摘要：CHATTURAT-2井是泰国TPI项目在猜也蓬地区的一口中深预探井，邻井资料少，地质构造复杂，地层可钻性差，为大斜度三维帐钩型高难度定向井。本井结合摩阻扭矩分析进行剖面优化设计、钻具组合优选，根据地质资料优化钻头选型，采取优化井眼轨迹控制、净化井眼、降摩减阻等一系列技术措施，解决了全井累计位移大、剖面复杂、靶间距长等难题，优质完成了本井的设计与施工任务。
关键词：三维帐钩；预探井；井眼轨迹；控制；优化设计
一、技术难点
1.中深预探井，可借鉴资料少，从钻头选型，钻具组合优选，造斜率控制，钻进参数优选，以及地层漂移规律，都是摸着石头过河，边打边摸索。
2由地面井口和地下目标的位置可以看出，该井剖面设计和轨迹控制难度很大。
3.摩阻扭矩大，下部井段轨迹调整难度大，钻具弯曲变形与井壁接触面积大、接触点多，下部井段摩阻、扭矩可能增加至严重影响钻进特别是滑动钻进的程度。
4.地层可钻性差，上部地层为砂泥岩，下部地层为白云岩、灰岩。硬度较高。
二、优化设计
1.井身结构设计
表1 为CHATTURAT-2井井身结构
开次 钻头尺寸 套管尺寸 套管下深 水泥返高 导管 F660.4mm F508mm 28.9m 地面 一开 F444.5mm F339.7mm 803.5m 地面 二开 F311.2mm F244.5mm 2798m 地面 三开 F216mm F177.8mm 3900.5m 2605m 四开 F155.5mm F114.3mm 4550m 3780m
图1 为CHATTURAT-2井井身结构
2.轨迹剖面设计
根据本井情况，使用Landmark软件进行了分段设计优化组合，设计造斜率为3.5°/30m，造斜点1800米在地层较稳定、可钻性较好的泥岩井段进行反向定向，9 5/8″套管封固反向定向段、第一稳斜段；8 1/2″井眼稳斜过渡150米后进行挂直扭方位和二次定向增斜作业，在轨迹控制难度较小的8 1/2″井眼完成轨迹控制的主要工作量，下7″套管封固；6 1/8″稳斜至TD。
3.摩阻扭矩分析
井眼轨迹对钻进扭矩和摩阻有着重要影响，如果实钻轨迹偏离了最优设计所要求的目标值，那么直接影响钻柱与井壁的接触状态，并造成摩阻系数的增大，进而导致钻进扭矩和摩阻的增加。钻具组合中过多的钻铤和刚性小的钻杆也会加剧这种影响，因此合理的钻具组合能提高钻进效率和改善钻柱受力状态。
三 轨迹优化控制技术
1.12 1/4″井眼：反向定向，优选钻具组合，⑴ 定向钻具组合：为保证大井眼硬地层定向成功，增加钻具组合刚性保证工具面稳定。选择1.5度渤海中成单弯+HUGHES公司537高效牙轮。钻具组合如下：12 1/4" bit +8'' Mud Motor（1.5°）+8'' Float Sub +8'' MWD Sub+8” NMDC +8” DCX4 jts+ XO+7” DCX3 jts+ 5" HWDPx21，一趟钻顺利完成定向增斜任务。（2）稳斜段控制使用单弯双稳，微调控制，钻具组合如下：12 1/4" PDC +8'' Mud Motor（1.5°）+11 3/4"STB+8'' Float Sub +8'' MWD Sub+8” NMDC+8” DCx 3jts+8" jar + XO + 5" HWDPx21jts。使用效果较好。在井深2482米后，钻头2次连续泥包，且泵压达到25MPa，使2台泵负荷过重。频繁修泵，最多一天达到10次之多。为保证设备正常钻进，使用常规钻具组合，钻具组合如下：12 1/4" bit +8'' Float Sub+121/4"STB +8'' MWD Sub+8” NMDC++113/4"STB+ 8”DCx8jts+XO+7” DCx 3jts+XO+ 61/4”DCx 8jts+61/4" jar + 61/4”DCx 1jts+ XO + 5" HWDPx18jts。井斜稳中带降，至井深2800米，较好的完成了121/4"井眼的轨迹控制。
2.8 1/2″井眼轨迹控制：我们主要对降斜点选择、挂直剖面进行优化。表3为设计剖面，可以看到8 1/2″井眼要将井斜降至2度，然后全力扭方位再增斜。考虑到实钻过程中，井斜越小，方位漂移越大。为便于轨迹控制，在降斜过程中，采用边降斜边扭方位，在井斜降至10度左右时，不再降斜，改为全力扭方位。在方位扭到位后，开始全力增斜。即最小井斜为10度，经过计算此剖面为滑动工作量最小。且轨迹最为平缓。
四.优化钻头选型和钻头使用
对比邻井资料，根据地层岩性，选择钻头，如12 1/4″井眼使用PDC+单弯，据邻井chatturat-3井资料，2000-2700米，岩性以泥岩为主，硬度较高，中间夹少量砂岩。我们主要选用江钻FL1656J型PDC钻头，钻时较快，基本维持在半小时一米。中间由于钻头在泥岩中连续泥包2次，改为使用hughes公司MXL-OS30DX
型牙轮钻头。2700-3300米，对比邻井资料，以砂岩为主。PDC钻头基本打不动，全部以hughes公司MXL-OS30DX型和smith公司GF300DPS型牙轮为主，且钻时不快，基本在40分钟一米左右。3000-4550米主要为灰岩，主要选择best公司T1375型PDC钻头，且钻时较快，维持在20分钟一米。在施工中，对转盘扭矩表的显示、钻时、使用时间以及钻头转数进行综合考虑，准确判断钻头情况。既保证了钻头使用到位，又不发生钻头事故。
五.复杂情况的处理
1.防钻具事故
送井钻具应进行探伤检查并加强钻具的出入井检查，定期倒换钻具，防止钻具事故发生。该井采用盐水泥浆体系，对钻具造成一定腐蚀，导致钻具频繁刺漏。且泥浆中产生了大量气泡，泵压经常性下降，对判断造成了很大的困难。为此，采取了环空憋压的方法，多次准确的判断了钻具是否刺漏。避免了钻具事故。
2.防卡
该井在12 1／4"井眼时裸眼段长，同时井眼轨迹为大斜度帐钩型，上提下放摩阻大，容易造成粘卡事故。通过采取一些措施，钻井过程中最大摩阻控制在200KN内，全井安全无事故。采取的主要防卡措施包括：
（1）保证排量，及时混油。排量在泵压许可的情况下，尽可能高，要求不低于42L/S。泥浆含油量达到要求，混油前要通知气测录井人员，钻井液中含油量控制在8-15%。
（2）滑动钻进井段严禁在接立柱前3米和立柱后三米，为顶驱活动钻具留足空间。对滑动井段需正划眼、倒划眼以修整井壁。
（3）测斜前，大幅度活动钻具。活动幅度大于10m，滑动钻进存在托压时，钻压涨至200KN时，必须活动钻具一次。
六.结论
1.选择合适的钻头和动力钻具能有效的提高机械钻速；
2.选择稳斜钻具组合时，要充分考虑同一钻具组合，因所钻地层及钻头的类型不同，其造斜特性会有所不同，以有利于选择合理的稳斜钻具；
3.定期循环、短起下钻，并配合大排量洗井，用好固控设备是大斜度井携砂清洁井眼行之有效的方法；
4.采取措施，保证泥浆体系中含油量，控制摩阻，能最大限度的降低井下事故的发生。
论文作者:吴卫峰
论文发表刊物:《基层建设》2015年11期
论文发表时间:2016/11/8
标签：钻头论文; 组合论文; 钻具论文; 轨迹论文; 地层论文; 剖面论文; 扭矩论文; 《基层建设》2015年11期论文;