陈雪松

摘要：目前薄油层、断块油藏逐步成为大港油田开发的主要攻坚目标之一，为了提高该类型油藏的开发效率和采收率，在小断块的薄油层开发中普遍应用水平井钻井技术，提高油层的钻遇率，增大油层的有效泄油面积，从而达到高效开发的目的。然而由于该类油层水平井在施工过程中存在有效目的层薄、有边底水必须靠层顶施工、目的层水平段短、地层倾角变化及设计垂深偏差等，这些问题增加了水平段探层入窗的难度，降低油层钻遇率，解决不好会直接影响钻成油井的产量和寿命，甚至达不到工程目的。基于此，在明确大港复杂断块油藏应用水平井面临的钻井技术难题基础上，开展了水平井钻井综合配套技术的研究与应用，取得了良好的效果。

关键词：复杂断块油藏;水平井钻井;大港油田

1水平井面臨的钻井技术难题

1.1水平井井身剖面优化设计

水平井井身剖面设计是水平井钻井施工的首要环节，其剖面优化能有效地降低钻进过程中的摩阻扭矩、降低施工难度和提高中靶精度。

1.2水平井防碰绕障问题突出

受地面条件限制，部分区块防碰绕障问题非常严重，水平井又需要一定的靶前位移，许多井往往从一个平台打到另一个平台下面，即要考虑与本平台邻井的防碰，又要考虑与邻平台井的防碰;既有直井段的防碰问题，又有造斜段和水平段的防碰问题。

1.3水平井轨迹控制和地质导向技术的应用

复杂断块油藏水平井实钻地质情况复杂多变，油层厚度不等，油层位置与厚度横向上变化大，井眼轨迹控制与地质导向难度大。不同区块地层对工具造斜能力和对井眼轨迹的影响不同。测量数据的相对滞后也对地质导向和井眼轨迹的预测和调整带来困难。

1.4 水平井的钻井液和油气层保护技术

合理选择水平井钻井液体系是水平井钻井的关键技术之一，由于水平井造斜率高、井斜大，尤其水平段是沿储层横向钻进，因而要求钻井液体系具有良好的洗井携岩能力、更强的润滑效果、更高的抑制护壁性能，确保井眼畅通，防止井下复杂事故;对油层井段，要有良好的保护油层能力。

2水平井钻井综合配套技术研究与应用

2.1 水平井优化设计技术

2.1.1 井身结构优化技术

合理的井身结构设计要求既能保证各项钻井作业安全顺利进行，又能最大幅度地减少钻井费用，降低钻井成本。

为了优化井身结构设计，保证水平井安全顺利施工，开展了孔隙压力、破裂压力、坍塌压力三个压力剖面预测技术研究，给出了压力剖面在这些地区纵向和横向的分布规律。并根据各区块钻井施工经验，优化水平井井身结构。

2.1.2 井身剖面优化设计技术

井身剖面设计的基本原则：满足地质要求，实现地质目的;保证钻进和起下钻摩阻扭矩尽可能小;其形状有利于地质导向工作和现场实际井眼轨迹控制;能克服油层深度预测和工具（含地层）造斜率的不确定问题等等。

水平井井身剖面根据地质目标、油层情况、地质要求、靶前位移的不同，分别选择具有两个稳斜井段的直-增-稳-增-稳（探油顶）-增（着陆段）-水平段三增剖面、直-增-稳（探油顶）-增（着陆段）-水平段双增剖面、直-增-水平段单增剖面等不同的剖面类型。实际应用多采用三增剖面。其优点有：第一稳斜段可解决上直段和第一次造斜后实际井眼轨迹与设计轨迹及井斜的偏差，提高井眼轨迹控制精度;第二稳斜井段，即探油顶段可克服地层不确定因素，准确探知油顶位置和按现场实际地质要求顺利着陆;为实钻井眼轨迹根据实际钻探情况进行修正和控制留有余地，保证了水平井按地质要求精确着陆和沿油层最佳位置钻进。

2.2 水平井井眼轨迹控制和地质导向技术

2.2.1 水平井井眼轨迹控制原则与井眼轨迹控制方案优化

水平井井眼轨迹控制原则：根据设计，结合地层情况，优化水平井井眼轨迹控制方案;以地质导向为先导，根据地层变化，及时调整，控制好水平井着陆段和水平段的井眼轨迹，实现地质目的。

水平井井眼轨迹控制方案优化：水平井井眼轨迹控制优化原则：能够克服油层深度误差，能够及时发现油层，能够顺利着陆。

水平井井眼轨迹控制方式：造斜点以下定向井段使用 MWD+导向钻具进行井眼轨迹监测与控制，探油顶段以下井段使用 LWD+导向钻具进行井眼轨迹监测控制和地质导向。

对于油层为上倾方向，水平段设计井斜大于 90°的，应控制井眼轨迹在A点前20—30m，垂深达到设计油顶位置，井斜达到85°-88°，进入油层后能及时在A点前调整到最大井斜，达到井眼轨迹控制在距油顶1.5m 范围内。避免位移提前过多，进入油层时位置偏下，而井斜角较小，找到油层后上不去或偏离油顶下 1.5m 范围，不能达到地质要求。

对于油层为下倾方向，水平段井斜角小于 90°，靶前位移可适当多提前，探油顶井斜角可略小，可控制井眼轨迹在A点前 40—50m，垂深达到设计油顶位置，井斜达到 82°-84°，进入油层后地层下倾，井眼轨迹能在A点前追上地层，达到在距油顶 1.5m 范围内的地质要求。

2.2.2 水平井造斜率的预测与控制

对于双稳定器单弯壳体动力钻具，造斜能力的预测一般采用“三点定圆法”，认为钻头和两个稳定器这三点确定的圆弧即可为可钻出的井眼轨迹，可得出工具造斜率。采用滑动钻进与转动钻进交替进行的方式，造斜率达到设计要求，并保持井眼轨迹圆滑，保证井下安全。

针对地层因素对造斜率的影响及不同区块的造斜率差异，在轨迹控制方案优化时综合考虑，减少造斜率异常对轨迹控制的影响。在实钻过程中，钻井和地质密切配合，根据录井和 LWD 资料，及时分析地层情况，根据实钻地层情况，调整轨迹控制方案，达到轨迹控制跟着地层走，达到地质目的。

2.2.3 水平井地质导向系统的应用

按照着陆方案，采用 LWD+导向钻具，利用LWD的伽玛和电阻率曲线，结合岩屑、气测和荧光定量分析录井资料，及时发现地层变化，及时调整井眼轨迹，及时发现油层，准确顺利着陆。应用LWD对井眼轨迹进行随钻监测，利用伽玛、电阻率测井的探测半径，根据伽玛和电阻率值的变化，跟踪砂岩和及时准确判断钻头位置，并根据需要及时对井眼轨迹进行调整，使水平段始终沿着油层最佳位置钻进。

2.2.4 水平井防碰绕障技术

通过现场水平井钻井实践，形成了冀东油田特有的水平井防碰绕障技术，顺利完成了水 平井钻井施工，未发生一起井眼相撞事故。形成的水平井防碰绕障主要技术：水平井防碰绕 障软件的开发与推广应用;井身剖面的优化设计和防碰扫描技术;现场水平井钻井的防碰 绕障施工工艺技术;轨迹预测及安全距离的预测和控制技术;地质导向技术在防碰绕障中的 应用技术。

2.3 水平井钻井液和油层保护技术

2.3.1 钻井液体系的优选

优选出了具有较强抑制性、润滑性、携岩能力和保护油层的聚硅氟和有机正电胶水基钻 井液体系，较好地满足了水平井安全施工和保护油层的要求。

2.3.2 主要技术措施

合理调整钻井液流变性，在可能的情况下尽可能提高动塑比，加强和坚持短起下钻措施。在满足井眼轨迹控制要求前提下，尽量使用旋转钻进方式钻进，有效地破坏和清除了岩屑床。严格控制失水，改善泥饼质量，增强泥饼的强度和韧性，保证井壁稳定。进入目的层前，调整好钻井液性能，严格控制钻井液失水和密度。应用屏蔽暂堵技术，材料粒径选择上由常规定向井的超广谱屏蔽暂堵技术选择发展为理想充填理论选择，大大提高了油层保护的效果，使渗透率恢复值均在 85%以上。选用高效 PDC 钻头，提高钻井速度，缩短油层浸泡时间，较好地保护储层。