大位移小井眼水平井ADMa-1H井钻完井施工技术研究

大位移小井眼水平井ADMa-1H井钻完井施工技术研究

孔庆欣

大庆钻探工程公司国际事业部伊拉克艾哈代布项目经理部

【摘要】 ADMa-1H井是伊拉克艾哈代布油田首口大位移小井眼水平井，也是艾哈代布油田水平段最长、油层最深的水平井。该井创造了用常规随钻测量仪器（MWD）和螺杆动力钻具组合完成1500米6"小井眼水平段的施工记录，同时也创造了88.9mm小钻具钻水平段最长的伊拉克记录。本井施工前针对大位移水平井靶窗范围小、轨迹控制难度大、水平段钻具磨阻大、易发生井漏、卡钻等施工难点，通过优化井身结构设计、优选钻具组合和钻井参数、水平井轨迹控制技术研究、钻井液体系优化、井下事故预防及窄间隙长封段固井技术的研究，形成了配套的施工技术方案。施工中，项目部上下通力合作，精益求精，严格执行各项技术措施，主要技术人员严把各道工序的施工。实现了一次定向成功，井身质量全优，固井质量全优，全井无各类井下复杂事故发生。该井的成功为今后在艾哈代布油田进行大位移水平井作业提供了宝贵的经验。

【关键词】大位移，小井眼水平井，钻完井，技术研究

一、ADMa-1H井基本概况

1 地质概况

ADMa-1H 井位于伊拉克南部，距首都巴格达东南180km ，处于NOMINA镇与KUT镇之间，区域上属于古冈瓦纳大陆北缘的波斯湾盆地北部。ADMa-1H井设计目的是通过该井钻完井施工，为评价Madduda-1 油层油藏含油性及储层发育情况提供详实的资料，为今后进一步利用水平井技术开发Madduda油层提供技术保障。

目标点要求：靶A和靶B上下小于1米，左右小于5米，靶C上下小于2米，左右小于5米。

2 工程概况

ADMa-1H 井设计井深4782.09米，设计垂深3090.52米。造斜点2640米，最大井斜90°，方位角291.3°，水平位移1859.73米。

该井2012年8月14日15：00开钻；8月18日17：00 二开；9月7日 2:00三开;9月22日17:00四开。2012年10月10日5:00完钻，完钻井深4773m，完钻层位Mauddud。该井定向井段长2133米，水平位移1859.6米，6寸小井眼水平段穿透1500米目的油层，油层遇钻率100%。钻井周期56.58天，较设计提前2.42天，总纯钻进时间486.49h，总平均机械钻速9.81m/h，各次测井、固井均一次成功，各项钻井技术指标均达到甲方要求。

3 施工难点

(1)直井段及造斜段穿越8套地层，在三开井眼中由于岩性变化大及穿越K2主力油层等，不仅影响造斜率，还使得井壁的稳定性变差；

(2) 防碰难度大。本井施工过程中，邻近有6口井需做防碰工作；

(3) 地层中含有硫化氢，一旦发生事故形成硫化氢逸出，就会造成钻具氢脆、人身伤害等；

(4) K2层的开发造成地层压力亏空，容易发生井漏、井塌等井下复杂；

(5) 6＂井眼水平段长1500m，水平段裸眼过长，钻具与井壁磨阻大，滑动钻进时易发生托压，井眼轨迹调整困难；

(6) 水平段靶窗范围小，井眼轨迹控制难度大；

(7) 由于小钻具长达2750m，受泵压的限制，排量较低，环空返速低，致使泥浆携屑困难，容易形成砂桥卡钻；

(8) 设计完钻井深4782m，测量仪器信号衰减及信号在泥浆中传递容易受到干扰。

4 关键技术

4.1井身结构及井身剖面优化设计

（1）井身结构优化设计

综合考虑地质情况、工程施工上的难度，在保证井下安全和施工质量的前提下，优选采用了水平段为6＂井眼的四开井身结构设计方案。

（2）井身剖面优化设计

本井井身剖面采用双增准悬链线剖面，起始造斜率3.1°/30m，后期造斜率5°/30m，此剖面优点是：渐增曲率剖面具有传递钻压容易，复合钻进扭矩小，附加拉力小等优点，有利于安全、快速钻井。

4.2井眼轨迹控制技术

在直井段的施工中,加强防斜打直技术措施,合理选择钻进参数,使用单点或多点测斜进行监控,使整个直井段的最大井斜控制在1.5°以内,控制水平位移小于15m,确保后续施工的顺利进行。

（1）造斜段215.9mm井眼：（2640m—3273m）

钻具组合：Φ215.9mm钻头+Φ172mm螺杆+Φ172mm浮阀+ Φ172mm MWD+ Φ127mm 无磁加重钻杆+X/O+Φ139.7mm加重钻杆×6根+Φ139.7mm钻杆×60根+ Φ139.7mm加重钻杆×18根+X/O +Φ165mm随钻震击器 +X/O×0.47m+Φ139.7mm加重钻杆×5根 +Φ139.7mm钻杆

钻井参数：钻压：40-60Kn  排量：30-33 L/S 转速：30-40R/min

（2）水平段152.4mm井眼：（3273m—4773m）

钻具组合：Φ215.9mm钻头+Φ172mm螺杆+Φ172mm浮阀+ Φ172mm MWD+ Φ127mm 无磁加重钻杆+X/O+Φ139.7mm加重钻杆×6根+Φ139.7mm钻杆×60根+ Φ139.7mm加重钻杆×18根+X/O +Φ165mm随钻震击器 +X/O+Φ139.7mm加重钻杆×5根 +Φ139.7mm钻杆

水平段是这口井施工的关键。由于水平段设计达1500米,小井眼裸眼井段长、摩阻和扭矩较大，靶窗控制范围小（垂向上下小于1米）、轨迹控制难度大。

（3）采用防碰绕障技术，保证井眼安全

本井施工过程中，邻近有6口井需要做好防碰工作。距离防碰风险最大的ADR4-6仅有25.33m。

为此，施工前制定出一套完善的﹑切实可行的防碰措施：

①认真做好施工前的防碰工作

优化剖面设计，选择合理的剖面类型，在设计时，充分考虑邻井情况，通过优化剖面类型、合理选择造斜点、造斜率，尽量避开老井。

②加强表层段数据的精确性

要求水平井表层测多点，并与单点数据进行对比，同时判断数据是否有磁干扰，如果有磁干扰，需要重测，一定要保证数据真实、可靠。

③做好井眼轨迹控制工作，进行防碰扫描计算

及时跟踪监测实钻轨迹，进入关键段后，加密测斜，及时进行防碰扫描。同时预测出下步待钻井段轨迹，进行预测扫描。一旦预测出有相碰的危险，则需及时采取防碰措施。

④应用三维绕障技术，有效地避开老井，防止轨迹相碰

本井应用防碰绕障技术、认真执行防碰措施，成功避开老井，保证了井眼安全。两井最近距离为25.85米。

（4）井身质量情况

通过应用井眼轨迹控制技术，保证了井眼轨迹平滑，各项技术指标均符合设计技术要求。

4认识与总结

(1)合理的井身结构设计是实现大位移水平井钻井的基础,最优化的井身剖面设计是大位移水平井成功的关键。

(2)井眼轨迹控制是大位移水平井的核心技术。加强各井段井眼轨迹控制，精细施工，保证轨迹平滑、避免轨迹较大波动可以有效降低大位移水平井摩阻和扭矩，从而能够确保大位移水平井连续施工。

(3)在水平段采用具有较强稳平能力的钻具组合，并合理选择钻井参数，掌握好水平段复合钻钻具的造斜规律，可以有效地提高水平段复合钻比率，保证井眼轨迹的平滑，提高水平段的施工效率。

(4) 优良的钻井液体系及性能的处理维护是大位移水平井井眼净化、清岩、携砂、井壁稳定、防垮、防卡的技术保证。

(5) 通过精心设计、精细施工，可以应用常规随钻测量仪器（MWD）和螺杆动力钻具组合完成6"井眼1500米甚至更长水平段水平井的施工。

(6) 科学的固井方案，良好的井眼条件、水泥浆体系优选、扶正器位置合理安放是保证固井质量的四个关键因素。

参考文献：

1刘雅馨，何卿，鄂淑军，张用德，方颖，刘会.小井眼技术在海洋平台中的应用分析[J].石油矿场机械.2009（03）：18.

2冯守艾.小井眼侧钻工艺进展及问题对策[J].内蒙古石油化工.2010（24）：12-13

作者简介：孔庆欣，男，1971年4月出生，汉族，黑龙江省哈尔滨市，毕业于东北石油大学石油工程专业，工程师，副经理，从事项目管理工作。

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