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摘要：随着油田勘探开发工作的不断深入，所钻遇的地层构造越来越复杂，对目的层中靶的要求也越来越高，特别是高陡构造的防斜打直问题更是钻井技术中的难点。直井防斜技术已有数十年的历史，对防斜打直起到了重要作用。但是，传统的防斜和纠斜技术多采用“轻压吊打”，往往是以牺牲钻井速度为代价。防斜打直技术已经成为深直井施工中提高钻井效率，实现经济最大化的关键技术之一。
关键词：井斜 防斜打直 义109区块
中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-093-01
义109区块位于山东省东营市河口区，构造位置是济阳坳陷沾化凹陷埕南断层下降盘砂砾岩体顶面构造腰部。其中义109-2井是为了了解义109块西部砂砾岩体含油气情况，在该区块部署的一口滚动式勘探直井，为取得比较准确的资料，井底水平位移要求控制在80米以内，因此防斜打直在钻进施工中尤显重要。下面我们以义109-2井为例探讨本区块防斜打直技术。
1影响井斜的因素及本区块防斜的难点
1.1影响井斜的因素
（1）影响井斜的地质因素主要有：地层岩性、地层倾角、地层倾向、地层各向异性指数h等，其中地层倾角对井斜的影响最为严重；另外地层层间交角较大，岩性矿物组分及接触关系等，也是导致井眼偏斜的因素之一。（2）影响井斜的钻井工程因素主要有：钻具组合、钻井参数的匹配、钻头的选型、井眼形状以及井眼曲率等。
1.2本区块防斜打直的难点：
（1）馆陶组以上地层软硬交互易形成“小台阶”原理，并有沙砾层；（2）东营组以下地层泥岩砂岩夹层、互层，变化频繁；难以准确匹配钻进参数和合理优化钻具组合；（3）沙四段含砾砂岩发育，蹩跳钻严重，导致送钻不均严重影响井斜的控制；（4）沙河街组地层倾角大，极易井斜。
2防斜打直技术
2.1钻具结构的优选
（1）一开Ф444.5mm井眼采用塔式钻具组合，钻具结构为：Ф444.5mm钻头+Ф203.2mm钻铤2柱+Ф177.8mm钻铤3柱（带无磁）+Ф127mm钻杆；（2）二开Ф311.2mm井眼上部采用塔式钟摆钻具组合，钻具结构为：
Φ311.2mm钻头+Φ203mm测斜短节 +Φ202mm无磁钻铤1根+Φ203mm钻铤1根+Φ308mm螺旋扶正器+Φ203mm钻铤4根+Φ177.8mm钻铤3柱m+Φ127mm钻杆。在此井段，采取打吊结合的方式钻进，井斜控制均在2?以内，二开完钻时井斜1.78?，水平位移2.82m。
（3）三开钻具组合：Φ215.9mm钻头+Φ177.8mm减震器+Φ177.8mm测斜钻铤+Φ177.8mm钻铤1根+Φ212mm螺扶+Φ177.8mm鉆铤4根+Φ127mm加重5柱+Φ127mm钻杆。
2.2偏轴接头的应用
针对地层倾角大，根据相邻区块资料，分析地层倾角的大小和井斜变化规律，先后下入了不同偏心距的偏轴接头，并配套不同的钻具组合。
（1）地层倾角相对较小且适于打PDC的井段，下入了偏心距为6mm的偏轴接头钻具组合：
在1920.00-2535.00m井段试验钻具组合：Φ311.2mmPDC钻头+Φ203mm偏轴接头+Φ203mm测斜短节+Φ202mm无磁钻铤+Φ203mm钻铤1根+Φ308mm螺旋扶正器+Φ203mm钻铤1柱+Φ177.8mm钻铤1柱+Φ127mm钻杆。施工中，采取打吊结合的方式钻进，井斜控制均在2?以内，二开完钻时井斜1.78?，水平位移2.82m。
（2）地层倾角较大、井斜增长较快的井段，下入了偏心距12mm的偏轴接头钻具组合：
在三开2709.00-3172.00m井段试验钻具组合：Φ215.9mmPDC钻头+Φ177.8mm偏轴接头+Φ177.8mm减震器+Φ177.8mm测斜钻铤+Φ177.8mm钻铤1根+Φ212mm螺扶+Φ177.8mm钻铤1柱+Φ127mm加重5柱+Φ127mm钻杆。由于地层倾角增大，井斜极不易控制，虽小钻压吊打钻进，但井斜仍由1.78°增至8.10°。
2.3随钻测斜技术
从二次开钻开始，除使用动力钻具井段外全部使用了胜利钻井院生产的机械式无线随钻测斜仪，及时了解井斜变化，适时调整钻井参数，同时配合自浮式电子单电测斜仪、电子多点投测仪，根据测斜数据计算井底位移，提前预防，以确保井身质量达到设计要求。
2.4优选钻井参数
（1）大尺寸井眼钻头的破岩体积大，如<444.5mm钻头的破岩体积是<215.9mm钻头破岩体积的4.24倍，<311.1mm钻头的破岩体积是<215.9mm钻头破岩体积的2.08倍。而目前我们钻井施加在钻头上的钻压比较小，<444.5mm与<311.1mm钻头上的钻压一般均在200kN左右，转速一般为60～80rmin。显然钻头在井底的机械破岩能量（单位面积上的钻压×转速）严重不足，导致钻头破岩效率很低，从而影响了机械钻速的提高。我们在不易斜井段，充分解放钻压和转速，采用220～300kN钻压、100～120r/min转盘转速，机械钻速明显提高。（2）对于偏轴接头钻具组合，我们根据偏心距大小、稳定器位置、井斜变化规律，合理选择钻井参数，做到了优快钻井。
2.5动力钻具防斜（纠斜）的应用
义109-2井在钻进至3172.00m时，用单点测斜仪测出井斜增至8.10°，采用动力钻具反抠纠斜，钻进至3390.00m、井斜降至0.30°，但没有反抠至反方位。在正常钻进至3701.00m时，采用多点测斜仪测出井斜又增大到6.90°，又进行第二次动力钻具反抠纠斜，钻进至3808.00m时井斜为3.80°、方位240°，与上部井段成反方位，与上部井段的闭合方位88°也成反方位，反抠纠斜成功。义109-2井完钻井深4500米，最大井斜8.10°（3200米处），井底水平位移71.52米，达到设计要求。
3结论与建议
（1）塔式钻具结构与塔式钟摆钻具结构在义109-2井上部地层应用效果良好，建议在本区块继续推广。（2）建议钻井地质与工程设计中尽可能的提供准确的地层倾角、地层倾向等数据。（3）义109区块易斜的主要原因是地层倾角大。义109-2井在1920.00～2535.00m的井段使用偏心接头加螺旋扶正器的组合，采取打吊结合的方式钻进，井斜控制均在2?以内，二开完钻时井斜1.78?，水平位移2.82m，防斜效果良好；建议以后在109块地区Φ311.2mm井眼钻进中，采用钻头+偏心接头+Φ203mm钻铤25m+Φ308mm螺旋扶正器的钻具组合。（4）义109-2井在2709.00-3172.00m和3450.00-3700.00mm的井段使用了钻头+偏心接头+减震器+测斜钻铤+钻铤+螺旋扶正器的下部钻具组合。井斜分别由1.78°增至8.10°、2.69°增至 7.23°。因此，偏心接头+螺旋扶正器的组合在该地层并不适用。建议以后在109块地区沙河街组地层倾角大的地层使用井下马达+PDC钻头的钻具组合，或者使用导向钻井。（5）通过义109-2井的井斜控制，我们认识到要做到防斜打直，应多项技术结合与配套。
参考文献：
[1]陈庭根 管志川 主编 刘希圣 主审 《钻井工程理论与技术》 石油大学出版社 2005.
[2]殷朝阳等.直井防斜钻具组合技术综述。天然气工业。2000，20（1）
[3]张桂林，刘同富，张延明.偏重钻具防斜机理分析及应用，石油钻探技术，1999，27（1）.
作者简介：
张传荣 （1974—），男，山东邹平人，大学本科，工程师。
关键词：井斜 防斜打直 义109区块
中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-093-01
义109区块位于山东省东营市河口区，构造位置是济阳坳陷沾化凹陷埕南断层下降盘砂砾岩体顶面构造腰部。其中义109-2井是为了了解义109块西部砂砾岩体含油气情况，在该区块部署的一口滚动式勘探直井，为取得比较准确的资料，井底水平位移要求控制在80米以内，因此防斜打直在钻进施工中尤显重要。下面我们以义109-2井为例探讨本区块防斜打直技术。
1影响井斜的因素及本区块防斜的难点
1.1影响井斜的因素
（1）影响井斜的地质因素主要有：地层岩性、地层倾角、地层倾向、地层各向异性指数h等，其中地层倾角对井斜的影响最为严重；另外地层层间交角较大，岩性矿物组分及接触关系等，也是导致井眼偏斜的因素之一。（2）影响井斜的钻井工程因素主要有：钻具组合、钻井参数的匹配、钻头的选型、井眼形状以及井眼曲率等。
1.2本区块防斜打直的难点：
（1）馆陶组以上地层软硬交互易形成“小台阶”原理，并有沙砾层；（2）东营组以下地层泥岩砂岩夹层、互层，变化频繁；难以准确匹配钻进参数和合理优化钻具组合；（3）沙四段含砾砂岩发育，蹩跳钻严重，导致送钻不均严重影响井斜的控制；（4）沙河街组地层倾角大，极易井斜。
2防斜打直技术
2.1钻具结构的优选
（1）一开Ф444.5mm井眼采用塔式钻具组合，钻具结构为：Ф444.5mm钻头+Ф203.2mm钻铤2柱+Ф177.8mm钻铤3柱（带无磁）+Ф127mm钻杆；（2）二开Ф311.2mm井眼上部采用塔式钟摆钻具组合，钻具结构为：
Φ311.2mm钻头+Φ203mm测斜短节 +Φ202mm无磁钻铤1根+Φ203mm钻铤1根+Φ308mm螺旋扶正器+Φ203mm钻铤4根+Φ177.8mm钻铤3柱m+Φ127mm钻杆。在此井段，采取打吊结合的方式钻进，井斜控制均在2?以内，二开完钻时井斜1.78?，水平位移2.82m。
（3）三开钻具组合：Φ215.9mm钻头+Φ177.8mm减震器+Φ177.8mm测斜钻铤+Φ177.8mm钻铤1根+Φ212mm螺扶+Φ177.8mm鉆铤4根+Φ127mm加重5柱+Φ127mm钻杆。
2.2偏轴接头的应用
针对地层倾角大，根据相邻区块资料，分析地层倾角的大小和井斜变化规律，先后下入了不同偏心距的偏轴接头，并配套不同的钻具组合。
（1）地层倾角相对较小且适于打PDC的井段，下入了偏心距为6mm的偏轴接头钻具组合：
在1920.00-2535.00m井段试验钻具组合：Φ311.2mmPDC钻头+Φ203mm偏轴接头+Φ203mm测斜短节+Φ202mm无磁钻铤+Φ203mm钻铤1根+Φ308mm螺旋扶正器+Φ203mm钻铤1柱+Φ177.8mm钻铤1柱+Φ127mm钻杆。施工中，采取打吊结合的方式钻进，井斜控制均在2?以内，二开完钻时井斜1.78?，水平位移2.82m。
（2）地层倾角较大、井斜增长较快的井段，下入了偏心距12mm的偏轴接头钻具组合：
在三开2709.00-3172.00m井段试验钻具组合：Φ215.9mmPDC钻头+Φ177.8mm偏轴接头+Φ177.8mm减震器+Φ177.8mm测斜钻铤+Φ177.8mm钻铤1根+Φ212mm螺扶+Φ177.8mm钻铤1柱+Φ127mm加重5柱+Φ127mm钻杆。由于地层倾角增大，井斜极不易控制，虽小钻压吊打钻进，但井斜仍由1.78°增至8.10°。
2.3随钻测斜技术
从二次开钻开始，除使用动力钻具井段外全部使用了胜利钻井院生产的机械式无线随钻测斜仪，及时了解井斜变化，适时调整钻井参数，同时配合自浮式电子单电测斜仪、电子多点投测仪，根据测斜数据计算井底位移，提前预防，以确保井身质量达到设计要求。
2.4优选钻井参数
（1）大尺寸井眼钻头的破岩体积大，如<444.5mm钻头的破岩体积是<215.9mm钻头破岩体积的4.24倍，<311.1mm钻头的破岩体积是<215.9mm钻头破岩体积的2.08倍。而目前我们钻井施加在钻头上的钻压比较小，<444.5mm与<311.1mm钻头上的钻压一般均在200kN左右，转速一般为60～80rmin。显然钻头在井底的机械破岩能量（单位面积上的钻压×转速）严重不足，导致钻头破岩效率很低，从而影响了机械钻速的提高。我们在不易斜井段，充分解放钻压和转速，采用220～300kN钻压、100～120r/min转盘转速，机械钻速明显提高。（2）对于偏轴接头钻具组合，我们根据偏心距大小、稳定器位置、井斜变化规律，合理选择钻井参数，做到了优快钻井。
2.5动力钻具防斜（纠斜）的应用
义109-2井在钻进至3172.00m时，用单点测斜仪测出井斜增至8.10°，采用动力钻具反抠纠斜，钻进至3390.00m、井斜降至0.30°，但没有反抠至反方位。在正常钻进至3701.00m时，采用多点测斜仪测出井斜又增大到6.90°，又进行第二次动力钻具反抠纠斜，钻进至3808.00m时井斜为3.80°、方位240°，与上部井段成反方位，与上部井段的闭合方位88°也成反方位，反抠纠斜成功。义109-2井完钻井深4500米，最大井斜8.10°（3200米处），井底水平位移71.52米，达到设计要求。
3结论与建议
（1）塔式钻具结构与塔式钟摆钻具结构在义109-2井上部地层应用效果良好，建议在本区块继续推广。（2）建议钻井地质与工程设计中尽可能的提供准确的地层倾角、地层倾向等数据。（3）义109区块易斜的主要原因是地层倾角大。义109-2井在1920.00～2535.00m的井段使用偏心接头加螺旋扶正器的组合，采取打吊结合的方式钻进，井斜控制均在2?以内，二开完钻时井斜1.78?，水平位移2.82m，防斜效果良好；建议以后在109块地区Φ311.2mm井眼钻进中，采用钻头+偏心接头+Φ203mm钻铤25m+Φ308mm螺旋扶正器的钻具组合。（4）义109-2井在2709.00-3172.00m和3450.00-3700.00mm的井段使用了钻头+偏心接头+减震器+测斜钻铤+钻铤+螺旋扶正器的下部钻具组合。井斜分别由1.78°增至8.10°、2.69°增至 7.23°。因此，偏心接头+螺旋扶正器的组合在该地层并不适用。建议以后在109块地区沙河街组地层倾角大的地层使用井下马达+PDC钻头的钻具组合，或者使用导向钻井。（5）通过义109-2井的井斜控制，我们认识到要做到防斜打直，应多项技术结合与配套。
参考文献：
[1]陈庭根 管志川 主编 刘希圣 主审 《钻井工程理论与技术》 石油大学出版社 2005.
[2]殷朝阳等.直井防斜钻具组合技术综述。天然气工业。2000，20（1）
[3]张桂林，刘同富，张延明.偏重钻具防斜机理分析及应用，石油钻探技术，1999，27（1）.
作者简介：
张传荣 （1974—），男，山东邹平人，大学本科，工程师。