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[摘 要]新沙3H井是西南分公司部署在新场构造上的一口大位移、大井斜、欠平衡水平井，本井的顺利完井具有特殊意義。该地区地层复杂，易卡、易塌，开发难度相当大。本文通过介绍该井的设计和施工情况，分析了施工中的技术难点，对施工困难的原因进行了分析和总结，得到了一些重要的认识和建议，对以后新场地区同类井的施工有很好的借鉴意义。
[关键词]新沙3H井 造斜率 轨迹控制 大位移、大井斜、欠平衡
中图分类号：O123.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）11-0016-01
1 井基本情况
1.1 剖面设计
新沙3H井的井身剖面为“直—增—稳—增—平”五段制剖面。A、B靶半高分别为5.0m，靶半宽为10.0m，由于地质条件的限制，本井设计水平位移较大、稳斜段较长（该井段有284.15m），井斜较大，如果条件允许可适时利用欠平衡技术钻进水平段，增加了钻井的难度。
1.2 技术难点分析施工难点
（1）本井设计地理位置附近有三口已开采使用的定向井，其中新722-3井与新沙3H井在345m深处井眼中心矩为0.08m，因此该井存在二开井段实行Φ444.5mm大井眼绕障钻进；
（2）该井是川西地区的第一口大井斜、高密度、欠平衡的特殊工艺水平井，没有任何可借鉴的历史资料。该井是在复杂的蓬莱镇组、遂宁组泥岩含量高，容易塌陷、卡钻。遂宁组局部有裂缝性含气层段，钻进过程中难度相当高；（3）钻井液密度高，设计钻井液最高密度为1.8～1.83g/cm3，大井眼定向钻进速度低，进尺慢，致使动力钻具的造斜能力很难确定，不易掌握，提高了控制合理的造斜率的难度；（4）由于井斜角大，重力效应突出，摩阻和扭矩大，引起上提、下放钻柱阻力增加，复合钻进困难；（5）三开套管壁加厚，刚性增强，套管能否顺利下入也将是对井眼轨迹控制技术的新挑战。
2 井眼轨迹控制技术
2.1 斜井段
本井段采用柔性钻具组合，并逐步实现钻具倒装，以利于钻压传递。钻具组合：Φ311.2mm钻头+Φ216mm单弯×7.70m×1.5°+回压凡尔×0.32m+MWD无磁短节+Φ203.2mm无磁钻铤×9.14m+Φ177.8mm钻铤×6根+Φ158.8mm钻铤×6根+Φ127mm加重钻杆 +Φ127mmDP。钻进参数：钻压2～4KN，流量35～40L/s，泵压10～12MP。在钻进过程中，由于绕障作业，地质因素的影响，直井段钻进坚难，并造成了一定的正位移和定向方位的变化，需要重新进行井眼轨迹设计，形成井眼轨迹一定难度的三维控制。该井段钻进过程中遇到的问题主要有这样几个，一是机械钻速低，造斜率失常；另一个滑动钻进时加压困难，钻柱摩擦力矩大，传递扭矩困难：再者是钻进中因降斜困难改用普通钻具结构控制井斜。
分析原因：第一是由于井眼尺寸大，钻进过程中使用了PDC钻头，致使钻具扭矩大，钻头对钻压反映敏感，泥浆密度大（1.82～1.84 g/cm3），粘度高，钻头上钻压失真，钻进中钻压不好控制，工具面摆动幅度大，钻进速度低下造成造斜率失常，给后续井眼控制带来困难，为此经与井队商议起钻用更换牙轮钻头的方法来解决，更换牙轮钻头后钻进速度明显变快，造斜率能达到设计要求，使用效果较好。第二个原因是：本井眼轨迹在井斜45-60之间斜井段太长，容易形成岩屑床等诸多原因造成定向钻进时，下部钻具易屈曲自锁，又由于动力钻具受泵排量的不足，正常功率得不到有效发挥，增大了加压造斜的难度，经常产生憋否现象；钻柱摩擦力矩大，传递扭矩困难，容易发生粘卡钻具事， 为此需要不断的调整泥浆，降低泥浆粘度，提高泥浆性能，进行钻具短起下钻，打稠泥浆塞处理岩屑床，并使部分钻具倒装，滑动钻进与复合钻进交替进行控制送压，坚难的进行斜井段钻进作业。
在井斜达到设计稳斜段后，原计划用带动力钻具的复合钻具结构钻进，但是这种钻具结在复合钻进过程中增斜太快，超过预计增斜率，为此使用动力钻具降井斜，但是除降斜工具面不好摆外，而滑动钻进时钻时还很慢。分析原因是使用这种钻具结构，由于全部使用Φ127钻杆，钻具柔性好，而钻头，动力钻具尺寸大（Φ216.00mmm），这样的钻具结构，工具面降斜姿势不好到位，为此经商议还是利用增斜钻具结构，既可以通井又能够起到稳斜的作用。换钻具结构后，效果很好。
2.2 水平井段
本井水平段原计划裸眼完井，但由于上部井段钻进，和完井情况比较理想，为及时发现和有效保护气层，决定水平段进行液相欠平衡钻井作业，其施工流程为：欠平衡钻进不压井起钻不压井下油管。
本井段的钻具组合：Φ206.2mmPDC×0.30m +Φ165mm单弯动力钻具1根m×1.25°+回压阀×0.35m+Φ127.0mm无磁承压钻杆1根+Φ158.9mmMWD短节+Φ127mm钻杆×39柱斜坡+Φ127mm加重钻杆 +Φ127mm斜坡+ ….解决问题的办法是：在钻井过程中，每单根快打完时，最后送钻速度进行适当控制，而每钻完一根单根后要反复上下循环冲洗多遍，充分循环好沙子，减少岩屑床的形成，减少泥浆中的气泡，保障MWD测量的成功；调整好泥浆性能，物理防塌和化学防塌并重，做到低失水、高矿化度、高滤液粘度、适当密度和粘度，有效控制钻井液中自由水向地层渗透，维护井，壁稳定；针对欠平衡钻井的特殊要求，一方面控制好井口压力，尽力维持井底欠压值的稳定，另一方面严格按照规范要求控制井内钻具的上下活动速度，防止激动压力超过欠平衡控制要求，诱发井喷；接单根起下钻时，及时关井，保证井控安全，并及时搞好短起下钻，努力以少滑动多转动的复合钻进模式钻进水平段，保持钻头压力的传递和岩屑携带正常，减少摩阻降低扭矩，保障水平段正常钻进；在保证正常钻进速度的情况下，坚持小钻压复合钻进，这样既可以避免井斜增长的过快，又可以减少滑动钻进的时间。由于措施得当，水平段完井的比较顺利，给以后的完井作业提供了便利。
3 实钻中靶数据
新沙3H井实际井身结构和实钻中靶数据分别见表1。
4 认识及建议
（1）对这种大位移、大井斜、欠平衡水平井做好钻井设计非常重要，在充分考虑问题和困难的情况下，运用小造斜率充分利用复合钻进时的自然造斜率设计井眼轨迹，有利于实际操作；（2）观察并利用好多点电子测斜仪器磁参数的变化，对两口井的防碰绕障工作有重要指导作用；（3）尽量避免在大尽寸井眼段用滑动钻进方式造斜，如必须，需做好设计，保证流体供给动力钻具的功率；（4）在钻井液密度高、粘度大、井眼长、光滑性不好等不利条件下，粘卡、加压困难、动力钻具功率得不到发挥等问题会随之出现，这时若采用滑动钻进方式钻进应优先考虑使用牙轮钻头.（5）对于四川地区地层比较复杂的情况要及时处理泥浆，改善其性能，同时结合短起、通井等技术保障措施以减少井下卡钻等事故的发生；（6）甲乙双方密切配合，进行有效、快速、果断地决策是钻井安全的有力保证。
[关键词]新沙3H井 造斜率 轨迹控制 大位移、大井斜、欠平衡
中图分类号：O123.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）11-0016-01
1 井基本情况
1.1 剖面设计
新沙3H井的井身剖面为“直—增—稳—增—平”五段制剖面。A、B靶半高分别为5.0m，靶半宽为10.0m，由于地质条件的限制，本井设计水平位移较大、稳斜段较长（该井段有284.15m），井斜较大，如果条件允许可适时利用欠平衡技术钻进水平段，增加了钻井的难度。
1.2 技术难点分析施工难点
（1）本井设计地理位置附近有三口已开采使用的定向井，其中新722-3井与新沙3H井在345m深处井眼中心矩为0.08m，因此该井存在二开井段实行Φ444.5mm大井眼绕障钻进；
（2）该井是川西地区的第一口大井斜、高密度、欠平衡的特殊工艺水平井，没有任何可借鉴的历史资料。该井是在复杂的蓬莱镇组、遂宁组泥岩含量高，容易塌陷、卡钻。遂宁组局部有裂缝性含气层段，钻进过程中难度相当高；（3）钻井液密度高，设计钻井液最高密度为1.8～1.83g/cm3，大井眼定向钻进速度低，进尺慢，致使动力钻具的造斜能力很难确定，不易掌握，提高了控制合理的造斜率的难度；（4）由于井斜角大，重力效应突出，摩阻和扭矩大，引起上提、下放钻柱阻力增加，复合钻进困难；（5）三开套管壁加厚，刚性增强，套管能否顺利下入也将是对井眼轨迹控制技术的新挑战。
2 井眼轨迹控制技术
2.1 斜井段
本井段采用柔性钻具组合，并逐步实现钻具倒装，以利于钻压传递。钻具组合：Φ311.2mm钻头+Φ216mm单弯×7.70m×1.5°+回压凡尔×0.32m+MWD无磁短节+Φ203.2mm无磁钻铤×9.14m+Φ177.8mm钻铤×6根+Φ158.8mm钻铤×6根+Φ127mm加重钻杆 +Φ127mmDP。钻进参数：钻压2～4KN，流量35～40L/s，泵压10～12MP。在钻进过程中，由于绕障作业，地质因素的影响，直井段钻进坚难，并造成了一定的正位移和定向方位的变化，需要重新进行井眼轨迹设计，形成井眼轨迹一定难度的三维控制。该井段钻进过程中遇到的问题主要有这样几个，一是机械钻速低，造斜率失常；另一个滑动钻进时加压困难，钻柱摩擦力矩大，传递扭矩困难：再者是钻进中因降斜困难改用普通钻具结构控制井斜。
分析原因：第一是由于井眼尺寸大，钻进过程中使用了PDC钻头，致使钻具扭矩大，钻头对钻压反映敏感，泥浆密度大（1.82～1.84 g/cm3），粘度高，钻头上钻压失真，钻进中钻压不好控制，工具面摆动幅度大，钻进速度低下造成造斜率失常，给后续井眼控制带来困难，为此经与井队商议起钻用更换牙轮钻头的方法来解决，更换牙轮钻头后钻进速度明显变快，造斜率能达到设计要求，使用效果较好。第二个原因是：本井眼轨迹在井斜45-60之间斜井段太长，容易形成岩屑床等诸多原因造成定向钻进时，下部钻具易屈曲自锁，又由于动力钻具受泵排量的不足，正常功率得不到有效发挥，增大了加压造斜的难度，经常产生憋否现象；钻柱摩擦力矩大，传递扭矩困难，容易发生粘卡钻具事， 为此需要不断的调整泥浆，降低泥浆粘度，提高泥浆性能，进行钻具短起下钻，打稠泥浆塞处理岩屑床，并使部分钻具倒装，滑动钻进与复合钻进交替进行控制送压，坚难的进行斜井段钻进作业。
在井斜达到设计稳斜段后，原计划用带动力钻具的复合钻具结构钻进，但是这种钻具结在复合钻进过程中增斜太快，超过预计增斜率，为此使用动力钻具降井斜，但是除降斜工具面不好摆外，而滑动钻进时钻时还很慢。分析原因是使用这种钻具结构，由于全部使用Φ127钻杆，钻具柔性好，而钻头，动力钻具尺寸大（Φ216.00mmm），这样的钻具结构，工具面降斜姿势不好到位，为此经商议还是利用增斜钻具结构，既可以通井又能够起到稳斜的作用。换钻具结构后，效果很好。
2.2 水平井段
本井水平段原计划裸眼完井，但由于上部井段钻进，和完井情况比较理想，为及时发现和有效保护气层，决定水平段进行液相欠平衡钻井作业，其施工流程为：欠平衡钻进不压井起钻不压井下油管。
本井段的钻具组合：Φ206.2mmPDC×0.30m +Φ165mm单弯动力钻具1根m×1.25°+回压阀×0.35m+Φ127.0mm无磁承压钻杆1根+Φ158.9mmMWD短节+Φ127mm钻杆×39柱斜坡+Φ127mm加重钻杆 +Φ127mm斜坡+ ….解决问题的办法是：在钻井过程中，每单根快打完时，最后送钻速度进行适当控制，而每钻完一根单根后要反复上下循环冲洗多遍，充分循环好沙子，减少岩屑床的形成，减少泥浆中的气泡，保障MWD测量的成功；调整好泥浆性能，物理防塌和化学防塌并重，做到低失水、高矿化度、高滤液粘度、适当密度和粘度，有效控制钻井液中自由水向地层渗透，维护井，壁稳定；针对欠平衡钻井的特殊要求，一方面控制好井口压力，尽力维持井底欠压值的稳定，另一方面严格按照规范要求控制井内钻具的上下活动速度，防止激动压力超过欠平衡控制要求，诱发井喷；接单根起下钻时，及时关井，保证井控安全，并及时搞好短起下钻，努力以少滑动多转动的复合钻进模式钻进水平段，保持钻头压力的传递和岩屑携带正常，减少摩阻降低扭矩，保障水平段正常钻进；在保证正常钻进速度的情况下，坚持小钻压复合钻进，这样既可以避免井斜增长的过快，又可以减少滑动钻进的时间。由于措施得当，水平段完井的比较顺利，给以后的完井作业提供了便利。
3 实钻中靶数据
新沙3H井实际井身结构和实钻中靶数据分别见表1。
4 认识及建议
（1）对这种大位移、大井斜、欠平衡水平井做好钻井设计非常重要，在充分考虑问题和困难的情况下，运用小造斜率充分利用复合钻进时的自然造斜率设计井眼轨迹，有利于实际操作；（2）观察并利用好多点电子测斜仪器磁参数的变化，对两口井的防碰绕障工作有重要指导作用；（3）尽量避免在大尽寸井眼段用滑动钻进方式造斜，如必须，需做好设计，保证流体供给动力钻具的功率；（4）在钻井液密度高、粘度大、井眼长、光滑性不好等不利条件下，粘卡、加压困难、动力钻具功率得不到发挥等问题会随之出现，这时若采用滑动钻进方式钻进应优先考虑使用牙轮钻头.（5）对于四川地区地层比较复杂的情况要及时处理泥浆，改善其性能，同时结合短起、通井等技术保障措施以减少井下卡钻等事故的发生；（6）甲乙双方密切配合，进行有效、快速、果断地决策是钻井安全的有力保证。