李國(guó)宏　田逢軍

華慶油田水平井今年年初開(kāi)始起步，由年初的井深2000m以?xún)?nèi)，水平段300m以?xún)?nèi)水平井，通過(guò)不斷探索，與施工單位的密切合作交流與配合，完成600m水平段以上水平井4口，其中800m水平段水平井2口，1000m水平段水平井1口，慶平2井，井深達(dá)到3383m，水平段長(zhǎng)1049m，水平位移達(dá)到1049m，水平位移達(dá)到1347.52m。創(chuàng)超低滲油藏水平井之最，也創(chuàng)長(zhǎng)慶油田水平井之最，說(shuō)明我部的水平井技術(shù)得到了較大發(fā)展，經(jīng)過(guò)了從沒(méi)有水平井，到短水平段水平井，由短水平段水平井到長(zhǎng)水平段、大位移水平井的三級(jí)跳，滿(mǎn)足了華慶超低滲油藏發(fā)展的需要。為長(zhǎng)慶油田水平井的發(fā)展，特別是對(duì)長(zhǎng)慶大位移、長(zhǎng)水平段的發(fā)展奠定基礎(chǔ)，為長(zhǎng)慶油田的5000萬(wàn)噸產(chǎn)能建設(shè)作出貢獻(xiàn)。

一、水平井鉆井施工情況

全年完井11口，井身質(zhì)量全部合格，其中川慶所鉆6口井井身質(zhì)量全優(yōu)。年完井平均井深2269.55m，平均水平段長(zhǎng)度441.72m，平均鉆井周期20.71天，平均建井周期25.82天，平均鉆機(jī)月速度2668.7m/臺(tái)月。其中水平段600m以上水平井鉆井周期均在30天以?xún)?nèi)。做到了安全，優(yōu)質(zhì)，快速的鉆井。慶平2井水平投影圖如圖1所示

圖1 慶平2井設(shè)計(jì)與實(shí)鉆水平投影圖

二、大位移、長(zhǎng)水平段水平井施工的主要難點(diǎn)

1.確定油層難度大，中測(cè)以后，對(duì)比地層，確定水平井入窗垂深，油層深度，調(diào)整靶點(diǎn)難度大。華慶油田超低滲油藏油層不穩(wěn)定，厚度也不均勻，水平井鉆井水平段在油層中穿行難度大，油層鉆遇率難保證，尤其水平井入窗找油難度特別大。

2.優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)、精準(zhǔn)控制軌跡為滿(mǎn)足低磨阻、低扭矩要求，避免因軌跡突變?cè)斐珊罄m(xù)井段施工磨阻、扭矩大而無(wú)法施工的情況出現(xiàn)，對(duì)軌跡軌跡控制要求嚴(yán)格，軌跡控制技術(shù)難度大。

3.低磨阻的泥漿技術(shù)，鉆井液技術(shù)決定一口大位移，長(zhǎng)水平段水平井施工能否順利完成，直井段要滿(mǎn)足防塌需要，下部需要有良好的潤(rùn)滑性，以降低鉆井施工磨阻。攜砂能力強(qiáng)，保證井下安全。

4.井控技術(shù)和完井作業(yè)技術(shù)，大位移、長(zhǎng)水平段水平井因?yàn)榫钆c垂深相差比較大，平衡地層壓力所需鉆井液比重難確定，井控難度大，大位移，長(zhǎng)水平段完井作業(yè)難度大。完井作業(yè)的順利與否，決定一口井的最后成敗。

5.井下事故預(yù)防技術(shù)，施工單位較多，技術(shù)素質(zhì)參差不齊，井下事故的消除，能保證井身質(zhì)量，提高施工效率，節(jié)約鉆井成本。

三、大位移水平井施工關(guān)鍵技術(shù)

1.入窗找油技術(shù)

水平井中測(cè)完，及時(shí)加強(qiáng)地層對(duì)比，地質(zhì)辦公室與現(xiàn)場(chǎng)錄井，軌跡控制人員及時(shí)溝通，大量對(duì)比鄰井資料和現(xiàn)場(chǎng)錄井情況，確定合理的入窗垂深，入窗垂深難確定和入窗后未見(jiàn)尤其顯示的水平井，主要采取技術(shù)如下：

下壓垂深找油，找到油層后確定靶點(diǎn)垂深，滿(mǎn)足工程和地質(zhì)需要，慶平2井使用該技術(shù)找油，無(wú)等停。

慶平2井根據(jù)中測(cè)解釋與鄰井資料參考，中側(cè)后對(duì)比地層，設(shè)計(jì)油層不變，入窗點(diǎn)垂深維持原設(shè)計(jì)不變。在2333m入窗后未見(jiàn)油氣顯示的情況下，入窗找油，項(xiàng)目組地質(zhì)辦公室積極介入、與現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)錄井和鉆井工程師溝通，降井斜找油，下調(diào)垂深找到油層后再定后續(xù)靶點(diǎn)垂深，工程設(shè)計(jì)入窗點(diǎn)海拔為-671米無(wú)油，在井深2376m見(jiàn)油氣顯示， 但油層不好的情況下，繼續(xù)下壓垂深找油。在井深2400m海拔-675m油氣顯示較好，確定為主力油層頂界，油中海拔確定為-677.5m，即垂深2167.9m為實(shí)際油中和水平段靶點(diǎn)垂深，由于很好的協(xié)調(diào)了找油層和入窗的相關(guān)技術(shù)，方便施工，提高了水平井入窗施工效率，克服了等停時(shí)間。同時(shí)確保了油層鉆遇率，為公司水平井提高單井產(chǎn)量提供了堅(jiān)實(shí)的保障。該技術(shù)應(yīng)該在后續(xù)的水平井施工中應(yīng)大力推廣。

2.井組防碰繞障技術(shù)

首先在鉆井排序中做好防碰工作，保證水平井鉆井施工的安全順利，對(duì)于確實(shí)無(wú)法改變施工順序的水平井井組，確定提前防碰的原則，防止造成2井相碰事故，提高施工的安全性和加快鉆井速度，午平4井組為防碰繞障技術(shù)比較典型的水平井井組，該井組共布井4口，其中水平井3口，定向井1口。該井組采用表層防碰繞障技術(shù)。施工安全。

午平4井組表層繞障防碰技術(shù)，該井組布井情況如下表，午平5井，拖井架7.5m，該井表層軌跡方位與午平4井相反，一開(kāi)井眼方位向大門(mén)方向。鉆進(jìn)過(guò)程有防碰趨勢(shì)，為了有效防碰，在一開(kāi)表層繞障一次。

午平6井防碰，午平6井拖為有效防碰井架前拖7.5m。二開(kāi)后與午平五井相距4米，主要原因午平6井表層后期井漏，搶鉆井斜在最后2單根突增，由1°以下增大到表層起鉆測(cè)得2.4°，為防止二開(kāi)后兩井距離近，為了有效防碰，在一開(kāi)表層繞障一次。

表一 午平4井組井位排序表

3.軌跡控制技術(shù)

對(duì)于大位移長(zhǎng)水平段水平井，必須保證軌跡平滑，全角變化率要比較低，減少因井眼因素造成鉆具磨阻大，長(zhǎng)水平段無(wú)法完成的情況發(fā)生。積極協(xié)調(diào)水平井施工中遇到的技術(shù)問(wèn)題。

3.1調(diào)整水平井靶體，減少軌跡控制難度

對(duì)于偏移距較大，井隊(duì)施工難度大的井，及時(shí)修改靶點(diǎn)，為水平井快速施工保駕護(hù)航。慶平3井設(shè)計(jì)水平段長(zhǎng)600m，但實(shí)際施工由于實(shí)際井口坐標(biāo)與設(shè)計(jì)讀圖坐標(biāo)相差37m，使慶平3井實(shí)際偏移距離由0增加到37.61m，由二維水平井變?yōu)槿S水平井，施工方認(rèn)為施工難度比較大，積極協(xié)調(diào)超低滲油藏研發(fā)中心和開(kāi)發(fā)部，調(diào)整靶體，抵消了偏移距，減少了施工難度。

3.2入窗找油軌跡控制技術(shù)

按長(zhǎng)慶油田目前水平井既定方式，水平井鉆至距入窗油層50m左右的垂深，鉆開(kāi)相應(yīng)的標(biāo)志層后進(jìn)行中途電測(cè)，以確定油層位置，根據(jù)油層位置決定入窗垂深，所以水平井中測(cè)完，地質(zhì)辦公室與現(xiàn)場(chǎng)錄井工程師，鉆井工程師及時(shí)溝通，及時(shí)加強(qiáng)地層對(duì)比，大量對(duì)比鄰井資料和現(xiàn)場(chǎng)錄井情況，確定合理的入窗垂深。

華慶油田施工水平井，有相當(dāng)部分油層頂界不很確定，按傳統(tǒng)水平井施工入窗模式，要么入窗找不到油層，入窗軌跡偏離了設(shè)計(jì)的在油層中上部穿過(guò)的原則，造成大量的等停，等待調(diào)整施工方案，調(diào)整后如果繼續(xù)沒(méi)油氣顯示，還要繼續(xù)等，繼續(xù)調(diào)整，嚴(yán)重影響水平井鉆井速度。相應(yīng)的影響到水平井后期的施工投產(chǎn)。為改變這種被動(dòng)的入窗趨勢(shì)，就需要改變傳統(tǒng)的既定靶區(qū)的入窗模式。

改變既定靶區(qū)的水平井入窗模式，施工效率大幅提，經(jīng)過(guò)項(xiàng)目組地質(zhì)辦與油藏工程師、地質(zhì)工程師、鉆井工程師的溝通和協(xié)商。提高油層鉆遇率，最大限度的滿(mǎn)足水平井鉆探目標(biāo)，水平井剖面進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化，項(xiàng)目組和錄井，鉆井等的合作，改變了以往以既定靶區(qū)為施工標(biāo)準(zhǔn)的施工模式，采用欠井斜先入窗找油，找到油層后，根據(jù)油層情況再修正靶區(qū)設(shè)計(jì)，保證井眼實(shí)鉆軌跡按設(shè)計(jì)穿過(guò)油層，慶平2井比較好的使用料該技術(shù)，施工效率大為提高。

4.鉆井液技術(shù)

在水平井鉆井配套技術(shù)中，鉆井液技術(shù)是和井眼軌跡測(cè)量與控制技術(shù)并重的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。水平井鉆井對(duì)鉆井液性能的要求很高。

4.1水平井鉆井對(duì)鉆井液性能的要求

4.1.1在大井斜長(zhǎng)裸眼井段施工（水平井段）時(shí)保持井壁穩(wěn)定。

4.1.2為減少摩阻和扭矩，要具有良好的潤(rùn)滑性。

4.1.3為有效的攜屑，要具有相應(yīng)的流變性。

4.1.4把井下復(fù)雜情況（如壓差卡鉆、井漏等）減到最小。

4.1.5對(duì)油氣層的損害最小。

4.1.6對(duì)環(huán)境的污染最少。

優(yōu)化鉆井液性能，保證井下安全

由于增斜井段和水平段井眼，有較多的滑動(dòng)鉆井，鉆具在井下靜止，而隨著井斜的增大以及水平段施工時(shí)，鉆具整體躺在下井壁上，鉆具與井壁的軸向摩擦造成起下鉆的阻力大，易出現(xiàn)起鉆遇卡、下鉆遇阻等現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至發(fā)生粘卡；鉆井液處理以潤(rùn)滑、井眼凈化和改善泥餅質(zhì)量為主。

4.2潤(rùn)滑防卡技術(shù)

4.2.1定向后要及時(shí)加入潤(rùn)滑劑，隨著井深的增加逐步提高潤(rùn)滑劑和FT342的含量，井斜超過(guò)30o后應(yīng)使摩阻系數(shù)小于0.1，井斜超過(guò)60o后應(yīng)使摩阻系數(shù)小于0.07。

4.2.2使用好四級(jí)固控設(shè)備，降低含砂量至0.3%以下。

4.2.3完井電測(cè)、下套管等作業(yè)時(shí)，根據(jù)井下情況，可加入適量塑料小球，實(shí)現(xiàn)由滑動(dòng)摩擦向滾動(dòng)摩擦的轉(zhuǎn)變，保證電測(cè)和下套管作業(yè)的順利施工。目前部分油田水平井采用混原油泥漿體系，泥漿潤(rùn)滑性能比較好。

4.3井眼凈化技術(shù)

由于水平井環(huán)空分為三個(gè)洗井區(qū)：洗井1區(qū)（0～30°）采用層流有利于攜巖；洗井2區(qū)（30～60°）最危險(xiǎn)；洗井3區(qū)（60～90°）紊流有利于攜巖。隨著井斜的增大，洗井2區(qū)和洗井3區(qū)易于在下井壁形成巖屑床，洗井2區(qū)巖屑床存在著下滑的潛在危險(xiǎn)；若鉆井液懸浮性不好，停泵時(shí)巖屑會(huì)向井底下滑，形成砂橋，發(fā)生接單根、起下鉆遇阻甚至蹩泵等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)引起卡鉆事故，因此要求鉆井液具有良好的井眼凈化能力。

針對(duì)上述問(wèn)題，為了防止巖屑床的形成，以及巖屑床形成后給鉆井施工可能造成的嚴(yán)重危害，因此搞好水平井井眼凈化至關(guān)重要。為了滿(mǎn)足水平井的鉆井施工，采取如下技術(shù)措施。

4.3.1鉆井液的流變性如動(dòng)塑比、φ3、φ6的值和初終切力應(yīng)適當(dāng)大一點(diǎn)，以能滿(mǎn)足攜帶、懸浮巖屑的要求。根據(jù)已完成的七口水平井現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，鉆井液的動(dòng)塑比控制在0.15～0.30之間，φ3的值保持在2～5之間，φ6的值保持在6～13之間就能基本滿(mǎn)足攜帶、懸浮巖屑的要求。施工中在鉆井液中加入改性石棉SM-1和FT342，利用其調(diào)節(jié)流變性的特性，滿(mǎn)足攜帶、懸浮巖屑的要求。

4.3.2若震動(dòng)篩上鉆屑返出較少，接單根困難，使用高粘度和切力的段塞清掃井眼。

4.3.3每鉆進(jìn)一個(gè)單根，要根據(jù)接單根情況，決定是否上下活動(dòng)并旋轉(zhuǎn)鉆具，以破壞巖屑床。

5.井控技術(shù)和完井作業(yè)技術(shù)

5.1井控技術(shù)

水平井油層壓力控制是水平井鉆井施工的重點(diǎn)，在施工中嚴(yán)格執(zhí)行《鉆井工程設(shè)計(jì)》和《長(zhǎng)慶油田石油與天然氣鉆井井控實(shí)施細(xì)則》。

5.1.1按照井控細(xì)則中Ⅰ類(lèi)油井井控裝置的配套標(biāo)準(zhǔn)，配置了FZ28-35雙閘板封井器、FK1252E遠(yuǎn)控臺(tái)、JG35系列的節(jié)流管匯和YG系列的壓井管匯。配備了鉆具內(nèi)防噴工具、除氣器和CO、H2S 等有毒有害氣體檢測(cè)裝置。

5.1.2嚴(yán)格按照井控實(shí)施細(xì)則對(duì)井控裝備進(jìn)行試壓。

5.1.3根據(jù)水平井鉆井特點(diǎn)和所鉆區(qū)域油層特性，制定了立足于一次井控、搞好一次井控，杜絕二次井控的工作原則。并根據(jù)原則加強(qiáng)井控座崗制度和干部值班制度的落實(shí)，有效控制鉆井液密度始終高于地層當(dāng)量鉆井液密度和附加值（取油井上限0.10g/cm3）。

5.1.4鉆井隊(duì)必須儲(chǔ)存足夠的壓井材料，以備急用，目前油井水平井的壓井材料要求必須達(dá)到60噸，同時(shí)檢查施工單位，搞好井控演習(xí)。

5.1.5水平井，特別是大位移長(zhǎng)水平段水平井，在油層井段長(zhǎng)，易發(fā)生井控險(xiǎn)情。注水井的停注卸壓非常必要。在鉆井過(guò)程提前要求周?chē)?公里注水井停住卸壓很重要，連通性好的地層，注水井停住卸壓的范圍應(yīng)該更大，否則施工風(fēng)險(xiǎn)太大。

慶平2井水平段完鉆鉆井液比重1.09k/cm3，粘度72s，為了保證完井工作順利，完井液比重加到1.20 k/cm3。起完鉆后出水，鉆井液比重降低到1.0 k/cm3以下，下鉆加重到1.30 k/cm3，電測(cè)過(guò)程仍然出水，下鉆加重到1.40 k/cm3，同時(shí)要求停注卸壓1000m內(nèi)的所有注水井，測(cè)井作業(yè)正常。該井壓井材料消耗110噸，造成井下險(xiǎn)情。

慶平1井鉆至水平段2400m出水嚴(yán)重，壓井材料400噸，險(xiǎn)情嚴(yán)重，同時(shí)造成井下復(fù)雜，鉆井液比重達(dá)到1.45 k/cm3才能平衡地層壓力，停注卸壓1000m內(nèi)的注水井以后，仍需1.30 k/cm3的鉆井液才能維持正常鉆井，鉆井液比重高，鉆進(jìn)過(guò)程扭矩加大，同時(shí)磨阻上升，早晨井身3240m左右，轉(zhuǎn)盤(pán)倒車(chē)嚴(yán)重，無(wú)法再正常鉆井，不得不在水平段鉆進(jìn)至840m提前完鉆。無(wú)法完成設(shè)計(jì)1000m水平段的鉆井任務(wù)。

5.2完井作業(yè)

大位移，長(zhǎng)水平段水平井油套盡可能多下滾輪扶正器，減少剛性扶正器數(shù)量，以保證完井作業(yè)正常。

水平段最長(zhǎng)的慶平2井，設(shè)計(jì)下入139.7mm油層套管，設(shè)計(jì)滾輪扶正器40m一個(gè)。套管扶正器采用滾輪和剛性相結(jié)合的下法。每4根套管加一個(gè)滾輪扶正器，中間加一剛性扶正器，水平段下套管困難，該井下套管時(shí)間25小時(shí)，1049m水平段下套管12小時(shí)，直井段30根套管罐泥漿一次，到水平段5～10根套管內(nèi)罐泥漿一次，下套管難度大，為保證套管正常下入，套管活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，長(zhǎng)水平段應(yīng)考慮增加滾輪扶正器，同時(shí)大位移、長(zhǎng)水平段水平井完井技術(shù)要繼續(xù)完善，力求保障完井作業(yè)的安全性，否則水平段后期施工風(fēng)險(xiǎn)太大，水平井不光考慮完鉆問(wèn)題，還要考慮完井問(wèn)題，完井作業(yè)也決定一口井的成敗。

6.事故預(yù)防技術(shù)

油田大位移、長(zhǎng)水平段水平井由于投資大，發(fā)生事故處理時(shí)間長(zhǎng)，井下事故分析預(yù)防處理技術(shù)尤為重要，要求施工隊(duì)伍硬件配制高、技術(shù)素質(zhì)高。同時(shí)研究長(zhǎng)水平段鉆屑的及時(shí)帶出地面，巖屑床的破壞，降低磨阻和扭矩；除了及時(shí)處理泥漿，保證泥漿性能外，短程起下鉆也是必要的技術(shù)手段。

四、結(jié)論

1.提高地質(zhì)設(shè)計(jì)對(duì)工程施工的指導(dǎo)作用，由于超低滲油藏有時(shí)變化比較大，部分井地質(zhì)設(shè)計(jì)靶點(diǎn)垂深與實(shí)際偏差較大，對(duì)重點(diǎn)井地質(zhì)專(zhuān)家在中途電測(cè)前進(jìn)駐施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指導(dǎo)，在現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)實(shí)鉆資料及時(shí)調(diào)整入窗垂深；或盡可能先鉆控制定向井，確定油層垂深，減少鉆井施工的盲目性。提高油層鉆遇率，降低井眼軌跡的控制難度，確保水平井井眼軌跡的平滑。延長(zhǎng)水平井采油壽命。

2.大位移水平井在開(kāi)鉆前，一定要排查周?chē)⑺那闆r，落實(shí)注水井停注卸壓，特別是1000m之內(nèi)的注水井。否則加重的鉆井液在長(zhǎng)水平段鉆井，鉆具扭矩大，施工安全風(fēng)險(xiǎn)高。在水平段鉆井過(guò)程，勤觀察，發(fā)現(xiàn)不安全征兆，及時(shí)分析處理，以免造成井下事故難以處理。給施工單位和項(xiàng)目組都造成損失。

3.長(zhǎng)水平段水平井施工風(fēng)險(xiǎn)大，需要油藏工程師，地質(zhì)工程師，鉆井工程師及鉆井隊(duì)的密切配合，規(guī)避各種風(fēng)險(xiǎn)，水平井設(shè)計(jì)上，對(duì)于大位移、長(zhǎng)水平段水平井，為保證井眼軌跡平滑和降低水平段扭矩，盡可能設(shè)計(jì)靶前距比較長(zhǎng)、偏移距比較短的水平井。以方便施工，減少風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)長(zhǎng)水平段水平井施工，要繼續(xù)深入研究完井技術(shù)。

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