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【摘 要】直井是按钻井设计规定，控制井斜在规定要求的范围内所钻的井，它的特点是井眼轨迹大体是垂直的。直井也是达到目的油层的最快路径，所有定向井设计都是基于现场无法满足直井条件、制约条件受限太多或经济不合算。直井也便于及时录取地质资料和大段有效取心等操作。现场操作中直井对井身质量要求较高，井身质量关系着一口井能否提高速度，能否安全钻进，能否达到地质目的，能否保证固井质量，井的寿命的长短及综合经济效益的好坏。直井中井斜大小和变化以及水平位移又是井身质量的重要指标，所以在青东30井直井钻探中，保直防斜就做为全井施工重点。
【关键词】直井；保直；钻具组合；防斜；青东30井
一、前言
在石油钻井中,由于诸多因素的影响,钻头的实钻轨道往往偏离预先设计的理论轨道,即产生井斜。在直井的钻井中，当井斜角超出一定的范围而达不到地质勘探开发要求时就变成不合格井，往往需要填井重钻而造成巨大的浪费。井斜产生原因及危害现场钻井实践表明,影响井斜的原因是多方面的,主要归纳为:
1、客观上,由于所钻地层的倾斜和非均质性使钻头受力不平衡面造成井斜。
2、钻具结构上,下部钻具结构对井斜影响很大。
3、钻井技术上，合理的钻井措施和钻井参数影响井眼轨迹。
针对各种易斜因素，制定相应措施，现场及时跟踪判断，才是控制井斜的有力手段。
二、井身要求和基本概况
青东30井是青东区块重点预探井，设计井深3950m，井型：直井，目的层： 沙河街组，主要勘探地层沙三段和沙四段，该井录取地质资料较多，并对井身质量提出了很高要求，尤其在各个井段对全角变化率和水平位移提出了更高要求，井身质量要求如图1-1：
附图 1-1青东30井井身质量要求
井 段
(m) 全角变化率
(≤°/25m ) 水平位移
(≤m)
～1000 1.25 30
～2000 1.50 50
～3000 1.75 80
～3950 2.25 120
井斜角指某测量点井眼轴线的切线（钻进方向）与该点铅垂方向的夹角，单位：（°）。全角变化率单位井段长度井眼轴线在三维空间里的角度变化，俗称狗腿度。水平位移（闭合距）：井眼轨迹上某测点至井口垂线的距离，称为该点的水平位移。该井对井身质量提出了严格要求，比技术标准要求的都有所提高，施工中对要求井段也及时进行了测斜，对井身轨迹进行跟踪监测，便于及时进行调整。
三、现场施工保直防斜技术
为了确保井身质量满足要求，平台分几个阶段进行保直防斜打法，下面我将现场保直防斜技术应用方面进行简单介绍，班门弄斧，仅供参考，不足之处，欢迎批评指正。
3.1开钻前的井架调平
青东30井就位后，首先调整井架四角的调平液压缸，用水平尺调整好转盘的基准面在同一水平面，调整天车、游车和转盘中心在一条直线上，然后接一柱8”钻铤，上行下放，看钻铤运行过程中是否在同一直线，不正运行过程走S路线则调节顶驱的反扭矩梁进行调节。调节基准：转盘中心与天车中心的同轴度偏差应小于20mm。转盘平面对天车至井眼轴心线的垂直度偏差应小于3mm。在调节过程中，前后和左右均有调水平，先基准面静态调平，再转向游车运动状态的直线，全过程比较繁琐但是直井的基础，一定要做好前期准备。开钻后也要多次观察井架的水平和游车导轨的运行轨迹，保证地表保直工作做好。
3.2隔水钻进的保直技术
A、开眼要开正开直，尽量在平潮、风浪小的情况下开钻，保证好隔水井口和转盘、天车在一条线上。
B、隔水钻具组合:
Φ660.4mm钻头+Φ914.4mm扩大器+Φ203mm钻铤3根+Φ127mm钻杆
因为带有Φ914.4mm扩大器进行扩眼方便下750mm的隔水管，扩大器上面接一扶正器进行保直扶正，Φ203mm钻铤的自身重量保证了转速下的向心力，达到了垂直目的。
C、冲隔水前，钻具轻探泥面，选择在较硬泥面进行造窝，用小排量Q=20 l/S冲出泥窝，然后再慢慢提排量到冲隔水排量，保证了入泥的直线。
D、冲隔水过程中，接单个要迅速，要晚停泵早开泵，减少停泵时间，防止冲出的井眼坍塌。
E、隔水冲完后不循环立即泵入稠浆封固井眼，然后立即起钻下隔水管，隔水管下到底后不要把悬重放送，在吊卡两侧放垫板保持隔水管在井眼内直立后座稳，进行水泥封固，候凝时间也要满足水泥浆要求时间，不要提前释放。
3.3一开钻进保直技术
一开钻具组合：
Φ444.5mmSKG124 牙轮钻头+730*630+Φ203mm无磁钻铤1根+Φ203mm钻铤*5根+631*410+Φ177.8mm钻铤6根+Φ127mm加重钻杆*30根+Φ127mm钻杆
采用了底粗上细渐变式的塔式钻具组合来进行保直钻进，所有钻铤出隔水管前均进行小钻压吊打，一开井眼要确保打直，钻压在给定范围内随钻铤增加而增加，在扭矩允许的情况下，保证足够的转速，在机械钻速变化不大的情况，选择较小的钻压；
接立柱动作要迅速，做到早停泵晚开泵，开泵要逐步提高排量，减少大排量对井壁的冲刷。上下活动钻具和划眼时，要平稳缓慢，塑造出理想的井壁。
井底循环时间不宜过长也不要定点循环，防止冲出大肚子，起钻前用稠泥浆封裸眼段，保证大井眼裸眼井眼的稳定。
一开完钻井深407m，起钻时进行测斜，井斜0.35度，水平位移2.19m。
3.4二开钻进保直纠斜技术
二开钻具组合：
Φ311.2mm P5363 PDC钻头+Φ244mm动力钻具（直马达）+Φ203mm无磁钻铤*1根+Φ308mm扶正器+Φ203mm钻铤*5根+631*410配合接头+Φ177.8mm钻铤*9根+Φ127mm加重钻杆*30根+Φ127mm钻杆
二开钻具组合在塔式钻具组合基础上距离钻头18m位置增加了一个Φ308mm扶正器，利用钟摆钻具组合来进行保直纠斜。
钻铤出表层套管前，尤其扶正器完全出套管前进行小钻压小转速吊打，钻铤出去后逐渐增大到计划钻压，施工重点是防斜打直，控制钻压，不宜过大。
合适的泵冲带动直动力钻具的高速运转，保证了快速优质钻进，在高转速下要减小钻压，避免顺地层倾斜角钻进，造成大的狗腿度。
坚持打完一个立柱划眼一次，并保证划眼质量，确保井眼规则，完钻循环干净沉沙后用稠浆封固井壁。
按钻井设计中规定测斜点进行定点测斜，每次起钻投多点，测斜井段要与上一测斜井段有重复，互相校验测斜数据的准确性；
二开完钻井深1453m，起钻前进行测试，井斜0.36°，水平位移7.76m，最大全角变化率1.43°/100m。
3.5三开钻进保直纠斜技术
三开井段是该井施工难度最大且最关键的井段，所钻穿的层位是沙河街，该层位地层组分多，地层岩性复杂，存在易斜易塌地层，所以施工难度较大。
三开钻具组合：
PDC钻头组合:Φ215.9mm DF1905U PDC钻头+Φ172mm动力钻具(直马达)+ Φ177.8mm无磁钻铤1根+Φ213mm扶正器+Φ177.8mm钻铤*9根+Φ127mm加重钻杆*30根+Φ127mm钻杆
三牙轮钻头组合：Φ215.9mm HJT517G PDC钻头+ Φ177.8mm无磁钻铤1根+Φ177.8mm钻铤1根+Φ213mm扶正器+Φ177.8mm钻铤*10根+Φ127mm加重钻杆*30根+Φ127mm钻杆
三开重点是防斜打直，快速钻进和井眼稳定，所以采用距离钻头18m处加扶正器的钟摆钻具组合进行纠斜打直，利用PDC和直马达的组合，保证了快钻时，分段进行投测，始终监测井眼轨迹变化情况，检测井斜变化情况，防止出现大的狗腿度，针对该井段的特点制定合适的钻井工艺措施。按规定测斜点测斜，确保井身质量。钻进中要优选钻井参数，优化钻具结构，司钻操作要精心，严格执行好钻进参数，在保直防斜的同时，加快钻进速度，按设计规定的测斜点及每只钻头起钻时进行测斜，短起下时也进行投测自浮来监测井眼轨迹，及时进行井眼轨迹跟踪和调整，以确保井身质量。
本井在2781m测得井斜2.34°，水平位移16.54m,最大全角变化率1.63°/100m，见附图2-1。
四、地层变化全井保直纠斜技术
由于青东30井无邻井资料，地层缺乏足够了解，钻遇馆陶后，有许多地层提前或滞后，尤其沙三段并不是我们熟悉的沙层为主而是以褐色泥岩为主，夹杂少许沙层，并且地层夹杂多种褶皱和背斜向斜交错，不是我们熟悉的喜马拉雅山造山运动，通过所取岩心可清晰观测到各种交错地层变化。地层因素导致部分井段出现狗腿度和大段的纠斜段，并且方位角变化也较明显，在施工高度重视这一情况，遇到软地层要跟上钻压，遇到地层易斜段要坚持吊打纠斜，克服了地层因素导致的井斜大段变化，避免了井斜过大，方位偏离，水平位移较大的严重后果。
底部钻具组合采用钻井设计进行现场微调，采用了纵横弯曲连续梁法进行理论计算，在不易斜地层井段尽量采用常规钻具组合结合塔式钻具组合进行防斜，在易斜地层井段采用了稳定器钟摆钻具组合进行了钟摆纠斜，在投影图上可以看出井眼轨迹在铅垂线上进行左右钟摆，避免了顺地层倾角偏移的不良趋势。
在施工中遇到软硬交替地层或地质预告各个层面交替界面，及时调整钻井参数，如果遇到快钻时，尽量采取吊打技术，客服地层的可钻性的不均匀，减小上下地层压差，避免钻头前进的偏移。胜利油田在“破除恐斜病，勇敢打直井”时曾总结为以下十六个字，“地变我变，均匀送钻，以满保直，以快制胜”，对当前钻直井仍有指导意义。
本井钻井液技术措施合理且实施到位,施工过程中钻井液性能稳定,易于维护,悬浮携带能力强,润滑性好,井眼通畅,实现了无阻卡现象,井眼稳定,基本无掉块、坍塌,全井段平均井径扩大率仅为6.35%,井底干净无沉砂,起下钻顺利,测井、下套管一次到位,确保了安全、快速、优质施工。
五、总结
全井在保证井身安全的情况下，追求井身质量的趋于完美，特把施工重点放在保直防斜，合理制定钻具组合，采用合适的钻进参数，确保了全井的井斜、水平位移和全角变化率三大指标的达标。直井防斜技术主要是初期的开眼保直和后期的钟摆钻具纠斜保直技术，实际现场应用中，要立足全局，把握施工每一个细节，及时跟踪检测井眼轨迹，来达到所施工井的井身质量合格率100%。全井科学施工，钻进过程中没有发生复杂情况和井下事故，顺利完井也是保持井眼稳定的一个先决条件。
通过本井现场技术的应用，对施工情况总结归纳，摒弃糟粕，吸取精华，采用更合理的施工程序，才能在今后直井施工中保直防斜技术更加完善，更加成熟。
附图2-1 井身垂直剖面图和水平投影图
【关键词】直井；保直；钻具组合；防斜；青东30井
一、前言
在石油钻井中,由于诸多因素的影响,钻头的实钻轨道往往偏离预先设计的理论轨道,即产生井斜。在直井的钻井中，当井斜角超出一定的范围而达不到地质勘探开发要求时就变成不合格井，往往需要填井重钻而造成巨大的浪费。井斜产生原因及危害现场钻井实践表明,影响井斜的原因是多方面的,主要归纳为:
1、客观上,由于所钻地层的倾斜和非均质性使钻头受力不平衡面造成井斜。
2、钻具结构上,下部钻具结构对井斜影响很大。
3、钻井技术上，合理的钻井措施和钻井参数影响井眼轨迹。
针对各种易斜因素，制定相应措施，现场及时跟踪判断，才是控制井斜的有力手段。
二、井身要求和基本概况
青东30井是青东区块重点预探井，设计井深3950m，井型：直井，目的层： 沙河街组，主要勘探地层沙三段和沙四段，该井录取地质资料较多，并对井身质量提出了很高要求，尤其在各个井段对全角变化率和水平位移提出了更高要求，井身质量要求如图1-1：
附图 1-1青东30井井身质量要求
井 段
(m) 全角变化率
(≤°/25m ) 水平位移
(≤m)
～1000 1.25 30
～2000 1.50 50
～3000 1.75 80
～3950 2.25 120
井斜角指某测量点井眼轴线的切线（钻进方向）与该点铅垂方向的夹角，单位：（°）。全角变化率单位井段长度井眼轴线在三维空间里的角度变化，俗称狗腿度。水平位移（闭合距）：井眼轨迹上某测点至井口垂线的距离，称为该点的水平位移。该井对井身质量提出了严格要求，比技术标准要求的都有所提高，施工中对要求井段也及时进行了测斜，对井身轨迹进行跟踪监测，便于及时进行调整。
三、现场施工保直防斜技术
为了确保井身质量满足要求，平台分几个阶段进行保直防斜打法，下面我将现场保直防斜技术应用方面进行简单介绍，班门弄斧，仅供参考，不足之处，欢迎批评指正。
3.1开钻前的井架调平
青东30井就位后，首先调整井架四角的调平液压缸，用水平尺调整好转盘的基准面在同一水平面，调整天车、游车和转盘中心在一条直线上，然后接一柱8”钻铤，上行下放，看钻铤运行过程中是否在同一直线，不正运行过程走S路线则调节顶驱的反扭矩梁进行调节。调节基准：转盘中心与天车中心的同轴度偏差应小于20mm。转盘平面对天车至井眼轴心线的垂直度偏差应小于3mm。在调节过程中，前后和左右均有调水平，先基准面静态调平，再转向游车运动状态的直线，全过程比较繁琐但是直井的基础，一定要做好前期准备。开钻后也要多次观察井架的水平和游车导轨的运行轨迹，保证地表保直工作做好。
3.2隔水钻进的保直技术
A、开眼要开正开直，尽量在平潮、风浪小的情况下开钻，保证好隔水井口和转盘、天车在一条线上。
B、隔水钻具组合:
Φ660.4mm钻头+Φ914.4mm扩大器+Φ203mm钻铤3根+Φ127mm钻杆
因为带有Φ914.4mm扩大器进行扩眼方便下750mm的隔水管，扩大器上面接一扶正器进行保直扶正，Φ203mm钻铤的自身重量保证了转速下的向心力，达到了垂直目的。
C、冲隔水前，钻具轻探泥面，选择在较硬泥面进行造窝，用小排量Q=20 l/S冲出泥窝，然后再慢慢提排量到冲隔水排量，保证了入泥的直线。
D、冲隔水过程中，接单个要迅速，要晚停泵早开泵，减少停泵时间，防止冲出的井眼坍塌。
E、隔水冲完后不循环立即泵入稠浆封固井眼，然后立即起钻下隔水管，隔水管下到底后不要把悬重放送，在吊卡两侧放垫板保持隔水管在井眼内直立后座稳，进行水泥封固，候凝时间也要满足水泥浆要求时间，不要提前释放。
3.3一开钻进保直技术
一开钻具组合：
Φ444.5mmSKG124 牙轮钻头+730*630+Φ203mm无磁钻铤1根+Φ203mm钻铤*5根+631*410+Φ177.8mm钻铤6根+Φ127mm加重钻杆*30根+Φ127mm钻杆
采用了底粗上细渐变式的塔式钻具组合来进行保直钻进，所有钻铤出隔水管前均进行小钻压吊打，一开井眼要确保打直，钻压在给定范围内随钻铤增加而增加，在扭矩允许的情况下，保证足够的转速，在机械钻速变化不大的情况，选择较小的钻压；
接立柱动作要迅速，做到早停泵晚开泵，开泵要逐步提高排量，减少大排量对井壁的冲刷。上下活动钻具和划眼时，要平稳缓慢，塑造出理想的井壁。
井底循环时间不宜过长也不要定点循环，防止冲出大肚子，起钻前用稠泥浆封裸眼段，保证大井眼裸眼井眼的稳定。
一开完钻井深407m，起钻时进行测斜，井斜0.35度，水平位移2.19m。
3.4二开钻进保直纠斜技术
二开钻具组合：
Φ311.2mm P5363 PDC钻头+Φ244mm动力钻具（直马达）+Φ203mm无磁钻铤*1根+Φ308mm扶正器+Φ203mm钻铤*5根+631*410配合接头+Φ177.8mm钻铤*9根+Φ127mm加重钻杆*30根+Φ127mm钻杆
二开钻具组合在塔式钻具组合基础上距离钻头18m位置增加了一个Φ308mm扶正器，利用钟摆钻具组合来进行保直纠斜。
钻铤出表层套管前，尤其扶正器完全出套管前进行小钻压小转速吊打，钻铤出去后逐渐增大到计划钻压，施工重点是防斜打直，控制钻压，不宜过大。
合适的泵冲带动直动力钻具的高速运转，保证了快速优质钻进，在高转速下要减小钻压，避免顺地层倾斜角钻进，造成大的狗腿度。
坚持打完一个立柱划眼一次，并保证划眼质量，确保井眼规则，完钻循环干净沉沙后用稠浆封固井壁。
按钻井设计中规定测斜点进行定点测斜，每次起钻投多点，测斜井段要与上一测斜井段有重复，互相校验测斜数据的准确性；
二开完钻井深1453m，起钻前进行测试，井斜0.36°，水平位移7.76m，最大全角变化率1.43°/100m。
3.5三开钻进保直纠斜技术
三开井段是该井施工难度最大且最关键的井段，所钻穿的层位是沙河街，该层位地层组分多，地层岩性复杂，存在易斜易塌地层，所以施工难度较大。
三开钻具组合：
PDC钻头组合:Φ215.9mm DF1905U PDC钻头+Φ172mm动力钻具(直马达)+ Φ177.8mm无磁钻铤1根+Φ213mm扶正器+Φ177.8mm钻铤*9根+Φ127mm加重钻杆*30根+Φ127mm钻杆
三牙轮钻头组合：Φ215.9mm HJT517G PDC钻头+ Φ177.8mm无磁钻铤1根+Φ177.8mm钻铤1根+Φ213mm扶正器+Φ177.8mm钻铤*10根+Φ127mm加重钻杆*30根+Φ127mm钻杆
三开重点是防斜打直，快速钻进和井眼稳定，所以采用距离钻头18m处加扶正器的钟摆钻具组合进行纠斜打直，利用PDC和直马达的组合，保证了快钻时，分段进行投测，始终监测井眼轨迹变化情况，检测井斜变化情况，防止出现大的狗腿度，针对该井段的特点制定合适的钻井工艺措施。按规定测斜点测斜，确保井身质量。钻进中要优选钻井参数，优化钻具结构，司钻操作要精心，严格执行好钻进参数，在保直防斜的同时，加快钻进速度，按设计规定的测斜点及每只钻头起钻时进行测斜，短起下时也进行投测自浮来监测井眼轨迹，及时进行井眼轨迹跟踪和调整，以确保井身质量。
本井在2781m测得井斜2.34°，水平位移16.54m,最大全角变化率1.63°/100m，见附图2-1。
四、地层变化全井保直纠斜技术
由于青东30井无邻井资料，地层缺乏足够了解，钻遇馆陶后，有许多地层提前或滞后，尤其沙三段并不是我们熟悉的沙层为主而是以褐色泥岩为主，夹杂少许沙层，并且地层夹杂多种褶皱和背斜向斜交错，不是我们熟悉的喜马拉雅山造山运动，通过所取岩心可清晰观测到各种交错地层变化。地层因素导致部分井段出现狗腿度和大段的纠斜段，并且方位角变化也较明显，在施工高度重视这一情况，遇到软地层要跟上钻压，遇到地层易斜段要坚持吊打纠斜，克服了地层因素导致的井斜大段变化，避免了井斜过大，方位偏离，水平位移较大的严重后果。
底部钻具组合采用钻井设计进行现场微调，采用了纵横弯曲连续梁法进行理论计算，在不易斜地层井段尽量采用常规钻具组合结合塔式钻具组合进行防斜，在易斜地层井段采用了稳定器钟摆钻具组合进行了钟摆纠斜，在投影图上可以看出井眼轨迹在铅垂线上进行左右钟摆，避免了顺地层倾角偏移的不良趋势。
在施工中遇到软硬交替地层或地质预告各个层面交替界面，及时调整钻井参数，如果遇到快钻时，尽量采取吊打技术，客服地层的可钻性的不均匀，减小上下地层压差，避免钻头前进的偏移。胜利油田在“破除恐斜病，勇敢打直井”时曾总结为以下十六个字，“地变我变，均匀送钻，以满保直，以快制胜”，对当前钻直井仍有指导意义。
本井钻井液技术措施合理且实施到位,施工过程中钻井液性能稳定,易于维护,悬浮携带能力强,润滑性好,井眼通畅,实现了无阻卡现象,井眼稳定,基本无掉块、坍塌,全井段平均井径扩大率仅为6.35%,井底干净无沉砂,起下钻顺利,测井、下套管一次到位,确保了安全、快速、优质施工。
五、总结
全井在保证井身安全的情况下，追求井身质量的趋于完美，特把施工重点放在保直防斜，合理制定钻具组合，采用合适的钻进参数，确保了全井的井斜、水平位移和全角变化率三大指标的达标。直井防斜技术主要是初期的开眼保直和后期的钟摆钻具纠斜保直技术，实际现场应用中，要立足全局，把握施工每一个细节，及时跟踪检测井眼轨迹，来达到所施工井的井身质量合格率100%。全井科学施工，钻进过程中没有发生复杂情况和井下事故，顺利完井也是保持井眼稳定的一个先决条件。
通过本井现场技术的应用，对施工情况总结归纳，摒弃糟粕，吸取精华，采用更合理的施工程序，才能在今后直井施工中保直防斜技术更加完善，更加成熟。
附图2-1 井身垂直剖面图和水平投影图