2、攀枝花煤业集团公司 四川攀枝花 617000
摘要：在煤层气勘探井打井中，常常出现井斜超标的情况，给后续钻井工作和煤层气抽排才造成很多不良影响，甚至还会导致井口报废。对此，研究导致井斜的主因，采用行之有效的防范措施，对提升钻井效率及项目质量、节约钻井费用、推进煤层气勘探井发展有重要作用。本文根据煤层气钻井实际情况，就出现井斜的基本原因进行详细分析，并提出了有效的预防策略。
关键词：煤层气勘探井；井斜原因；预防措施
在煤层气勘探井中，早期使用参数加实验井，井型通常是直井。评估探井的井体质量指标包括井斜、井底水平移动、全角改变率、全井直径增大率、煤层段井径增大率等。而井斜指标通常很难操控，经常因施工环节技术措施使用不当或是地层等原因，产生井斜超标的情况很多。为保证钻井性能，钻井阶段要高度关注井斜防范问题。文章根据某煤层气钻井实例，对出现井斜的主要原因加以研究，并提出防范策略。
1、煤层气勘探井井斜的主要原因
SQ-906是某省完钻的首个煤层气直井，井斜现象非常严重。该井的最大井斜是8.78度，全角改变率最大是1.81°/25米，所处深度是775米。本井最大移位是56.54米，所处深度是799米。在井体质量指标内，井斜、全角改变率、井底位置均明显抄表，该井井体质量验收被确定为不达标。
1.1设施安设
设施装配对井斜控制有较大影响，钻机底盘是不是平衡、井架是不是垂直，天伦轴心、转盘轴心及井口是不是在同一直线上，都直接关系到钻井性能。在该井设施安装过程，未严格落实安装规则，在钻机底盘平衡校正上偏差很大，造成一开孔就产生井斜，当井深25米时井斜角是1.21度。
1.2打孔表层钻入
打孔和表层钻入，对之后成井质量和各种钻井质量指标均有较大影响，尤其是对井斜影响更严重；唯有在施钻后表层钻入井斜满足要求，方可为后期井斜管理打下坚实的基础。该井表层钻入中钻井参数使用不当，在表层段便出现了井斜超标现象，给再次开钻进防斜及纠斜带来了很大的困难。
1.3钻具级配
在钻井阶段，钻具的倾斜与弯曲是造成井斜的主要原因，而影响最大的是接近钻头的“底部钻具合”，其倾斜与弯曲均会出现两个后果：钻头倾斜，于井底出现不对称切削；钻头遭到侧向力影响，产生侧向切削。钻井设备的倾斜与弯曲原因为：①钻具直径低于井口直径，钻具与井口之间存在间隙，给弯曲提供了条件；②因钻压的影响，底部钻具靠近内壁而倾斜[1]。另外，井口的增大也会令井口轴线及钻头轴线不结合，出现井斜现象。所以，钻铤、稳定器及钻杆的直径大小、总数的有效组合等，必须科学，稳定器直径应与钻头直径基本一样，所选择的钻具级配要具备防斜性能。SQ-906井开钻环节所采用的主要钻具组合是：Ф215.9毫米牙轮钻头加Ф165毫米无磁钻铤一根加Ф159毫米钻铤六根加Ф127毫米钻杆。由此得知，钻具组合不科学，存在钻铤直径较小、长度不够，缺乏稳定器等问题。
1.4钻井方式
采用不同的钻井方式，例如牙轮钻井、金刚石复合钻入、空气钻入、液动潜孔锥钻入、涡轮钻入等，对井斜的干扰也不同。该井使用的是牙轮钻入这个最常用的方式。
2、煤层气勘探井井斜预防策略
基于上述分析导致井斜的主要原因，要分别采用合适的防斜技术方法。
2.1科学安装设施
在钻井设施安置中，应严格根据规程标准来处理，机台基座平面要保证水平，钻井转盘面应用水平尺多次校对；必须确保天伦轴心、游动滑车大钩轴心、转盘轴心在同一直线上[2]。在设备安置完工后，要开启设施空负运行半小时之上，通过设施运行来检测安装效果；设施安装完工后应先通过自检，接着通过项目方与监理机构的开钻验收，都满足要求后才能开钻。
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2.2钻孔表层处打直
表层出打直属于直井防斜的重点，尽可能不选择大直径钻头一次实现，应使用小直径钻头逐步扩径的方法，扩径钻头应具备导向，导向长度是350-400毫米；表层钻入和扩径时，钻具组合过程一定要有和钻头尺寸相匹配的扶正器；为避免主动钻杆强压水龙带一边偏重造成井斜，应对水龙头强压水龙带一边采用钢丝绳加固的方法，尽量消除强压水龙带偏重的敢用。在二开钻入前，应及时展开测斜，并按照井斜角大小确定采用适当的技术方法。
2.3采用科学的钻具组合
在确保钻井液循环稳定的基础上，尽量采用适宜的钻具组合。按照钻头规格选取扶正器、钻铤的直径及长度、总数等。扶正器和井口间的间缝大小会极大影响钻具质量，通常要保证在0.8-1.6毫米内[3]。在选取钻铤时，要优先选用大一级的；当钻压一样时，大直径钻铤的强度大，很难弯曲；此外，在确保相同井斜角的基础上，大直径钻铤能允许增大钻压，加大钻速。在钻具配置上，要尽量选择2-3中直径大小的钻铤，还应配备充足数量的增重钻杆，迎合不同钻具组合与钻井防斜的要求。
2.4选择科学的钻井参数
钻井参数包含钻压、运速、泵量等，其中，钻压非常重要。井口轨迹的形成属于地层相互作用的效果，井斜是通过钻头侧向力与钻头倾角的同时作用出现的，而钻头侧向力是导致井斜的重要原因。不同大小的钻压将出现不一样的地层侧向力，经科学选择钻压，就可以保证井斜一直处在受控状态。钻压的确定要按照地层软硬情况，及时加以调整。
2.5选用合适的钻头类别
要按照不同地层特征选用合适的钻头种类。该施工区广泛使用的是镶齿三牙轮类型，齿形主要包含锥形、球形和楔形，其中，最常用的是圆锥形和球形齿；刮刀钻头于该区域应用也很广泛，尽管其钻井效率相对很高，但常常产生因钻压选取不当，引起钻具粘扣的情况，给起下钻具造成较大影响，导致钻井费用增多。
2.6选用科学的钻井方式
在设备性能标准范围之内，尽可能选取经济性佳、防斜效果好或是易于管理井斜的钻井方式，如在顶部漏失层段使用空气潜孔锤钻入，中间使用单弯螺杆复合处理，若出现坚硬地层时，借助金刚石钻入等多种钻孔方式。
2.7全面兼顾地层环境
地层倾角对预防井斜影响很大，需针对地层因素采用合适的钻井方式，尤其是在高陡坡结构和造斜性能强的地层内，就算是用较小的钻压与较低的运速，通常也很难有效预防井斜。由此，在钻井设计过程，要认真分析钻井场地地层实况，包含地层倾角等，采用多种技术方式向统一，这样方可有效管理井斜。例如，能够选用满眼钻井设备、钟摆钻具等多种钻具组合途径。
3、结束语
综上所述，经煤层气钻井实况得出如下几点体会：
（1）影响煤层气勘探井井斜的因素能分成可控因素与不可控因素两种，使用好可控因素，能有效管理井斜。
（2）钻井设施的安装效果，对井斜有较大影响，应严格根据规范要求安装。
（3）选择合适的钻井方式，完善钻井参数，能够达到预防井斜的目的。
（4）满孔钻入、钟摆设备、塔式钻具均可以有效预防与管理井斜。
（5）要全面思考地层条件对井斜预防的影响，特别是在倾角很大的地层钻入中，要使用科学的井斜预防方法。
参考文献：
[1]孙玉民.煤层气勘探阶段二维地震工作的作用——对两口失利探井的分析[J].山西煤炭管理干部学院学报,2015,28(02):1-3.
[2]林建东,陈信平,胡超元,邱杰.煤层气勘探开发从“以工程为主导”到“预测指导下的工程”之转变[J].中国煤炭地质,2012,24(03):48-52.
[3]王生维,陈钟惠,段连秀,杨梅珍.我国中新生代聚煤盆地煤层气地质特征与勘探前景[J].天然气地球科学,2004(04):337-340.
论文作者:李俊红1,郑志豪2,姚永生2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/12
标签：钻头论文; 地层论文; 钻具论文; 直径论文; 钻入论文; 煤层气论文; 组合论文; 《基层建设》2018年第11期论文;