李夢遙(中國石油西部鉆探克拉瑪依鉆井公司，新疆 克拉瑪依 834000)

新疆油田一區(qū)HW104水平井水平段優(yōu)快鉆井技術(shù)

李夢遙(中國石油西部鉆探克拉瑪依鉆井公司，新疆 克拉瑪依 834000)

本文對新疆油田一區(qū)HW104水平井的試驗鉆井技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，對區(qū)塊同類型井的鉆井施工提供了重要的參考依據(jù)。

淺層石炭系；水平井；鉆井提速

新疆油田一區(qū)淺層石炭系油藏多為直井、定向井，注水開發(fā)多年，生產(chǎn)潛力逐年下降，開發(fā)深層石炭系油藏迫在眉睫。而深層石炭系地層以安山巖、玄武巖為主，可鉆性極差，客觀上制約了鉆井提速。水平段施工往往在總工期中占有較大份額，因此水平段提速工作關(guān)乎整口井的提速指標(biāo)，是水平井提速攻關(guān)的一個重要突破口；另一方面在保證提速效果的前提下，盡可能降低鉆井成本，從而提高單井邊際利潤。HW104水平井是區(qū)塊試驗水平井，通過在水平段選用普通國產(chǎn)PDC鉆頭，不僅機械鉆速達(dá)到甲方預(yù)期，同時大大降低了鉆頭費用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 施工井基本情況

(1)井身結(jié)構(gòu)。HW104水平井采用三開次井身結(jié)構(gòu)。表層使用Φ444.5mm鉆頭鉆至108m，下入Φ339.7mm表層套管。二開使用Φ311.2mm鉆頭鉆至675m后完成直井段，之后更換定向鉆具組合實施增斜作業(yè)，鉆至1080m二開完鉆，井斜80.66°，方位135.73°，垂深955.66m，水平位移242.77m，滿足設(shè)計要求，下入Φ244.5mm套管后中完。三開為水平段施工，使用Φ215.90mm鉆頭鉆至2042m后三開完鉆，井斜84.78°，方位133.9°，垂深1089.04m，水平位移1195.19m，滿足設(shè)計要求，下入Φ139.7mm油層套管后完井。

(2)水平段提速指標(biāo)完成情況。HW104井水平段自2016年10月06日13：00三開開鉆，至2016年10月27日09：00完鉆，僅用時20天20小時安全高效地鉆完水平段962m進(jìn)尺，期間無復(fù)雜事故發(fā)生，而甲方設(shè)計中該階段工期為35天，實際節(jié)約工期14天4小時，試驗水平井水平段井眼施工提速工作取得成功。

參考本區(qū)塊近年已完鉆直井資料，在深層石炭系機械鉆速普遍偏慢，對應(yīng)955-1089m井段，機械鉆速均低于3m/h。而本井甲方設(shè)計水平段平均機械鉆速為3m/h，設(shè)計消耗鉆頭5支。針對深層石炭系水平段的特殊情況，牙輪鉆頭從經(jīng)濟(jì)性、安全性均不能滿足優(yōu)快鉆井的需要，而進(jìn)口PDC鉆頭+提速工具、國產(chǎn)定制化PDC鉆頭、國產(chǎn)混合型鉆頭等雖然在理論上能大幅提升機械鉆速，但高昂的費用也是不可回避的一道阻礙。本井在實際施工中，優(yōu)選國產(chǎn)格銳特生產(chǎn)的PDC鉆頭，該PDC鉆頭為普通型主要用于直井，并未針對水平井施工進(jìn)行個性化定制，且鉆具中除螺桿外并未外接其他提速工具。

HW104井水平段最終取得進(jìn)尺962m，純鉆時間348小時，平均機械鉆速達(dá)到2.76m/h，消耗1支牙輪鉆頭、3支PDC鉆頭?？紤]到PDC鉆頭僅為國產(chǎn)普通型號，同時未使用額外的提速工具，且水平段施工客觀存在提速困難，因此本井水平段最終取得的機械鉆速可以認(rèn)為達(dá)到甲方設(shè)計預(yù)期，提速效果及經(jīng)濟(jì)效益雙雙成功。

2 水平段鉆頭選型及使用情況

水平段鉆頭選型及指標(biāo)完成情況見表1。

(1)牙輪鉆頭僅用于鉆穿水泥塞及套管附件、進(jìn)入地層建立三開井眼，由于牙輪鉆頭進(jìn)尺僅占水平段總進(jìn)尺的0.31%，因此可以認(rèn)為水平段進(jìn)尺由國產(chǎn)普通PDC鉆頭完成。

(2)GS1605TZ與GSD1635TZ均為16mm復(fù)合片、五刀翼、雙排齒布局，主要區(qū)別在于后者第二排齒較前者多，理論上對于主力切削齒的保護(hù)作用更強，從各支鉆頭進(jìn)尺可以看出，后者進(jìn)尺領(lǐng)先于前者。

(3)水平段鉆進(jìn)過程中復(fù)合鉆進(jìn)時間占比較大，鉆壓范圍40-80kN，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速60rpm，立管壓力10-15MPa，由表中數(shù)據(jù)可以看出，普通國產(chǎn)PDC在水平段機械鉆速較為理想，其中一支GSD1635TZ鉆頭平均機械鉆速達(dá)到3.65m/h，甚至超過對應(yīng)垂深已完鉆直井的機械鉆速。

(4)在精細(xì)化操作的前提下，單支PDC鉆頭進(jìn)尺可達(dá)300-350m，最終因復(fù)合片磨損導(dǎo)致鉆速下降至無經(jīng)濟(jì)效益而起鉆，起出鉆頭后對切削齒進(jìn)行觀察，均未出現(xiàn)崩齒、掉齒等情況，復(fù)合片磨損程度屬于正常磨損，通過修復(fù)可再次利用。

3 水平段施工的總結(jié)與認(rèn)識

(1)一區(qū)深層石炭系可鉆性極差，客觀上存在提速難題，做為試驗水平井，參考資料少。本井優(yōu)選普通國產(chǎn)PDC鉆頭進(jìn)行提速攻關(guān)，在水平段施工中取得重大突破，為同類型井提速提供了新的思路，推廣使用普通國產(chǎn)PDC鉆頭將大大節(jié)約鉆頭費用，提高單井經(jīng)濟(jì)效益。

(2)水平段優(yōu)快鉆井的前提是事故復(fù)雜的預(yù)防，落實短程提下鉆制度被實踐證明是最簡單易行且行之有效的保障手段，有計劃的短提并未對工期造成不良影響，井眼穩(wěn)定則為各項施工提供有力保障。

(3)水平段井眼施工在機械鉆速、事故復(fù)雜預(yù)防兩方面取得成功，三開至完鉆雖節(jié)約工期14天4小時，但施工期間維修設(shè)備30小時，造成較大的工期損失，因此特殊工藝井要更加注意設(shè)備的檢查維護(hù)，避免因設(shè)備原因造成不必要的工期損失。

表1 水平段鉆頭選型及指標(biāo)完成情況