元坝井超深水平井钻井关键技术.doc

元坝272-1H井长水平段超深水平井钻井技术董志辉，孙连坡，汪海波，仇恒彬（中石化石油工程公司钻井工艺研究院山东东营257000）摘要：元坝272-1H井是位于元坝区块一口超深长水平段水平井，存在地质状况复杂、多套压力体系并存、气藏埋深超过6500m、井底温度高达156℃等技术难题。施工中通过钻井提速技术、井眼轨迹控制技术、高温定向工具使用技术、井眼清洁技术、摩阻扭矩监测控制技术、高温钻井液技术、安全钻井技术等先进技术，克服了裸眼段长、摩阻扭矩大、岩屑清洁效率低、井眼轨迹控制困难、工具仪器耐高温高压挑战性高等难点，创造了元坝区块水平井水平位移最长、水平段最长、钻遇含气储层最长三项纪录，为同类超深水平井施工积累了丰富经验。核心词：元坝272-1H井；超深水平井；钻井技术；长水平段；1元坝272-1H井概况元坝272-1H井是中石化西南油气分公司布置在四川盆地川东北巴中低缓构造上一口超深水平井，以长兴组顶部礁盖（顶）储层为重要目层，该井位于元坝区块长兴组4号礁带。完钻井深7788.00m，完钻垂深6549.66m，造斜点位于6050.00m，水平位移1501.65m，水平段长1073.30m，钻穿气层长度820.00m，创造了元坝区块水平井水平位移最长、水平段最长、钻遇含气储层最长三项纪录。井身构造采用五开制，实钻井身构造与设计井身构造对例如下。表1实钻井身构造与设计井身构造对比开次井眼套管备注井眼尺寸/mm设计井深/m实钻井深/m套管尺寸/mm设计下深/m实际下深/m导管914.43232720.00-300-31.75依照需要设立1660.4502504508.00-5000-501.45封上部易漏层和水层2444.530502992346.10-30480-2990.01封上沙以浅地层3314.149224978273.1/282.60-49200-4292.34封雷三水层以浅地层4241.365806580193.7/206.40-65783593.96-6580封长兴组顶界以浅地层5165.1779077881276528-77886525-7788衬管完井2钻井重要难点分析（1）直井段优快钻井、防斜打直困难［1］。直井段长6050m，钻遇地层多，地层复杂。上沙溪庙组有小水层，底部存在区域垮塌层；千佛崖组压力较高；自流井组底砾岩蹩跳严重；须家河组区域高压，石英砂岩可钻性极差；嘉陵江组顶部盐膏层发育，嘉五-四段、嘉二段局部层段见高压盐水层；极易发生井喷、井漏、井塌等复杂状况。（2）摩阻扭矩大、深井定向困难。使用PDC钻头定向钻进，由于井眼深度大，摆放工具面困难，很难摆放到位且容易偏移，裸眼段长，摩阻大，通过钻压控制工具面难度大，工具面不稳，滑动钻进常有托压现象，易憋泵。（3）储层调节频繁，轨迹控制难度大。长兴组储层礁体小，储层较薄，且水平方向变化大，精确穿行优质储层难度大。为了钻穿更多优质储层，依照实钻状况及时调节轨迹，调节轨迹难度大。水平段岩性变化大，复合钻进井斜变化规律差别较大，甚至某一井段复合钻进增斜率异常，更增长了轨迹控制难度。（4）泵压高、排量小、井眼清洁难度大。五开井眼小，循环泵压高，水平段长，易形成岩屑床，井眼清洁困难，钻具摩阻大、扭矩高并且不稳，钻具组合、钻井参数优化困难，井眼清洁难度大。（5）井底温度高，定向工具、仪器性能规定高。井底循环温度最高152℃，静止温度最高156℃，在井底高温环境下，MWD仪器不稳定，容易浮现故障，螺杆钻具在高温环境下，其工作寿命大幅减少，定向工具仪器耐高温性规定高。（6）钻井液性能维护难度大。钻井液高温稳定性、流变性、润滑性、携岩规定高，维护难度大。同步深部地层定向段水平段泵压高、泵排量小影响，井眼净化难度大，如何保证良好钻井液流变性和携岩效率，避免井下复杂状况是一种难题［2］。3钻井技术实行3.1钻井提速技术3.1.1气体钻井技术气体钻井具备提高机械钻速、延长钻头使用寿命、减少井下复杂状况和卡钻故障、减少钻井综合成本等优势［3］。元坝272-1H井一开采用泡沫钻井，使用一趟钻，钻进井段32～504m，进尺472m，机械钻速5.28m/h。二开采用气体钻井，使用三趟钻，钻进井段504～2992m，进尺2488m，机械钻速10.36m/h，是常规钻井液钻井10倍左右，提速效果明显［4］。3.1.2复合钻井技术三开、四开大某些直井段采用“PDC钻头+螺杆钻具”复合钻井技术，该技术能大幅提高机械钻速，并减少起下钻次数，是深井超深井钻井提速有效手段［5］。特别是本井海相地层以灰岩、白云岩为主，岩性相对均质，非常适合PDC钻头，为了更好地发挥PDC钻头高转速低钻压优势，采用钻头和螺杆钻具相配合复合钻井技术钻进海相地层。实钻表白，采用“PDC钻头+螺杆钻具”复合钻井技术，通过对螺杆钻具选