元坝102-2 H井超深水平井钻井技术应用

于玄昊(中石化胜利石油工程有限公司西南分公司 四川 德阳 618000)

元坝102-2H井安全顺利的完成了钻探施工任务，取得了多项区块高新技术指标，元坝102-2H井顺利完钻与成功应用的钻井技术对如何安全快速完成元坝区块的超深水平井施工具有一定的指导意义。

一、元坝102-2井配套钻井技术

1、干法固井技术

干法固井是空气钻或泡沫钻完钻后采用不转换钻井液的固井方式，通井后直接下套管进行固井施工作业，比常规固井节约时间3-5天左右，同时减小了环保排污的压力。通常简化套管串结构，不下浮箍只下入引鞋；通井措施得当，确保了套管的顺利下入；采用多次注水泥方式，实现了环空全水泥封固，保证固井施工质量。

2、空气钻井技术

空气钻技术的实质主要是用压缩空气代替常规钻进时使用的水或泥浆循环，起冷却钻头、排出岩屑和保护井壁的作用。与泥浆常规钻井相比，空气钻具有可延长钻头使用寿命、提高钻探速度和钻井时效、避免钻井漏失、有利于判明井底情况、钻井施工清洁环保等优点。经过论证，元坝102-2H井可以再蓬莱镇组、遂宁组、上沙溪庙组应用空气钻井技术。

3、高速涡轮+孕镶金刚石钻头钻井技术

涡轮钻具是一种井底液动马达，涡轮钻具最大的优点是没有橡胶原件，转速高、稳定性强、耐高温高压，工作温度可以达到250℃，适用于深井、超深井、高温高压井。孕镶金刚石钻头切削齿不出刃，而是包裹在胎体材料内，其破岩机理近似于砂轮磨削原理，即在高转速下以磨削的原理破碎地层。元坝102-2H井三开钻遇陆相地层有下沙溪庙组、千佛崖组、自流井组、须家河组，尤其是自流井组与须家河组地层坚硬、研磨性强，高速涡轮+孕镶金刚石钻头钻井技术的应用正好解决这一难题。

4、超深水平井套管防磨技术

元坝102-2H井设计四开套管为油层套管，套管下深6768m，井斜61°，五开后继续造斜，且水平段长，施工周期长，根据元坝102-2H井身结构的特点，四开套管斜井段的防磨工作是重中之重，为保护Φ193.7mm套管和钻具，根据侧向力模拟计算，在Φ101.6mm钻具中加入23只尺寸为Φ158mm非金属防磨接头，配合高效减磨剂使用，对套管和钻具起到了很好的保护作用。

二、现场应用情况

1、干法固井技术

元坝102-2H井在一开完钻后应用干法固井技术完成固井施工，缩减了气转液清洁井眼的时间，节约钻井周期3.86d，减少排污量265m3,一开套管下入顺利，中间无阻卡显示，干法固井在元坝102-2H井的成功应用对元坝地区的提速提效工作和安全环保工作具有积极地意义。

表1 元坝102-2H井一开泡沫钻与二开空气钻应用情况

2、空气钻技术

元坝102-2H井在一开陆相地层使用泡沫钻井，二开陆相地层应用空气钻井技术施工，平均机械钻速达到7.06m/h，单只钻头最高机械钻速9.93m/h元坝102-2H井空气钻施工数据如表1所示

从表1数据显示元坝102-2H井空气钻井技术应用效果较好，在实钻中达到了钻井提速、降低成本和缩短工期的目的，相比泥浆常规钻井具有明显优势。

3、高速涡轮+孕镶金刚石钻头钻井技术

元坝102-2H井在三开陆相地层应用高速涡轮+孕镶金刚石钻头钻井技术，创造多项元坝区块高新技术指标。元坝102-2H井三开陆相地层应用高速涡轮+孕镶金刚石钻头钻井技术结果表明，该项技术的应用成功克服了元坝区块地层坚硬、研磨性强的陆相地层钻探施工周期长、投入成本大、井眼复杂等施工难题。

4、超深水平井套管防磨技术

根据井身结构与钻具组合模拟侧向力计算，元坝102-2H井五开施工下入成都生产的TFFK158型非金属防磨接头23只，单独使用TFFK158非金属防磨接头防磨效果一般，如果配合高效减磨剂使用防磨效果十分理想。

三、主要技术成果

（1）在元坝102-2H井一开成功应用干法固井，节省钻井周期3.86d，减小排污量265m3，节约了钻井成本。

（2）钻进千佛崖组与自流井组的非砾石段，进尺353.6m，纯钻时间166h，机械钻速达2.13m/h，创元坝区块单趟进尺机械钻速最高纪录。

（3）自流井与须家河组地层使用一只孕镶金刚石钻头实现总进尺547.44m，纯钻时间371.5h，平均机械钻速1.47m/h，与牙轮钻头相比机械钻速提高1倍以上。

（4）元坝102-2H在五开成功应用超深水平井小套管防磨技术，既做好套管防磨工作，又保护了钻具，全井钻具未出现偏磨现象。

四、认识与建议

（1）能否顺利实现干法固井，关键在于完钻后的通井作业，在通井时彻底清理井内的沉砂和岩屑是保证下入套管和固井顺利的前提。

（2）空气钻井对钻具损害较大，应使用新钻杆或一级钻杆，并加强钻具探伤工作，同时空气钻进时井眼易斜，随着空气锤质量的提高，建议在大尺寸井眼应用空气锤钻井技术，发挥空气锤防斜打快的作用。

（3）高速涡轮+孕镶金刚石钻头属于满眼钻具，在实钻中由于地层倾角和钻压较大易斜，涡轮施工结束后，可以应用钟摆钻具纠斜或塔式钻具防斜的特点解决井斜较大的问题。