张海33-22井二开扶正器的现场选择案例

张海33-22井二开扶正器的选择

——钻井监督人员素质案例剖析

李正文1 刘川都1 高志宏1 姜桂华2

（1.天津市大港油田滩海开发公司产能建设部,天津,300280；2.中国石油吉林油田

公司红岗采油厂，吉林大安，131301）

摘 要：日费制下的钻井总监如何充分利用现场资料，创造性地进行快速现场反应和决策，是决定一口井能否高效完成的重要因素。在本篇中，针对大港油田张海33-22井的二开钻具选择问题，钻井总监没有盲目地照搬设计，而是通过对相同条件下其它两口井的钻具进行科学分析，果断采用了欠尺寸扶正器进行钻井，有效地减少了钻井过程中钻速慢、托压严重的问题，不仅保证了较高的机械钻速，同时也使井眼轨迹的符合率和井身质量大大提高，为该井场上其它丛式井的钻井提供了可资借鉴的宝贵经验，也引起了对现场钻井总监必备素质的思考。

关键词：丛式井 钻井 欠尺寸扶正器 案例剖析 钻井监督

1 前言

随着中油股份公司钻井甲乙方体制的形成和发展，钻井监督在施工现场正发挥着日益重要的作用。但由于钻井监督素质、能力和水平的差异，对如何进行有效的现场决策、从而达到钻井效益的最大化也起着云泥之别的影响。本篇以日费制模式下钻井监督对张海33-22井二开扶正器尺寸的选择为例，以小见大，从某一个侧面分析一个优秀的钻井监督（尤其是日费制监督）应该具备的基本素养。

2 基本概况

张海33-29井位于大港油田滩海地区张海101M2区块。该区块利用一座大小为100m*100m的滩海人工岛进行产能建设，其上部署26口丛式定向井，其中大多数为大斜度井及水平井，而该井就是这些丛式井中的其中之一。该区块所部署的全部井均采用日费制监督管理模式。

为了充分利用岛上有限空间，提高资源利用效率，加快施工节奏，对该区块实施钻井批钻作业。08年6月份以来，先后对已完成设计的5口井完成一开批钻作业。08年8月开始，先后对张海34-17井和张海34-19H井两口井完成二开钻井，于11月4日开始对张海33-22井实施二开钻进。（张海33-22井剖面设计表见表1，垂直投影图和水平投影图分别见图1和图2，二开井身结构见图3）。

表1 张海33-22井剖面设计表

井段测深

M

井斜角

(°)

方位角

（°）

垂深

m

视平移

m

全角

变化率

°/30m

井斜

变化率

°/30m

方位

变化率

°/30m

造斜始点408.00 2.63 0.93 407.83 2.88 0.000 0.000 0.000 调整点438.00 2.63 0.93 437.80 3.13 0.000 0.000 0.000 稳斜点921.54 39.06 81.02884.12163.67 2.400 2.260 4.969

靶点3515.86 39.06 81.022898.481798.420.000 0.000 0.000 设计深度3578.97 39.06 81.022947.481838.190.000 0.000 0.000 井底点3623.97 39.06 81.022982.421866.550.000 0.000 0.000

图1 张海33-22井垂直投影图 图2 张海33-22井水平投影图

图3 张海33-22井设计井深结构图（椭圆内部分为二开段）

3 钻井中存在的难点

由于利用人工岛进行钻井，且为三维大斜度井，钻井过程面临诸多挑战，主要表现在以下三个方面：

挑战一、该井场布井密度大，井口距离短，多为浅部造斜，防碰工作难度大，对钻井井眼轨迹

和井深质量要求高，如何达到？

挑战二、由于二开钻井中需要进行增斜和扭方位，钻井过程中面临着托压大的问题，如何解决？

挑战三、海上钻井投入大，安全环保及井控风险大，需要保证较高的钻井速度,如何实现？

为了解决以上三个问题，如何选择合理的钻具组合是首先要解决的关键问题。

4 解决办法

为了选择合理的钻具组合，钻井总监组织现场录井工程师、定向工程师、泥浆工程师、钻井工程师，对已经完成二开的两口张海34-17和张海34-19H井的二井钻井工具选择进行了认真分析。以上两口井与张海33-22井的井身结构相似，钻井遇到的地层相同（张海34-17井的剖面设计见表2，张海34-19H井的剖面设计见表3）。

表2 张海34-17井剖面设计

井段

测深

m 井斜角

(°)

方位角

（°）

垂深

m

视平移

m

全角

变化率

°/30m

井斜

变化率

°/30m

方位

变化率

°/30m

造斜始点 350.00 0.00 0.00 350.000.00 2.100 2.100 0.000 造斜终点 900.84 38.56 9.26 860.19178.460.000 0.000 0.000 增斜点 3048.66 38.56 9.26 2539.721517.24 2.400 2.400 0.000 靶点A 3318.55 60.15 9.26 2714.481720.810.000 0.000 0.000 靶点B 3483.30 60.15 9.26 2796.481863.700.000 0.000 0.000 井底点 3528.30 60.15 9.26 2818.881902.730.000 0.000 0.000

表3 张海34-19H井剖面设计

井段

测深

m 井斜角

(°)

方位角

（°）

垂深

m

视平移

m

全角

变化率

°/30m

井斜

变化率

°/30m

方位

变化率

°/30m

造斜始点 100.00 0.00 0.00 100.00 0.00 2.100 2.100 0.000 造斜终点 590.34 34.32 37.77 561.53 138.17 0.000 0.000 0.000 扭方位

增斜点

2768.86 34.32 37.77 2360.691328.95 2.400 1.963 -1.735

靶点A 3552.21 85.77 352.452754.481939.550.000 0.000 0.000 靶点B 3798.17 85.77 352.452773.482149.530.000 0.000 0.000 井底点 3843.17 85.77 352.452776.962187.950.000 0.000 0.000 4.1 张海34-17井的分析

明化、馆陶地层采用扶正器Φ290mm，东营组采用了Φ268mm的扶正器，其钻具组合分别为： 明化、馆陶钻具组合：

Φ311.1mmPDC钻头×0.38m+Φ245mm马达1.25度×8.62m+Φ290mm扶正器×1.85m+Φ203mm无磁×9.39m+Φ203mmMWD×1.90m+Φ203mm无磁×8.71m+631/4A10×1.13m+Φ165钻铤×54.58m+4A11/410×0.92m+Φ127mm加重钻杆×168.51m+411/520×1.15m+Φ139.7钻杆 。

东营钻具组合:

Φ311.1mmPDC钻头×0.30m+Φ245mm马达1.5度×8.62m+Φ268mm扶正器×1.71m+Φ203mm无磁×9.39m+Φ203mmMWD×1.90m+Φ203mm无磁×8.71m+631/4A10×1.13m+Φ165钻铤×27.25m+4A11/410×0.92m+Φ127mm加重钻杆×168.51m+411/520×1.15m+Φ139.7钻杆

明化、馆陶地层采用Φ290mm尺寸扶正器进行钻进，复合钻进每柱井斜降幅都在0.3-0.9度。分析认为，该扶正器尺寸大，导致复合钻进时降幅太大，不利于造斜，不予采用。

东营地层选用Φ268mm欠尺寸扶正器，复合钻进每柱井斜增幅都在0.2-0.6度（与钻进参数有关）。分析认为，该段采用较小扶正器，降斜幅度小，可以考虑[1]。

4.2 张海34-19井的分析

该井采用威德福常规定向井工具（1.25度马达，304mm扶正器），其钻具组合为：

Φ311.1mmPDC×0.27m+Φ203mm马达×9.04m+Φ304mm扶×2.4m+Φ204mm无磁钻挺×9.27m+631/511×0.43m+Φ209mmIDS×3.77m+Φ226mmHEL×4.93m+Φ203mm无磁钻挺×2.99m+631/410×1.13m+Φ127mm加重钻杆×215.58m+411/520×1.15m+Φ139.7mm钻杆。

该井在钻井过程中，馆陶、明化定多，导向钻进少（基本上每柱定一个单根），进入东营地层，导向钻进井斜降，2800米以后，连续定向井斜不增。在定向钻进过程中，多次出现托压现象，即使施加较大的钻压也钻速缓慢；多次因扭矩过大憋停顶驱（最高扭矩达到38KN.m），钻速慢，托压严重。

分析认为，该井钻具定向钻进占较大比重，影响了钻速的提高；在一定井斜情况下易产生钻井托压现象，钻速慢，显示该定向钻具组合并不适用该套地层[1]。

4.3 综合分析形成的结论

综合以上两口井的分析结果，张海34-19井、张海34-17井与张海33-22井相距较近，具有相似的井深结构和井眼轨迹设计，所钻遇的地层岩性相同，较小尺寸的螺旋扶正器有利于在该区域地层有效控制钻井轨迹，还可能减少托压现象，决定对X井二开全井段均选择1.25度马达与Φ268mm欠

尺寸扶正器。钻具组合为：Φ311.1mmPDC×0.42m+Φ245mm马达1.25度×8.64m+Φ268mm扶正器×1.84m+Φ203mm无磁×9.16m+Φ203mmMWD×1.91m+Φ203mm无磁×9.17m+631/410×1.13m+Φ127mm 加重钻杆×196.43m+411/520×1.15m+Φ139.7钻杆。

5 实施情况

本井从11月4日20：00开始二开钻进（井深408米），11月9日二开钻至中完井深2809米，11月13日14：30固井结束，钻井进程顺畅，钻速较高。

在明化段地层井段（408m-990m）进行钻进时，连续定向15米左右造斜率3o/30m，导向降斜降斜率0.4o/30m,计算下来，每根立柱定向增斜2.60左右 。

在明化-馆陶地层（井段:990m-2530m）钻进过程中，导向方位稳定，顶驱转速120-140转/分，钻压2-4T，排量60-70l/s,泵压14-22mpa,降斜0.3-0.5o/30m，顶驱转速60-65转/分，钻压8-12T。1500m之前降斜0.2-0.3o/30m，1500-2530米增斜0.2-0.3o/30m。

在对东营地层（井段：2530m-2809m）钻进时，导向方位稳定，顶驱转速120-140转/分，钻压4-5T，增斜0.1-0.3o/30m，顶驱转速65转/分，钻压8-10T，增斜率0.3-0.6o/30m。

需要特别说明是，该井在二开钻进中由于井场排污能力不足，影响了钻井液转型的质量，造成了钻井液携岩能力的下降。但由于选择了较合理的定向钻具组合，加上配套措施的合理运用，弥补了钻井液性能的不足，顺利完成了二开钻井。

6 钻井效果分析

（1）由于欠尺寸螺旋扶正器的合理使用及钻井参数的有效配合，提高了机械钻速（该区块钻井指标对比见表4）。

表4 张海33-22井区钻速指标对比表

井号 开钻时间 开钻井

深

（米）

完钻

时间

完钻

井深

（m）

进尺

(m)

进尺工

作时间

(h)

纯钻时

间(h)

机械钻

速（m/h）

备注

张海34-17 7月14日

1：00

1004

7月

29日

19：00

30282034397.5 125.2516.2

张海34-19H 8月23日 1199

10月

25日

31172855691.25149.5 19.1

托压严

重，钻速

慢

张海33-22 11月4日

20：00

408

11月

9日

18：00

28092401122 58：0041.1

日进尺

最高达

816米

（2）井身质量好，井眼轨迹符合率高。见图所示，井身质量控制非常通畅，且与钻井设计的井眼轨迹符合程度非常高。后期下套管顺利，从另外一个方面说明了井眼轨迹较好。（垂直井眼轨迹符合情况如图4所示、水平井眼轨迹符合情况如图5所示）

图4 垂直井眼轨迹符合情况 图5 水平井眼轨迹符合情况 （3）有效减少了托压，确保了高效钻进。

该区块多为大斜度三维定向井，在定向调整井斜方位钻进过程中托压严重，影响正常钻进。如X2井采用了Φ 304mm 欠尺寸扶正器，托压非常严重，钻速非常缓慢，该井二开采用尺寸更小的Φ 268mm 欠尺寸螺旋扶正器，在钻井液转型不成功的情况下，有效减少了托压影响，大大提高了钻井时效。

7 认识与体会

（1）该井的二开钻井，为该人工井场上所钻遇的地层条件相同、井眼轨迹和井深结构相似的二开钻井进一步提供了可资借鉴的钻具组合和钻井参数选择。即采用1.25度马达、268mm 欠尺寸扶正器,明化、馆陶定向完成后，利用钻压、转速控制井斜，进东营前井斜欠3-4度。进入东营后高转速、小钻压自然增斜到中完井深（提前对轨迹进行预测）。

（2）钻井监督不是钻井设计的被动执行者，而是主动的实施者。是在遵守设计基本原则要求前提下的大胆创新，是在充分占有各方面信息基础上的灵活运用，是在建立在敢于突破思维定势、相信自我能力和判断基础上的果敢出击。如本井钻井设计采用的是298mm 欠尺寸扶正器，而钻井监督通过科学分析，最终采用了更小尺寸的扶正器，达到了更好的效果。

参考文献：

[1] 陈庭根,管志川.钻井工程理论与技术.中国石油大学出版社

作者简介：李正文，男，1995年毕业于西安石油学院，在大港油田从事工程技术研究和管理工作，

现任大港油田公司滩海开发公司钻井工程师，E-mail: hkcslqxn@https://www.wendangku.net/doc/423032512.html,。