王 力

大位移井钻井技术在塞博鲁科地区应用概述

王 力

（中国石油长城钻探工程公司国际钻井公司，北京 1001011）

塞博鲁科地区油田东部布置的海油陆采大位移水平井井深6 500～7 300 m，水垂比大于3.39，属于轨迹控制难度极大的超大位移井。针对一开漏失、长段大井眼定向困难、水力参数与工具特性差异、水平段摩阻大起下钻阻卡、完井管柱下入困难等难题，优选气举携砂、井眼清洁评估、岩屑床破坏器、可变径稳定器等先进的设备和技术，优化钻井参数、钻具选型和钻井液匹配，先后完成了多口大位移井的施工，形成了塞博鲁科地区大位移水平井配套钻完井技术，为后续井施工提供了技术模板。

古巴；大位移井；大井眼；井眼清洁评估；岩屑床破坏器；可变径稳定器

塞博鲁科油田位于古巴中部马坦萨斯省，该区完成并持续布置了多口井深在7 000 m左右的油井，目的均为开发海相沉积的VELOZ地层。

由于井深位移大、陆海相沉积异性，塞博鲁科地区的大位移井施工难度大，在轨迹控制、井眼清洁、降摩减阻等方面面临着一系列难题。

1 地层概况

塞博鲁科区块表层岩性主要为发育巨厚的石灰岩礁，局部发育钙质粉砂岩和泥灰岩，地层稳定可钻性较好，但存在失返性漏失；在钻进过程中井口没有任何海水和钻屑返出，因此是“只进不出”，钻进过程中需要有大量的供水才能维持连续钻进。并且用气罐车往井眼内充气，通过气举方式以利于岩屑的返出。

二开从500～2 800 m左右，地层岩性主要是砂岩、砾岩与泥岩互层，砂岩和砾岩由复成分碎屑组成，地层可钻性强，井眼较为规则，起下钻过程除部分井段有阻卡现象，大部分井段都非常顺利，但是存在携砂效率和井眼清洁度的问题。

Vega Alta 地层是古巴钻井事故频发、施工难度最大的地层。Vega Alta 地层主要为以黏土基质的复矿碎屑砂岩和砾岩互层和纯泥岩。该层具有大量泥岩，容易发生缩径、井壁垮塌问题，泥浆比重窗口窄。所以该井段对于泥浆性能是一个极大的考验，比重低了，泥岩缩径，比重大了又漏失。该井段起下钻也比较困难，有时候需要划眼十几个小时才能下钻到底。

6 355 m后泥岩成岩性改善，地层渗透性较好，砂岩和灰岩在这一段的比例逐渐提高至20%～70%， VELOZ为主探储层。

2 施工难点

2.1 一开失返性漏失

海相沉积浅层均为礁石，一开钻进期间钻具纵向振动剧烈，且发生失返性漏失；大井眼固井顶替效率差，漏失致使水泥无法返至地面。

2.2 大井眼携砂困难

大位移水平井的携砂问题是个难点，特别是在一开、二开大井眼段，大井眼的环空返速较低加上定向钻进的转速受限，携砂效率和井眼清洁程度不高。如果岩屑不能被及时带到地面，形成厚且大段的岩屑床，就会直接威胁到井下安全[1-2]。

2.3 大井眼轨迹控制困难

本地区二开从500～600 m左右开始定向，由于泥岩松软造斜率较低，且垂深1 800 m左右即进入水平段，轨迹控制难度较大。初期造斜使用单弯螺杆工具，四开及以后井段定向施工时，钻具屈曲变形严重，需经常往复活动钻具才勉强定向。实钻过程中，定向钻进时摩阻高达35 t。长裸眼段，井底托压严重，定向较困难，影响作业进度和井下安全。

2.4 起下钻阻卡

Vega Alta地层中的大段泥岩层易水化膨胀发生缩径，砂泥岩过渡地层胶结不实易垮塌，在多口井施工中均多次出现起钻遇卡下钻遇阻、大段倒划眼的过程，甚至在倒划眼中蹩停顶驱乃至发生卡钻。从1 604～2 549 m，该井段为大斜度井段（60°～88°），极易形成顽固性岩屑床。一旦形成，岩屑床难以彻底清除，岩屑床的存在导致起下钻困难，摩阻扭矩增加，倒划眼岩屑床遭到破坏时极容易发生复杂情况。

3 钻井技术应用

3.1 可变径稳定器 VGS

1）钻大位移井时，摩擦损耗是设计井身的一个重要制约因素，所以井眼内摩阻和扭矩问题显得尤为重要。使用可变径稳定器按设计井眼轨迹完钻的倾斜井眼轨迹，整个井段与设计的井眼轨迹几乎没有差别，充分验证了可变径稳定器的有效性[3]。

2）SEB-25井以8 1/2"井眼为例常用的钻具组合为：216 mm PDC-Bit +193 mm Drilling Mortor +8 1/8" Mtr Stab+171 mm Vari. Gage Stab.+ 171 mm NM Muleshoe Sub+ 163 mm Flex NMDC +165 mm Jar + 127 mm HWDP+127 mm CBM+127 mm DP。

3.2 井眼净化降摩减阻技术

1）大段泥岩井段使用KCl+聚合物钻井液体系，以抑制泥岩水化分散保持钻进期间般土含量和黏度的稳定性，维持合适的泥饼厚度确保失水符合设计又不至于缩颈。

2）使用井筒清洁服务（CFM）定量描述岩屑返出情况刻画井筒清洁程度，能帮助调整钻时，对排量、转速、立柱划眼次数等进行优化，确定井底清洁程度以决定起下钻时机。

3）由于水平井井身结构特点，钻屑在井筒内部分布不均匀，如若定向轨迹不平滑，再加上裸眼段长、钻屑返出困难，易形成岩屑床。通过使用专用井壁修整工具，破坏岩屑床，避免出新眼。

3.3 井下防事故

1）根据井眼尺寸和扭矩要求采用多种钻杆种类，比如5 1/2"G105、5 1/2"S135、5"G105、4"HT40高扭钻具等以满足大扭矩下的钻杆强度需求；在下部井眼使用倒塔式钻杆结构，既保持了每个井眼的环空返速和整体水力参数的稳定又保证了井口高转速和大拉力的需要。

2）钻杆耐磨带的选择要综合考虑保护钻杆和套管。施工中钻杆耐磨带在顶驱高达110RPM下损坏频繁，尤其是在部分发生偏磨的耐磨带上，未均匀磨平前无法重喷焊，但等到全部磨掉后可能已伤及钻杆本体；耐磨带的磨损也带来了套管内壁的损伤；更换了部分钻具后使用了耐磨性和套管友好性更高的耐磨带[4]，改善了对钻杆和套管的保护性。

3）在钻进和划眼过程中都使用了可靠度极高的液压随钻震击器，发生复杂情况时第一时间上击或下击。

4 结 论

1）古巴巴拉德罗地区的大位移井主要存在摩阻大、携岩难、水力参数苛刻、井眼清洁不彻底、井身结构复杂等施工难点。

2）在工程预算允许的情况下尽早使用油基泥浆，以缓解轨迹控制、井眼清洁、泥岩水化带来的井下事故高发率。

3）尽管有井眼清洁评估技术，但仍需坚持短起下作业，以进尺150 m或纯钻进24 h为限需短起下钻一次。

4）钻井过程及后期通井下套管准备过程中，应充分考虑保证井眼通畅，以达到完井套管[4]顺利下入的目的。

[1]杨金荣，贾建文，穆西伟，等.古巴GBO-103大位移井钻井液技术[J].钻井液与完井液，2011，28（6）：35-38.

[2] 刘雪婧，罗健生，刘刚，等.MO-DRILL油基钻井液体系研究及在大位移井应用[J].当代化工，2018，47（10）：2206-2210.

[3]李凯，高德利，宋执武.定向井钻井技术及可变径稳定器应用研究[J].石油矿场机械，2011，40（7）：4-8.

[4] 刘甲方，刘春全，艾志久，等. 浅谈大位移井下套管技术的现状与发展[J]. 石油矿场机械，2008，37（4）：17-20.

Application of Extended Reach Well Drilling Technology in the Seboruc Area

（International Drilling Company, GWDC, Beijing 100101, China）

The horizontal wells with extended reach hasthe depth of 6500～7300m in the east of the Seboruc area, Cuba, the SAG ratio is more than 3.39, which belongs to the ultra-extended reach well with great difficulty in trajectory control. In view of the problems such as first opening loss, difficulty in directional drilling in long section and large hole, difference in hydraulic parameters and tool characteristics, sticking in horizontal section and difficulty in downhole of completion string, advanced equipments and technologies such as gas-lift sand-carrying, wellbore cleaning assessment, cuttings bed breaker and variable diameter stabilizer were optimized, drilling parameters, drilling tool selection and drilling fluid matching were optimized, and the construction of several extended reach wells were completed successively, the drilling and completion technology of extended reach horizontal well in Seboruke area was formed, which could provide a technical template for the following well construction.

Cuba; Extended reach well; Large hole; Well cleaning assessment; Cuttings bed breaker; Variable diameter stabilizer

2020-12-29

王力（1976-），男，黑龙江省青冈县人，助理工程师，2017年毕业于中国石油大学（北京）石油工程专业，研究方向：修井作业，大位移水平井钻井。

TE243

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1004-0935（2021）06-0893-03