1、SCL、葡萄糖甙复合溶液以细水长流方式维护井浆性能稳定；合理控制钻井液粘度，维护良好流变性，加入葡萄糖甙提高钻井液的润滑性。（2）利用除砂器、除泥器、离心机有效清除钻井液中的劣质固相，维护钻井液的清洁度，控制粘度45～50s，动塑比在0.4～0.8之间，满足水平井段的携带和悬浮岩屑要求。（3）甲基葡萄糖甙在现场施工过程中可能出现发酵起泡情况，现场应储备杀菌剂，同时在加入甲基葡萄糖甙前应注意调高钻井液pH值，减缓其发酵进程。（4）进入造斜点前按设计要求做好重浆储备并做好一级井控。进入造斜段后，加入2～3%甲基葡萄糖甙和1～3%高效液体润滑剂，提高钻井液润滑性。（5）坚持以“细水长流、勤于维护”方式调整钻井液的性能。按照进尺情况及时补充抑制剂、包被剂、封堵剂和润滑剂，以保持性能稳定优良。（6）水平段应做好微超平衡钻井。钻遇较好油气显示时，在未求得立压的情况下，每循环周钻井液密度增加值不超过0.03g/cm3。（7）如井眼轨迹或方位变化大引起钻具运动遇阻、遇卡等井内复杂情况，以及测井、下套管前，可使用固体润滑剂（玻璃微珠）降低摩阻。微珠粒径以20～40目为好，加量以1～2%为宜。
4、固井技术
4.1固井技术措施
（1）固井前大排量循环洗井，对井壁稳定性进行考验，替泥浆时则采用钻进时的排量顶替。下套管作业前通井，清洗井眼，注水泥前充分循环，调整钻井液性能，注入不含油先导浆。（2）套管居中在造斜段和水平段扶正器加密， 提高套管居中度。（3）顶替效率水平段使用刚性旋流扶正器，通过螺旋流顶替技术提高顶替效率。[2]
5、结论
（1）通过在川西地区不断调研和总结，改变以往用牙轮钻头打砾石层的方法，机械钻速很慢，时效很低，我们采用旧PDC钻头低转速穿过上部井段的砾石层，同时使用螺杆起到减震作用，有效保护了钻头和钻具。（2）针对一开、二开直井段的特点，444.5mm井眼、311.15mm井眼的直井段使用塔式钻具组合，充分利用钻具组合特性，达到防斜打直、提高机械钻速的目的，特别是一开444.5mm井眼不考虑接大尺寸扶正器，避免影响机械钻速。（3）摒弃以往使用牙轮钻头磨阻流板的陈旧思想，均采用保径好PDC钻头加螺杆进行干磨，钻压控制在10KN以内，大排量开泵冲洗，反复交替进行，选择合理钻井参数，磨穿阻流板继续钻进，缩短了施工周期和人力物力的消耗。（4）摒弃以往水平井定向段初期使用柔性钻具的做法，提倡井斜45度以前，底部钻具组合加上4-6根钻铤，增加下部钻具重量及刚性，提高复合钻进的比例，从而提高钻井速度。
参考文献
[1]邱正松，钟汉毅，黄维安.新型聚胺页岩抑制剂特性及作用机理[J].石油学报，2011，32（4）：678-682.
[2]连吉弘，康建平.大位移井固井技术分析[J].长江大学学报（自然科学版），2010（01）