爱华网一、地质概况 辽河兴古潜山钻井揭露地层自下而上依次为：太古界、中生界、新生界下第三沙河街组三段、一+二段、东营组、上第三系馆陶组等。其中太古界油层为开发的目的层。太古界：黑云母斜长片麻岩、混合花岗岩及混合岩为主，夹中酸性及基性侵入岩脉。 二、工程概况 井身结构设计。一般采用三开或四开井身结构。共同点是均用Φ311.1mm钻头三开（或四开），进潜山前完成第一造斜段施工，下入技术套管后该井段摩阻系数大幅降低。以兴古7块为例，进行说明。 一开采用Ф660.4mm钻头钻至井深52m，下入Ф508mm导管50m。 二开采用Ф444.5mm钻头钻至井深1190m，下入Ф339.7mm表层套管至东营组上部1185m，采用管内注水泥工艺固井，水泥返至地面，封隔上部松散易塌、易漏的沙砾层，为井口控制和后续安全钻井创造条件。 三开采用Ф311.1mm钻头揭开潜山面10m，下入Ф244.5mm套管至潜山面以下5-10m，固井水泥返到表套底。 四开采用Ф215.9mm钻头钻进，下入Ф177.8mm套管至水平井入口点，固井水泥浆返至悬挂器顶，水平段采用Ф177.8mm筛管完井，完钻后采用与地层配伍性较好的处理剂或原油顶替方式投产。 井身剖面设计。剖面类型：直—增—稳—增—稳“五段式”。 主要技术难点。井眼靶前位移达700-150m，稳斜段较长，靶区要求精度高，垂深纵向误差±1.0m，横向误差±2.0m；古潜山地层研磨性强，扶正器磨损后，导致钻头造斜率降低，稳斜效果差，导致井眼轨迹控制十分困难。地层岩性复杂，大井眼、长裸眼井段易塌、易卡、易斜，若想打直打快，防止造斜点的负位移有一定难度；下部地层可钻性差，PDC钻头磨损严重，机械钻速受限制。由于上部Ф311.1mm大井眼、下部为Ф215.9mm井眼，井深、排量受到机泵条件限制。上返速度低，岩屑不能充分返出井口，特别是在大斜度井段和水平井段容易造成岩屑堆积，形成岩屑床，极易发生卡钻事故。由于裸眼井段长，它不仅具有水平段井眼内岩屑床严重、摩阻扭矩大、托压严重等共性，而且突出矛盾是钻具与井壁近似于刚性接触，易发生钻具偏磨；在交变弯曲应力作用下钻具易疲劳破坏。如果应力集中点在无磁与定位接头附近，无磁公扣折断后易造成仪器落井事故。 在井深高温高压下，处理剂表现出降解、高温交联、高温吸附等现象，给泥浆性能维护带来困难；深井井底压差大，必然会出现高压差条件下的润滑防卡和高温高压下的油层保护等问题。 井底高温高压、钻具震动大，易发生MWD探管易震坏、螺杆失效甚至落井等事故，而且使用无固相卤水泥浆严重腐蚀MWD和常规螺杆，明显缩短了它们的使用寿命。 储层保护难度大。水平井在储层内进尺多，所以揭开的储层面积大，而且油藏属于裂缝性储层，只有研究使用优质钻井液、完井液，才能确保安全钻井，实现储层保护。 三、优快钻井工艺研究 优化井身剖面设计。由于该区块的靶前位移大，而且在40-50°井斜之间要揭开潜山面，故采用五段制剖面，第1增斜段与第2增斜段增斜曲率均为7°/30m左右，在40-50°井斜之间设计了稳斜段。 优选钻井工具。结合地层特性选择不同角度的动力钻具和钻头、 MWD仪器、 短无磁钻铤等钻具一起，实现最佳优化组合，充分提高机械钻进速度、确保轨迹控制质量、确保井下施工安全。 优化钻井参数。 根据钻头选型合理调配钻压：滑动钻进时采用点震送钻方式，动力钻具保持0.5-1MPa的压差，在动力钻具不憋泵的情况下，选择快钻时的钻压钻进。 泥浆排量、转盘转速：根据施工井队地面设备、高压管汇及马达的耐压限制，选择优质钻井液，排量范围 25-27L/s。 水力参数设计：钻头水马力以清洗井底、水力破碎岩石提高机械钻速，超深水平井钻井施工循环压耗大、裸眼井段长，同时地层硬、地温高，静止时泥浆易稠化，通常采用牙轮钻头不装水眼施工以避免下钻到底开泵不畅、防止堵水眼。 钻头优选：为防止水平段因钻头直径磨小造成井下复杂，设计定向段采用牙轮钻头施工，增斜段和稳斜段采用PDC钻头施工，以充分发挥导向钻井技术的优势，减少起下钻次数、提高钻机的利用率、提高工作效率。 井眼轨迹控制工艺。 直井段：井身质量的保证，防斜打直技术是超深水平井施工的基础。采用钟摆钻具组合，使用 RSS或 ESS多点进行监控，而后合理调配钻进参数，使整个直井段的最大井斜控制在2.5°以内，水平位移小于25m。斜井段：优化各种参数，提高钻井速度，根据直井段的 ESS多点数据，重新作井身剖面设计；利用 MWD监控井眼轨迹，及时测取并处理 ESS多点数据；根据轨迹控制需要采取相应措施，使实钻井眼轨迹按设计轨道运行。水平段：电测之前控制好井身轨迹，电测对比地层到入靶井段造斜率控制在（6-8度）/100m范围内，满足地质调整目的层垂深的要求，实现精确的矢量入靶。 四、施工概况 井身结构和剖面设计。根据兴古潜山地质特点和深水平井施工需要，五口深水平井井深结构设计均采用四级套管结构：Φ508mm套管+Φ339.7mm套管+Φ244.5mm套管+Φ177.8mm筛管；套管下深针对地质特点及开发需要来确定。 钻井施工情况。实际施工过程中由于严格执行设计、优化水力参数和钻井参数，克服了地层高温（165℃）对测量仪器和井下动力钻具造成的影响，确保了测量数据的准确性和定向工具的可靠性。通过优化钻具组合及采用合理的施工方案，保证了井身轨迹的质量。
钻压选择情况。实际施工过程中的钻压选择：对牙轮钻头而言：在井斜30°以内选择钻压10-15t；对PDC钻头而言：斜井段随着井斜的增大，地层托压严重，钻压增大，滑动钻进时对钻压较敏感，动力钻具憋泵现象时有发生，在井斜30-90°之间的斜井段，钻压的大小与钻井液的综合性能和钻井液的润滑性有关，钻压3-8t；斜井段和水平段导向钻进时，工具的自然造斜能力对施加的钻压较为敏感，根据轨迹控制的需要，钻压3-8t。 钻头选用情况。直井段（0-2858m）地层及岩性：新生界，灰色块状砂砾岩与薄层泥岩不等厚互层。优选江汉HJ437G三牙轮钻头，累计使用8只，单只进尺最高达1007m，单只纯钻进时间最长至85.3h，平均机械钻速7.8m/h，直井段（2858-3841m）地层及岩性：新生界，深灰色泥岩夹薄层灰白色砂岩，含砂砾岩。优选Φ311.1mm四川深远PDC钻头，累计使用2只，单只进尺最高717m，单只纯钻进时间最长至242.4h，平均机械钻速2.68m/h。直井段（3841-4356m）地层及岩性：中生界，中上部位安山岩夹火山集块岩，下部为块状砂砾岩夹薄层泥岩。优选Φ311.1mm江汉HJ537G三牙轮钻头，累计使用5只，平均单只进尺103m，平均单只纯钻进时间69.4h，平均机械钻速1.48m/h。造斜段及水平段（4356-5650m）地层及岩性：太古界潜山，黑云母斜长麻岩，混合花岗岩及其混合岩为主，夹少量侵入岩脉。 五、经济效益和社会效益 经济效益。以5000米深水平井为例，正常的建井周期为110天以内，而设计钻井周期为150天左右，辽河油区每年深水平井大约为7口左右，以50架子日运转费10万元算，得出：40×7×10=2800万元 社会效益。针对辽河油区兴古潜山的自身特点 ,从优化钻井设计、轨迹控制、水平井钻井液、新工具应用等方面作了较详细的总结。 六、结论 超深水平井时一个系统工程，从设计到施工必须严格组织生产、科学管理，各个合作单位必须紧密配合才能做到施工安全顺利。深井的钻井中旋转扭矩和摩阻的增加是制约安全钻井的主要因素，应从井眼轨迹设计、井身结构、钻柱设计及泥浆体系方面综合研究，以便更好的促进深井钻井综合技术水平提高。水平段定向钻进时，及时加入润滑剂和大幅度活动钻具是解决钻压传递和粘卡的有效办法。用优质的钻井液，严格控制钻井液的固相含量，防止固相堵塞油层通道，造成对油层的污染。兴古7块优快钻井技术的关键在于钻头选型、事故预防、钻具管理、降低摩阻，做好这四项工作，必然会加快兴古7块的钻井速度。
