金平2浅层大位移水平井钻井技术

2022-10-18

现场施工实钻数据及水平段垂直投影图:

二、主要内容

1. 金家地区地层岩性情况

上部地层以棕黄色粘土、砂质泥岩、泥岩、细中砂岩、泥质粉砂、粉砂为主, 岩层欠压实, 成岩性差, 强水敏的特点, 易造成井壁坍塌和缩径卡钻;

下部地层及产层以灰色粉砂岩、玄武质砂岩、灰质泥岩、灰质泥岩与灰色泥岩互层, 含玄武质砂岩和砾石层为主, 易发生井漏和井壁坍塌。

2. 设计参数

(1) 井身结构设计

(2) 轨道参数设计

3.技术难点

(1) 上部地层井段浅, 成岩差, 含大段物理性质不稳定泥岩, 疏松易缩径、垮塌, 定点循环易形成大肚子, 出现造斜率低, 井眼轨迹不规则。

(2) 直井段短, 水平段长, 直井段向水平段的转化的井眼曲率大, 出现钻具易疲劳破坏, 起下钻柱、下套管困难, 钻进过程出现脱压现象。

(3) 采用“倒装钻具”进行钻进, 加压过大导致下部钻具失稳弯曲而增大摩阻、扭矩, 增加了井眼轨迹控制的难度。

(4) 大尺寸Ø273.1mm技套下入井斜95.8°井段难度大。

(5) Ø177.8mm油套下入井斜99.9°上翘水平段难度大。

(6) 水平井段井眼环空净化能力差。

三、应用情况

1. 二开主井眼

(1) 钻具组合:Ø346.1mm3A钻头+244.5mm*1.5°-1.75°单弯动力钻具+Ø177.8mm无磁钻铤+MWD+Ø127mm加重钻杆 (30柱) +Ø127mm斜坡钻杆。

(2) 参数:钻压 (60-100-140) KN;泵压 (11-12) MPa;排量 (33-35) L/S。

(3) 二开主井眼大尺寸Ø273.1mm技套下入井斜95.8°井段。考虑273mm技套刚性大, 井眼造斜率高, 下套管势必困难的原因:

首先:对该井段采用足尺寸牙轮钻头和通井工具进行修壁, 力求井眼轨迹光滑平稳。

其次:增加井壁的稳定性和钻井液的润滑性, 来减少套管下入的摩阻。

2. 三开上翘水平段的钻进

采用倒装加重钻杆加压, 通过该井段倒装的钻具轴向拉力和下部钻具摩阻力进行受力分析计算得到加重钻杆施加钻压的最佳井段。随着上翘水平段的增加, 钻具悬重不足以克服井壁的阻力, 因此在井口采用一定数量的7in钻铤及加重钻杆对井内钻具进行加压, 和对下部失稳弯曲的部分钻具段进行替换为加重钻杆, 来增强起刚度。

3. 三开油层套管的下入 (悬挂)

(1) 采用7in钻铤井口加压和及时灌注钻井液。

(2) 对井眼轨迹即井斜和方位的精准控制。

(3) 根据水平的上翘、井径大小及油层走势导致轨迹变化的因素, 采取在下部引鞋套管上镶焊2只Ø241.3mm*177.8mm弹性扶正器作为下部引鞋的支撑点, 支撑和引导套管下入井斜90°至99.9°, 水平段长710.23m的井段。

4. 钻井液性能和携岩处理:

(1) 一开井段采用预水化膨润土浆体系:加入2.00%~3.00%膨润土+自然造浆+0.30%~0.40%高分子聚合物。

(2) 二开导眼及二开主井眼井段采用聚合醇润滑钻井液体系:加入2.00%~3.00%聚合醇、2.00%~4.00%降滤失剂和2.00%~4.00%磺化沥青等。

(3) 三开水平段采用聚合醇润滑防塌钻井液体系:加入1.50%~2.00%聚合醇、3.00%~4.00%降滤失剂和1.00%~1.50%磺化沥、7.00%-10.00%原油等。

(4) 进入目标层之前, 调整钻井液参数:密度1.05~1.10 g/cm, 黏度45~52 S, FLAPI=≤3m L, 塑性黏度μpv=10~15 m Pa·S, 动切力τ= (8~10) Pa, 静切力=【 (2~3) / (5~8) 】Pa。由于A靶垂深大于B靶, 水平段A点至B点轨迹上翘, 在A点附近易聚集大量岩屑, 难以清除。因此在优选钻井液体系的前提下, 采用调整钻井液参数和短起下等技术措施, 最大限度的提高携岩能力, 已达到清洁井眼, 为后期下套管作业、提高固井质量打下良好基础。