范榮貴 方洋 孫志

摘要：為解決塔里木油田塔中區(qū)塊1口回填側(cè)鉆井，二開施工作業(yè)中鉆井，特別是定向托壓嚴(yán)重，接單根啟動(dòng)摩阻高，通井作業(yè)粘卡嚴(yán)重、常規(guī)電測風(fēng)險(xiǎn)高等困難;通過對施工作業(yè)困難進(jìn)行系統(tǒng)的原因分析，采用多次改變鉆具組合，使用混合鉆頭，采取加入剛性顆粒優(yōu)化鉆井液性能等措施，有效的緩解了鉆井、通井作業(yè)粘卡嚴(yán)重、定向困難等難題，保證了該井正常鉆井、電測、下套管施工。結(jié)果表明，該技術(shù)方案能有效保證回填側(cè)鉆井的施工安全，對今后回填側(cè)鉆井施工有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：回填側(cè)鉆;粘卡;摩阻;剛性顆粒;井身軌跡

ZG××井是塔里木盆地塔中隆起北斜坡塔中Ⅰ號氣田中古45區(qū)塊?的一口三開制斜井。該井二開使用9 1/2″鉆頭鉆進(jìn)至井深3 966m，起鉆至3 350m發(fā)生地層垮塌卡鉆，經(jīng)后期處理注水泥塞回填后從2 700m側(cè)鉆。側(cè)鉆及后期鉆進(jìn)施工過程中，鉆井、通井等施工作業(yè)困難，為確保鉆進(jìn)施工安全，采用防粘卡工程技術(shù)措施，確保了該井二開安全施工。

一、側(cè)鉆及后期施工困難原因分析

1 ?井身軌跡問題

該井二開9 1/2″井眼從2 700m開始側(cè)鉆，為追求更快的施工進(jìn)度，側(cè)鉆井段狗腿度偏大。

1.1 表現(xiàn)特征

側(cè)鉆作業(yè)時(shí)鉆具在靜止?fàn)顟B(tài)下極易粘附井壁，需要大噸位（15～40t）活動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤（最高16圈）后才能正常上提下放鉆具。特別在起下鉆鉆具座卡及接單根座卡靜止后。

完鉆通井時(shí)對側(cè)鉆點(diǎn)以下井段摩阻情況多次進(jìn)行短起下驗(yàn)證：下部井段啟動(dòng)摩阻很大。

側(cè)鉆井段鉆具存在本體研磨現(xiàn)象。多次倒換鉆具發(fā)現(xiàn)，對應(yīng)井段2 600～3 000m鉆具本體出現(xiàn)不同程度研磨發(fā)亮情況。

1.2 原因分析

1.2.1分析電測數(shù)據(jù)

2 700～2910m井段為側(cè)鉆定向井段：為確保側(cè)鉆能夠成功，并迅速脫離老井眼，保證有足夠的安全防碰距離，2700～2750m增斜至5.8°，該井段狗腿較大，最大狗腿5.78°（對應(yīng)2730m） ;2750～2910m逐步降斜;

3967～4400m由于鉆進(jìn)過程中，由于鉆遇斷層，地層傾角大，井斜控制不住，進(jìn)行了兩次長段向糾斜。

3960～4100m定向鉆進(jìn)，井斜由4.3°降至0.7°，扭方位120°至20°，最大狗腿2.11°（對應(yīng)4100m）。

4180～4400m定向糾斜鉆進(jìn)，井斜由3.2°降至1.2°，最大狗腿6.48°（對應(yīng)4320m）。

1.2.2原因分析

本井2700m側(cè)鉆，二開中完井深5187m，井段長達(dá)2487m，由于多次調(diào)整井斜、方位造成井眼軌跡不平滑，在空間上形成三維井;造成鉆具在井段2700～2900m、3967～4400m鉆具貼邊嚴(yán)重，啟動(dòng)磨阻大。

井段2700～2900m軌跡不平滑，下步井段起下鉆作業(yè)時(shí)，井越深，下步鉆具越重，在側(cè)向力的作用下，鉆具貼邊越嚴(yán)重，鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)磨鉆具越嚴(yán)重，起下鉆時(shí)啟動(dòng)摩阻越大。

2 ?部分井段存在砂橋

2.1 表現(xiàn)特征

經(jīng)多趟起下鉆觀察，在2700～2815m、2850～3050m、3960～4020m存在遇阻，且返出巖屑多為細(xì)砂及無棱角掉塊，多為二、三疊系灰色、褐色泥巖。

該井二開中完短起作業(yè)時(shí)，2700～2800m間斷掛卡嚴(yán)重，經(jīng)多次上提下放活動(dòng)鉆具通過掛卡點(diǎn)。下鉆過程中在3006m遇阻，遇阻后上提困難，接方鉆桿開泵困難，經(jīng)蹩壓上提活動(dòng)鉆具，甩單根起鉆至2945m開泵正常，稠漿攜砂返出大量細(xì)砂，少量掉塊及少量水泥掉塊。

2.2 原因分析

該井二開井眼尺寸9 1/2”，結(jié)合地層分層資料、鉆進(jìn)資料及電測井徑資料在井段2700～2815m、2850～3050m、3960～4020m形成了“大肚子”。

本井設(shè)計(jì)二三疊系交界面2946m。老井眼在3350m卡鉆爆炸松扣后下超震組合、通井組合均在2900～2980m遇阻劃眼困難。

側(cè)鉆井眼起下鉆過程中也在2900～3050m井段出現(xiàn)過遇阻劃眼，返出大量細(xì)砂。由此判斷2900～3050m 為二、三疊系交界面，易出現(xiàn)井壁失穩(wěn)井段，且該井段存在“大肚子”現(xiàn)象。通過循環(huán)攜砂返出物判斷，“大肚子”井段堆積的巖屑滑落形成砂橋造成了下鉆遇阻，堆積的巖屑多以細(xì)砂為主造成環(huán)空堵塞開泵困難。

二、防粘卡工程技術(shù)方案

1 ?使用特殊扶正器修復(fù)井壁（正旋）

該井2700m以下井段鉆具粘附井壁情況嚴(yán)重，定向鉆進(jìn)粘卡風(fēng)險(xiǎn)極大，鉆進(jìn)至4926m，采用在上、下坡面敷焊了合金齒的外徑235.6毫m扶正器，通井劃眼修復(fù)井壁，改善井筒情況。

使用該扶正器采取3中不同鉆組合（大鐘擺、小鐘擺、高位扶正器組合）進(jìn)行了通井、劃眼修復(fù)井壁作業(yè)。在2700～2900m井段進(jìn)行正劃倒劃作業(yè)，該井段為側(cè)鉆定向井段，增斜后降斜，增斜井段進(jìn)行了扭方位操作，狗腿度相對較大。在3800～4000m井段進(jìn)行正劃倒劃作業(yè)，該井段為鉆進(jìn)期間由于井斜增長，長段定向糾斜，狗腿度相對于其余井段較大。

2 ?使用特殊加工正旋+反旋扶正器修復(fù)井壁

完鉆光鉆鋌鉆具組合通井順暢后，高位接特殊加工正旋+反旋扶正器通井劃眼修復(fù)井壁，改善井筒情況。

鉆具組合：9 1/2"HJT517GK+630*NC560+7 3/4"鉆鋌*3根+NC561*410+7"鉆鋌*6根+5"浮閥+5"加重鉆桿6根+411×NC52T母+5″非標(biāo)鉆桿219根+ NC52T公×410+5"加重鉆桿5根+238mm正旋劃眼扶正器（2268m）+5"加重鉆桿3根+237mm反旋劃眼扶正器+5"加重鉆桿27根+411×NC52T母+5"非標(biāo)鉆桿。

劃眼井段：4920～5187m，扶正器井段2653～2919m，參數(shù)：鉆壓0～2t，轉(zhuǎn)速40rpm，扭矩80～100，排量25L/s，泵壓13MPa。

劃眼方式：每根單根劃眼3次，倒劃1次，其中4981～4991m劃眼鉆壓2～3t，扶正器井段2714～2724m，其余井段劃眼無鉆壓。

3 ?改變鉆具組合

把12柱加重鉆桿放置于井段2600～2900m，目的為減少該井段鉆具貼壁面積。

鉆具組合： 9 1/2“ 鉆頭+197mm螺桿+8"無磁鉆鋌1根+8"無磁懸掛+631*NC560+237mm扶正器+7 3/4"鉆鋌*3根+NC561*410+7"鉆鋌*6根+5"浮閥+5"加重鉆桿1根（測斜座）+5"無磁承壓鉆桿1根+5"加重鉆桿5根+411×NC52T母+5″非標(biāo)鉆桿+ NC52T公×410+ 5"加重鉆桿36根（井段2600～2900m位置）+411×NC52T母+5"非標(biāo)鉆桿。

4 ?混合鉆頭

因混合鉆頭PDC刀翼數(shù)的減少，減小了扭矩及其波動(dòng)，工具面穩(wěn)定性好;牙輪滾動(dòng)引起的振動(dòng)，可減輕定向鉆進(jìn)時(shí)的“托壓”，能夠解決定向鉆進(jìn)機(jī)械鉆速低、方位不易控制、需要頻繁上提下放、調(diào)整方位的問題。

在井段4926～5001m使用9 1/2"KPM1642RT混合鉆頭配合外徑197毫m1.5°單彎螺桿定向鉆進(jìn)，進(jìn)尺75m，平均機(jī)械鉆速1.05m/小時(shí)。

5 ?鉆井液中加入剛性顆粒（核桃殼）+玻璃微珠

改變鉆井液潤滑思路，在鉆井液中適當(dāng)加入剛性顆粒（定向時(shí)確保能夠通過螺桿鉆具和定向儀器），改變施工作業(yè)過程中鉆具與井壁的接觸狀態(tài)，使得鉆具與井壁的面接觸改變?yōu)辄c(diǎn)接觸，達(dá)到減少摩阻，緩解鉆具托壓現(xiàn)象。

通井起鉆前及短起下鉆前注剛性顆粒含量3%封閉漿，封閉井段2400～3300m，3700～4200m。

存儲式電測前通井：注入油含8%墊底漿，封閉井段5187～4600m，注入玻璃微珠含量0.5%、剛性顆粒含量3%封閉漿，封閉井段4200～2600m。

下套管前通井：注入濃度3%剛性顆粒、0.5%玻璃微珠封閉漿，封閉井段4500～2600m，注入濃度0.5%玻璃微珠封閉漿，封閉井段5187～4500m;井段2600～5187m油含8% 。

三、取得的效果

5項(xiàng)防粘卡工程技術(shù)措施在該井進(jìn)行了應(yīng)用，分別取得了不同的效果。

1 ?特殊正旋扶正器

對比同井段使用特殊扶正器（正旋）修復(fù)井壁的作業(yè)參數(shù)，采取措施后定向鉆進(jìn)活動(dòng)鉆具間隔時(shí)間延長15min左右，上提噸位較采取措施前減少15t，取得了預(yù)期的效果。

2 ?特殊加工正旋+反旋扶正器

修復(fù)井壁后，通過短起下鉆驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)起下鉆摩減少10～15噸，啟動(dòng)摩阻大的現(xiàn)狀有所改善，沒有取得預(yù)期的效果。

3 ?改變鉆具組合

通過改變鉆具組合，局部加裝5″加重鉆桿（340m），增強(qiáng)局部鉆具剛性，通過鉆進(jìn)及短起下鉆驗(yàn)證：靜止后上提、下放摩阻降低大約10～15噸，啟動(dòng)摩阻大的現(xiàn)狀有所改善;同時(shí)通過改變鉆具局部剛性，降低了在側(cè)鉆井段，特別是狗腿度高井段形成鍵槽的可能性。

4 ?混合鉆頭

使用9 1/2"KPM1642RT混合鉆頭定向作業(yè)有效解決了因側(cè)鉆后井眼軌跡差，井斜穩(wěn)不住，造成定向托壓，無法實(shí)施定向作業(yè)，井斜降不下來的問題。應(yīng)用混合鉆頭+1.50?°彎螺桿后將井斜由3.50度降低至1.00度，平均機(jī)速1.05m/h，保證了該井的安全施工。

5 ?調(diào)整鉆井液潤滑性能

加入剛性顆粒及玻璃微珠，改變鉆具與井壁的接觸狀態(tài)，使面接觸改變?yōu)辄c(diǎn)接觸;改變了摩擦阻力狀態(tài)，使滑動(dòng)摩擦改變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，使得啟動(dòng)摩阻明顯減小。對比加入剛性顆粒及玻璃微珠前后的起下鉆情況，井段2700～5187m起下鉆摩阻情況明顯改善，為后續(xù)安全施工創(chuàng)造了條件。

四、結(jié)論與建議

1）回填側(cè)鉆時(shí)要保證井眼軌跡平滑，特別是剛開始側(cè)鉆井段。側(cè)鉆期間不能一味追趕進(jìn)度，造成頻繁糾斜、扭方位，頻繁調(diào)整軌跡。

2）在側(cè)鉆井段，可以適當(dāng)改變鉆具結(jié)構(gòu)，增加鉆具局部剛性，避免頻繁起下鉆作業(yè)形成鍵槽。

3）在鉆井液中加入適當(dāng)玻璃微珠，可以在不影響定向鉆進(jìn)的情況下，明顯改善鉆井液的潤滑性，能夠明顯減小起下鉆作業(yè)中啟動(dòng)摩阻大的現(xiàn)狀。同時(shí)在鉆井液中加入適量的玻璃微珠及剛性顆粒不會影響存儲式測井。

4）鉆進(jìn)作業(yè)中，在鉆井液中加入適量的玻璃微珠及剛性顆粒，只能改善循環(huán)過流時(shí)的井下摩阻，當(dāng)玻璃微珠及剛性顆粒被排干凈后，井下摩阻會恢復(fù)原狀。

5）一旦側(cè)鉆井眼軌跡不好，每次起下鉆需要倒換被磨損井段鉆具，防止鉆具事故。

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