涪陵焦石坝区块页岩气水平井钻井完井技术_周贤海

第39卷 第1期2017年1 月石 油 钻 采 工 艺OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY Vol. 39 No. 1Jan. 2017文章编号：1000 – 7393（ 2017 ）01 – 0057– 04 DOI:10.13639/j.odpt.2017.01.011焦石坝工区页岩气整体固井技术马小龙1，21.中石化中原石油工程有限公司固井公司；2.中国石油大学（华东）石油工程学院引用格式：马小龙.焦石坝工区页岩气整体固井技术［J ］.石油钻采工艺，2017，39（1）：57-60.摘要：焦石坝工区海相页岩气井现已成为中石化勘探开发的重点，该工区上部地层溶洞裂缝发育，并伴随有浅层气，下部为微裂缝渗透性漏失且气层活跃，井漏和压稳矛盾突出，油基钻井液条件下长水平段固井质量不易保证以及大型压裂对水泥石破坏严重易造成井口带压。

通过优化导管下入深度，研发高强低密度水泥浆体系和韧性水泥浆体系，使用可控胶凝堵漏技术，应用防漏、压稳、提高顶替效率等固井工艺，形成了焦石坝工区整体固井技术，提高了固井质量，满足了焦石坝工区开发的需要，为同类井固井提供了一定的借鉴作用。

关键词：焦石坝；页岩气；韧性水泥浆；固井；可控胶凝堵漏剂中图分类号：TE256 文献标识码：BOverall cementing technologies used for shale gas wells in Jiaoshiba blockMA Xiaolong 1,21. Well Cementing Company , SINOPEC Zhongyuan Petroleum Engineering Co. Ltd., Puyang 457001, He ’nan , China ;2. College of Petroleum Engineering , China University of Petroleum (East China ), Qingdao 266580, Shandong , ChinaCitation: MA Xiaolong. Overall cementing technologies used for shale gas wells in Jiaoshiba block ［J ］. Oil Drilling & Produc-tion Technology, 2017, 39(1): 57-60.Abstract: The marine shale gas wells in Jiaoshiba block is now the focus of SINOPEC’S exploration and development. In this block, caverns, pores and fractures are developed and associated with shallow gas in the upper strata. In the lower strata, micro-fracture permeable circulation loss happens and gas layers are active, so the conflict between circulation loss and pressure stabilization is obvi -ous. It is difficult to guarantee the cementing quality of long horizontal sections in the surroundings of oil-based drilling fluids. And wellhead pressure is induced for set cement is seriously damaged during large-scale fracturing. To deal with these difficulties, a series of overall cementing technologies suitable for Jiaoshiba block were established by optimizing the setting depth of conductors, developing high-intensity low-density cement slurry system and tough cement slurry system, adopting controllable gel plugging technology and ap-plying well cementing technologies (e.g. circulation loss prevention, pressure stabilization and displacement efficiency improvement). And consequently cementing quality is improved, satisfying the development requirements of Jiaoshiba block. The research results can be used as the reference for well cementing of the same type.Key words: Jiaoshiba; shale gas; tough cement slurry; well cementing; controllable gel plugging agent基金项目：中石化先导项目“丁山及涪陵地区页岩气固井集成技术应用研究”（编号：SG1305-15X （14））。

团队编号：中国石油工程设计大赛方案设计类作品比赛类别方案设计类钻完井工程单项组完成日期 2015年 4月 13日中国石油工程设计大赛组织委员会制作品简介本作品钻完井工程设计以已钻5口井的地质资料为依据，以解决探井所显示的复杂情况为导向，以安全、高效、经济钻进为原则，形成了以直井+水平井为主要开发井型的钻井设计。

其中钻进方式按照经济、高效、安全的要求进行设计，选择了“浅层直井段快速钻井技术+二开造斜段泡沫钻井技术+水平段油基钻井液技术”的钻进方式，提高了机械钻速。

同时，对钻井液体系进行了优化，选出了具有强抑制性的防塌防漏油基钻井液体系，为安全、优质钻井提供了保障。

在固井设计中根据页岩气水平段大型多段压裂对水泥石的要求，采用了适合页岩气水平井固井的ElastiSlurry水泥浆体系。

针对水平段使用油基钻井液的特点，优选VersaClean高效冲洗隔离液，可以清洗环空中不同黏度和密度的油基钻井液。

目录第1章钻完井工程设计概述 (1)1.1 方案设计要点 (1)1.2 方案设计思路 (1)1.3 引用标准及规范 (2)第2章地质概况 (4)2.1 区块自然地理概况 (4)2.2 区域地质概况 (5)2.2.1 区块构造特征 (5)2.2.2 地层特征 (5)2.1.3 岩性特征 (6)2.1.4 地化特征 (8)2.1.5 储集特征 (8)2.1.6 含气性特征 (9)2.1.7 地应力分布 (9)2.2 气藏储层特征 (9)2.2.1 储层岩性及矿物组成 (9)2.2.2 储层物性分析 (10)2.2.3 储层敏感性分析 (12)2.2.4 储层岩石力学特性分析 (12)2.2.5 储层流体特性分析 (13)2.3 气藏温度及压力系统 (14)2.3.1 气藏压力系统 (14)2.3.2 气藏温度 (14)2.4 钻井揭示地层特点及钻井难点 (15)2.5 钻完井方案总体规划 (16)2.5.1 钻完井方案总体设计原则 (16)2.5.2 钻完井工程质量要求 (16)第3章井身结构设计 (18)3.1 井身结构设计依据 (18)3.2 井身结构确定方法 (18)3.3 井身结构设计 (18)3.3.1井身结构设计 (18)3.3.2井身结构设计说明 (20)第4章钻井方式设计 (21)4.1 浅层直井段快速钻井技术 (21)4.1.1 “清水＋PDC钻头＋螺杆钻具”复合钻井理论依据 (21)4.1.2 复合钻井效果比较 (21)4.2 二开定向井段泡沫钻井技术 (22)4.2.1 泡沫定向可行性分析 (22)4.2.2 泡沫钻井效果 (23)4.3 三开井段油基钻井液技术 (23)第5章井眼轨道设计与控制 (25)5.1 井眼轨道剖面设计 (25)5.1.1 剖面设计原则 (25)5.1.2 井眼轨道参数优选 (25)5.1.3 井眼轨道设计数据 (25)5.2 井眼轨迹控制技术 (28)5.2.1 二开大井眼长稳斜段控制 (28)5.2.3 三开长水平段控制 (28)第6章钻柱组合及强度设计 (30)6.1 钻具组合设计 (30)6.1.1 直井段钻具组合设计 (30)6.1.2 定向钻具组合设计 (30)6.2 钻柱组合强度校核 (31)第7章钻井参数与钻井液设计 (32)7.1 钻头选型 (32)7.1.1 钻头选型依据 (32)7.1.2 钻头选型结果 (32)7.2 机械参数和水力参数设计 (32)7.2.1机械参数设计 (33)7.2.2 水力参数设计 (33)7.3 钻井液设计 (33)7.3.1 钻井液设计依据与原则 (33)7.3.2 钻井液设计重点提示 (34)7.3.3 钻井液体系的选择 (34)7.3.4 钻井液密度的确定 (34)7.3.5 钻井液性能设计 (35)7.3.6 分段钻井液配制、维护及处理程序 (36)第8章钻机选择及钻前安装工程 (39)8.1钻机选择 (39)8.1.1 设备选择要求 (39)8.1.2 钻井主要设备 (39)8.2 钻前及安装工程 (40)8.2.1 井场选址 (40)8.2.2 安装工程 (41)第9章固井工程设计 (42)9.1 基础数据 (42)9.2 套管串设计 (42)9.3 套管柱强度设计 (43)9.3.1 套管柱设计及强度校核 (43)9.3.2 套管柱设计说明 (44)9.3.3 各层套管固井质量要求 (45)9.4 注水泥 (45)9.4.1 注水泥设计 (45)9.4.2 水泥浆配方及性能 (46)9.4.3 前置液配方及性能 (47)9.5 套管试压要求 (48)9.5 固井施工及重点技术要求 (49)9.5.1 主要技术难点及对策 (49)9.5.2 固井前准备工作 (49)9.5.3 下套管技术要求 (50)9.5.4 注水泥准备及作业要求 (51)9.5.5 固井质量检测 (52)第10章油气井压力控制 (53)10.1 井控装置的选择 (53)10.1.1 井控装置选择的依据 (53)10.1.2 井控装置与试压要求 (53)10.1.3 钻井井口装置及节流压井管汇示意图 (54)10.2井控要求 (57)10.2.1 一级井控重点要求 (57)10.2.2 二级井控重点要求 (59)10.2.3 井控设备安装要求 (59)10.2.4 钻杆内防喷工具要求 (60)10.2.5 井控其他要求 (60)10.3 气井控制的主要措施 (60)第11章完井设计与储层保护 (62)11.1 完井方式的优选 (62)11.2 完井井口装置要求 (62)11.2.1 套管头规范 (62)11.2.2 井口保护措施 (63)11.2.3 完井井口装置规格 (63)11.3 储层保护 (64)第12章各次开钻施工重点要求及注意事项 (65)12.1 一开钻进与Φ339.7mm套管固井重点要求及注意事项 (65)12.2 二开钻进与Φ244.5mm套管固井重点要求及注意事项 (65)12.2.1 直井段钻井 (65)12.2.2 定向造斜井段钻井 (66)12.2.3 下Φ244.5mm套管、固井作业 (66)12.3 三开钻进重点要求及注意事项 (67)12.3.1 大斜度井段 (67)12.3.2 水平段 (67)第13章钻井复杂情况及事故预防与处理措施 (69)13.1 卡钻的预防与处理 (69)13.2 井塌的预防与处理 (70)13.2.1 防塌技术措施 (70)13.2.2 井塌处理措施 (70)13.3 井漏的预防与处理 (70)13.3.1 防漏技术措施 (70)13.3.2 堵漏技术措施 (71)13.4 井涌、井喷的预防与处理 (71)13.5 井场防火技术措施 (72)第14章HSE管理 (74)14.1 基本要求 (74)14.2 健康、安全与环境管理体系要求 (74)14.2.1 健康管理要求 (74)14.2.2 安全管理要求 (75)14.2.3 环境管理要求 (81)第15章钻井周期与成本计划 (85)15.1 机械钻速预测 (85)15.2 钻井进度计划 (85)15.3 主要消耗材料计划 (86)15.4 钻井成本计划 (87)附录 (88)参考文献 (91)第1章钻完井工程设计概述钻井与完井工程是一个多学科交叉、多工种配合的大系统工程。

涪陵页岩气田水平井轨迹调整方法朱晓雨∗(中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司,重庆涪陵４０８０１４)[摘㊀要]㊀涪陵页岩气田采用水平井开发,做好水平井轨迹调整工作是保证水平井轨迹在优质页岩层中穿行且轨迹又相对平滑的重要条件.实钻过程中,根据不断变化的地质情况,对水平井轨迹进行及时跟踪调整:依据电性特征确定９个标志点,采用等厚计算法㊁等海拔计算法和地震预测法等预测方法,综合实钻资料,逐步确定靶点位置;根据实钻资料进行标志层对比,确定钻头位置,适时调整井斜,保证轨迹在目的层穿行.[关键词]㊀涪陵;页岩气田;水平井;轨迹调整方法[中图分类号]㊀T E２４３＋．１㊀[文献标识码]㊀A㊀[文章编号]㊀１００９ ３０１X(２０１９)０３ ００２２ ０３㊀㊀涪陵页岩气田全部采用水平井开发,优质的水平井穿行轨迹是页岩气藏高效开发的基础.由于沿轨迹方向的实际地层倾角与设计值有偏差,为保证实钻过程中水平井轨迹在优质页岩储层中穿行,应充分利用正钻井与完钻井的已知信息,不断更新和完善实际地层层位㊁地层倾角㊁断层裂缝等地质模型参数的认识,优化水平井轨迹设计,保证水平井轨迹的优质穿行率.为达到上述目的,应及时进行水平井轨迹入靶前和入靶后的实时跟踪调整,调整靶点后,重新设计井轨迹.在钻井过程中,由于实际地层产状的变化,实钻轨迹有可能穿出目的层,要结合地震预测的地层产状与随钻地质分析的产状综合预测钻头位置,不断及时调整井斜角,保证水平井轨迹的顺利穿行.１㊀技术思路实钻过程中,要根据不断变化的地质情况,对水平轨迹进行及时跟踪调整,主要包含以下两个方面的内容:１)及时跟踪整理正钻井的随钻伽马㊁气测㊁钻时㊁分层㊁岩性等信息,进行实时分析和轨迹归位.利用地震资料与地层标志层进行对比,统计井震误差.２)根据完钻井的实钻T P１l㊁T P２l㊁砂顶㊁T O３底及靶点的实钻深度,对地震速度场进行修正,利用更新后的速度场生成深度域地震资料,进行构造图修正及地层倾角研究.２㊀轨迹调整２．１㊀调整原则１)靶点调整原则.靶点个数调整:结合深度域地震剖面与平面构造图预测水平井轨迹穿行层位的地层产状.若两个设计靶点之间地层产状视倾角变化大于２ʎ,则需增加靶点控制井轨迹.命名标准以A 靶点为起点,依次为C靶点㊁D靶点,最后一个靶点为B靶点.靶点坐标调整:①若正钻井与完钻井存在碰撞的风险时,依据安全防碰原则,需调整靶点坐标,防止事故发生;②若B靶处钻井液漏失严重,在不能满足后续施工的条件下,应调整B靶点坐标;③若由于地质或工程影响,导致未达到设计水平段长度提前完钻,则需调整相关未钻井或正钻井靶点坐标.靶点深度调整:若靶点设计深度与T P１实钻深度相差５０m以上,则需对靶点深度进行调整;钻穿浊积江汉石油职工大学学报㊀２０１９年０５月㊀J o u r n a l o f J i a n g h a nP e t r o l e u m U n i v e r s i t y o f S t a f f a n d W o r k e r s㊀㊀第３２卷㊀第３期∗[收稿日期]２０１９－０４－０１[基金项目]国家科技重大专项 涪陵页岩气开发示范工程 (２０１６Z X０５０６０).[作者简介]朱晓雨(１９８９－),女,硕士,研究实习员,主要从事地震资料跟踪及解释等工作.砂岩段后,根据小层对比结果与地震层位标定结果预测靶点深度,若预测的靶点深度与设计靶点深度相差２０m 以上,则需再次调整靶点.２)水平段调整原则.水平段井斜角调整:结合地震数据与实钻数据综合预测地层产状,如果井轨迹偏离目的层,则需对井斜角进行调整,使井轨迹在目的层内穿行.２．２㊀调整方法１)入靶前调整.以各小层地质特征为主,地震特征为辅,预测当前位置与目的层底的垂直距离,确定靶点深度.通过前期的归纳总结,主要有９个地质标志点(图１).㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图１㊀焦石坝地区水平井三开阶段主要标志点㊀㊀如果该区域内标志层稳定,无地层缺失或重复,可使用等厚计算法预测靶点.在地层对比标志确定的基础上,根据标准井或者已钻邻井的地层厚度,再结合地震资料预测的地层视倾角,通过分析计算预测目的层位置,调整靶点.地层倾角会引起各小层厚度变化:在浊积砂到A 靶的地层产状为下倾的情况下,本井标志层的垂厚比标准井的相应小层的垂厚要厚;在浊积砂到A 靶的地层产状为上倾的情况下,本井标志层的垂厚比标准井的相应小层的垂厚要小.根据地层厚度变化可推算出地层视倾角,判断A 靶点是否合适.如果正钻井靶点附近有已钻井靶点数据,可利用已知点海拔和两点间地层关系,推算未知点海拔,再用正钻井的井口海拔计算靶点垂深.利用测井资料制作合成地震记录,与地震剖面对比,可确定地震地质层位.在钻井过程中钻遇标志层浊积砂岩层时,通过标定以及反射特征确定浊积砂顶时间剖面读取地层时间信息,结合测井声波资料,计算地层起伏的角度,以此预测A 靶点深度.同样对于水平段地层,读取A ㊁B 靶点时间信息,计算出两点高差,得到地层起伏角度,指导钻井轨迹.２)入靶后调整.由于实钻过程中,沿轨迹方向的地层倾角经常变化,因此需要根据实钻资料进行标志层对比,确定钻头位置,适时调整井斜,保证轨迹在目的层穿行.在沿轨迹方向地层产状下倾的情况下,钻井出现以下两种现象:①当钻头出现下伏地层时,表明钻井井斜角偏小,这时水平面与井斜角的差β大于地层视倾角γ.为保证不钻穿气层底,建议增加井斜角,降低水平面与井斜角的差,使其小于视倾角,令钻头逐步回切至合适层位,再使其趋近于视倾角,令钻头沿着地层产状平行钻进.②当钻井出现上覆地层时,表明钻井井斜角偏小,这时水平面与井斜角的差β小于地层视倾角γ,建议降低井斜角(图２).㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图２㊀下倾地层钻进下切示意图㊀㊀在轨迹方向地层产状上倾的情况下,钻井出现以下两种现象:①当钻井出现下伏地层时,表明钻井井斜角偏小,这时水平面与井斜角的差β小于地层视倾角γ.为保证不钻穿气层底,建议增加井斜角,增加水平面与井斜角的差,使其大于地层视倾角,令钻头逐步回切至合适层位,再使其趋近于视倾角,令钻头沿着地层产状平行钻进.②当钻井出现上覆地层时,表明钻井井斜角偏大,这时水平面与井斜角的差β大３２㊀朱晓雨．涪陵页岩气田水平井轨迹调整方法于地层视倾角γ,建议降低井斜角(图３).㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图３㊀上倾地层钻进下切示意图㊀㊀如果地层出现或高或低或断的复杂情况,则需在地层拐点处增加控制点,将地层分解为简单段进行调整.３㊀应用效果以焦页A H F 井为例,该井位于焦石坝主体区,根据邻井生产及轨迹穿行情况,设计穿行层位龙马溪组(③小层底)㊁五峰组(①小层);水平段穿行①小层中部,A 靶在①－③小层中部入靶.若设计准确,在③小层中下入靶,稳斜９０．３ʎ钻进,留０．５ʎ下切角,预计７００m 在C 靶附近缓慢进入①小层,随钻判断在①小层中上的 上尖３ 附近,寻找高显示㊁低钻时段,调整控制轨迹与地层平行,钻完水平段.实钻过程中发现地层产状和靶点垂深都与设计有偏差,入靶前则缓慢增斜,在８９ʎ~９０ʎ于③小层中上入靶,稳斜钻进,调整下切角０．５ʎ~１ʎ,下切约７００m 在C 靶附近缓慢进入①小层,随钻判断在①小层中上,寻找高显示㊁低钻时段,控制轨迹与地层平行钻完水平段.通过对a H F 井轨迹的调整控制,窗内穿行率:A－C 靶①－③小层中部穿行率＞８０％,C －B 靶①小层穿行率＞８０％.４㊀结论１)基础资料的不断更新是地层平均速度场㊁地震剖面图㊁构造图等不断接近真实情况的重要保障.在了解地层真实情况的基础上才能正确调整靶点及水平井轨迹.２)靶点的确定基于标志点的确定,水平井三开阶段主要有９个标志点,预测方法有等厚计算法㊁等海拔高计算法和地震预测法.实际钻探中存在的地层厚度突变㊁地震解释不精确等因素会影响预测的精确度,因此需要跟踪实钻资料,用逐步接近法预测靶点位置.３)在实际钻井施工中,沿轨迹方向的地层产状是经常变化的,实时收集随钻数据,对比地层标志层,确定钻头位置,监控穿行轨迹,实时调整轨迹穿行层位,保证钻井轨迹在目的层内顺利穿行.[参考文献][１]杨家祥,倪方杰,卢坤辉,等．地质导向方法在涪陵地区页岩气井的应用[J ]．江汉石油科技,２０１６(１):５７－５９．[２]张德军．页岩气水平井地质导向钻井技术及其应用[J ]．钻采工艺,２０１５,３８(０４):７－１０．T h eM e t h o d t oA d j u s tH o r i z o n t a lW e l l T r a j e c t o r y i nF u l i n g Sh a l eG a s f i e l d Z H U X i a o yu (C h o n g q i n g F u l i n g S h a l eG a sE x p l o r a t i o n a n dD e v e l o p m e n t C o m p a n y ,S I N O P E C ,F u l i n g ,C h o n g q i n g,４０８０１４,C h i n a )A b s t r a c t :H o r i z o n t a l w e l l d e v e l o p m e n t i s e m p l o y e d i nF u l i n g S h a l eG a s f i e l d ．H o r i z o n t a l w e l l t r a j e c t o r y a d ju s t m e n t i s a n i m p o r t a n t c o n d i t i o n f o r g u a r a n t e e i n g t h a t h o r i z o n t a lw e l l t r a j e c t o r y c a n g o t h r o u g hh i g h －q u a l i t y s h a l e l a ye r a n d t h e t r a j e c t o r y i s r e l a t i v e l y s m o o t h ．I n t h e d r i l l i n g p r o c e s s ,i t n e e d s t o t i m e l y t r a c k a n d a d j u s t h o r i z o n t a l w e l l t r a j e c t o r ya c c o r d i n g t o e v e r －c h a n g i n g g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s :d e t e r m i n i n g ９m a r k p o i n t s a c c o r d i n gt o e l e c t r i c a l c h a r a c t e r i s t i c ,u Ｇs i n g s o m e p r e d i c t i o nm e t h o d s i n c l u d i n g u n i f o r mt h i c k n e s s c a l c u l a t i o n ,u n i f o r ma l t i t u d e c a l c u l a t i o n a n d s e i s m i c pr e d i c Ｇt i o n ,s y n t h e s i z i n g d r i l l i n g d a t a t o g r a d u a l l y d e t e r m i n e t h e t a r g e t l o c a t i o n ,c a r r y i n g o u tm a r k e r b e d c o m p a r i s o nb a s e d o nd r i l l i n g d a t a t o d e t e r m i n e t h e d r i l l i n g b i t p o s i t i o n a n d t i m e l y a d j u s t i n g w e l l d e v i a t i o n t o e n s u r e t h e t r a j e c t o r y g o i n gt h r o u g h t a r g e t l a ye r ．K e yw o r d s :F u l i n g ;S h a l eG a s f i e l d ;H o r i z o n t a lW e l l ;T r a j e c t o r y A d j u s t m e n tM e t h o d [编辑㊀易文媛]４２㊀江汉石油职工大学学报。

第 51 卷 第 2 期石 油 钻 探 技 术Vol. 51 No.2 2023 年 3 月PETROLEUM　DRILLING　TECHNIQUES Mar., 2023◄钻井完井►doi:10.11911/syztjs.2022097引用格式：张东清，万云强，张文平，等. 涪陵页岩气田立体开发优快钻井技术[J]. 石油钻探技术，2023, 51（2）：16-21.ZHANG Dongqing, WAN Yunqiang, ZHANG Wenping, et al. Optimal and fast drilling technologies for stereoscopic development of the Fuling shale [J]. Petroleum Drilling Techniques，2023, 51(2)：16-21.涪陵页岩气田立体开发优快钻井技术张东清1， 万云强2， 张文平1， 代永波2， 张金成1， 许明标3（1. 中石化石油工程技术研究院有限公司, 北京 102206；2. 中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司, 重庆 408105；3. 长江大学石油工程学院,湖北武汉 430100）摘　要: 为了进一步提高涪陵页岩气田的采收率，首次探索实践了下部小层加密、中部小层评价和上部地层开发的立体开发技术，但钻井过程中面临压力系统多变、压裂干扰严重、防碰绕障难度大和精准导向及钻井提速挑战多等难题。

为此，开展了立体开发井组工程设计、钻井提速、基于随钻前探的轨迹控制、页岩低成本高性能钻井液及页岩气井长效密封固井技术研究，形成了以涪陵页岩气田立体开发优快钻井技术。

涪陵页岩气田185口井应用了该技术，与应用该技术前相比，机械钻速提高25.5%，钻井周期降低27.8%。

涪陵页岩气田立体开发优快钻井技术对国内其他区块页岩油气勘探开发具有借鉴和指导作用。

关键词: 页岩气井；立体开发；优快钻井；长效密封；涪陵页岩气田中图分类号: TE21 文献标志码: A 文章编号: 1001–0890（2023）02–0016–06Optimal and Fast Drilling Technologies for Stereoscopic Developmentof the Fuling Shale Gas FieldZHANG Dongqing1, WAN Yunqiang2, ZHANG Wenping1, DAI Yongbo2, ZHANG Jincheng1, XU Mingbiao3 (1. Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering Co., Ltd., Beijing, 102206, China; 2. Sinopec Chongqing Fuling Shale Gas Exploration & Development Co., Ltd., Chongqing, 408105, China; 3. School of Petroleum Engineering, Yangtze University, Wuhan, Hubei, 430100, China)Abstract: In order to further improve the recovery of the Fuling Shale Gas Field, stereoscopic development technologies, i.e. infill drilling in lower layers, appraising middle layers, and developing upper layers, were first studied and practiced. However, many problems were encountered during drilling, such as pressure system changing, serious fracturing interference, difficult anti-collision and obstacle bypassing, and the challenge of precise steering control and rate of penetration(ROP) increase. Therefore, researches on the engineering design of stereoscopic well group development, ROP increase, trajectory control based on logging while drilling(LWD), low-cost and high-performance shale drilling fluids, and long-term sealing and cementing technologies for shale gas wells were carried out, and the optimal and fast drilling technologies for stereoscopic development of the Fuling Shale Gas Field was developed, which was successfully applied in 185 wells in the field. Compared with previous wells, the ROP was increased by 25.5%, and the drilling duration was reduced by 27.8%. The optimal and fast drilling technologies for the stereoscopic development of the Fuling Shale Gas Field can serve as reference and instruction to the exploration and development of shale in other blocks in China.Key words: shale gas well; stereoscopic development; optimal and fast drilling; long-term sealing; Fuling Shale Gas Field收稿日期: 2021-11-11；改回日期: 2022-12-19。

“涪陵页岩气田水平井组优快钻井技术研究与工业化应用”科
技成果达国际先进水平
佚名
【期刊名称】《长江大学学报（自然版）理工卷》
【年(卷),期】2016(013)019
【摘要】近日，由石油工程学院许明标教授团队和中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司、江汉油田分公司等单位共同完成的“涪陵页岩气田水平井组优快钻井技术研究与工业化应用”科技成果通过重庆市科学技术委员会组织鉴定。

由中国工程院罗平亚院士、中国科学院高德利院士和中国石油大学（北京）、西安石油大学等单位专家组成的鉴定委员会一致认为，该成果整体达到国际先进水平，
【总页数】1页(P76-76)
【正文语种】中文
【相关文献】
1.涪陵页岩气田水平井组优快钻井技术 [J], 张金成
2.重庆涪陵页岩气田两项科技成果达国际先进水平 [J], 央广网
3.重庆涪陵页岩气田两项科技成果达国际先进水平 [J], ;
4.涪陵页岩气田江东区块优快钻井技术研究与应用 [J], 黄迪箫笙
5.涪陵页岩气田两项科技成果达国际先进水平 [J], 天工
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控制工作中，工作人员可以结合偏移距离变化和靶前位移变化，控制难度比较大。

1.3 三维眼井摩阻扭矩较大在三维水平井斜井段，需要适当的增斜和扭方位，在下钻和滑动钻钻进过程中，钻具很容易发生屈曲问题，钻具接触井壁之后会产生较大的摩阻扭矩，产生严重的托压问题，不利于向钻头传递钻压，降低了钻井速度，延长了定向钻的周期。

由于上孔的扭转方向增加了全角度变化率和摩擦扭矩，定向工具面无法放置在正确位置，在同一位置反复升降钻具，增加了定向钻进的难度，延长了定向钻进的钻进周期[1]。

2 涪陵页岩气田三维水平井井眼轨迹控制技术思路采用原有的井眼轨迹设计模式，不利于实现三维水平井优化和快速定向钻井。

其工作目标是使摩擦力矩最小。

在实际工作中，有必要对原始井眼轨迹类型进行优化，改进轨迹参数，优化三维井眼轨迹设计技术，以提高定向钻井速度。

因为三维井眼轨迹控制工作具有较大的难度，为了保障钻井的安全性，提高现场定向施工的便利性，需要利用精细控制措施，严格控制井段井眼轨迹，优化涪陵页岩气田三维水平井井眼轨迹控制技术，降低整体施工难度。

面临三维井眼摩阻扭矩较大的问题，工作人员可以利用降摩减扭工具，避免发生托压问题，利用三维井眼降摩减阻技术，高效控制三维井眼轨迹。

要想优化三维井眼轨道，工作人员需要合理选择三维井眼轨道，把握入窗时机，提高施工现场的操作性。

利用预目标位移，尽可能调整倾斜点，缩短稳定段长度，有效缩短钻进周期。

为了降低整体工作量，要在稳斜段改变方位。

结合降摩减扭的工作理念，优化轨道全角的变化率，控制稳斜段的井斜角[3]。

在实际应用中，将三维水平井轨迹分为六段。

在纠偏井段的井眼内设置二维增斜段，以保证增斜效果。

在稳斜边变方位井段，施工人员需要全力扭方位，有效减少工作量。

在边增斜边调整方位井段，应合理调整调整工具面，合理调整方位角。

在着陆段利用增斜入窗，合理调整参数。

3 涪陵页岩气田三维水平井井眼轨迹控制关键技术三维水平井偏移距比较大，同时也会增加变方位工作量，在大斜度井段调整方位难度较大，定向钻工作周期比较长，井眼轨迹缺乏圆滑性，将会影响到后续井下作业的安全性。

涪陵页岩气水平井工程甜点评价与应用I. 引言A. 研究背景B. 研究意义C. 研究目的II. 涪陵页岩气水平井工程甜点评价的理论基础A. 涪陵页岩气水平井的甜点概念B. 涪陵页岩气水平井甜点评价的技术路线C. 涪陵页岩气水平井甜点评价的关键技术III. 涪陵页岩气水平井工程甜点评价的实践研究A. 实验条件和方法B. 试验结果分析C. 结论IV. 涪陵页岩气水平井工程甜点评价的应用A. 涪陵页岩气水平井甜点评价在页岩气开发中的应用B. 涪陵页岩气水平井甜点评价在油气藏评价中的应用C. 涪陵页岩气水平井甜点评价在工程决策中的应用V. 结论和展望A. 结论B. 展望VI. 参考文献第一章引言涪陵页岩气田是中国最重要的页岩气藏之一，其勘探和开发一直备受关注。

甜点评价技术是一页岩气藏开发的重要技术之一，涪陵页岩气水平井工程甜点评价对减少地下水资源危害，提高油气开采效果具有重要意义。

本研究旨在分析涪陵页岩气水平井工程甜点评价的理论基础、实践研究和应用，为页岩气藏开发提供有效的技术支持。

第二章涪陵页岩气水平井工程甜点评价的理论基础涪陵页岩气水平井的甜点概念是指在页岩油气藏中，渗透率高、孔隙度大、含气量高的区域。

甜点评价是对页岩气藏环境等条件综合判断，确定页岩气藏中能够达到较好采气效果的区域的技术方法，涪陵页岩气水平井工程甜点评价的技术路线主要包括：数据分析和处理、核心分析、岩石物理试验、油水岩三相相态实验、产能实验等。

有关技术应用，操作技能方面，需要主要把握其岩石学及岩石物理特征，以及核心的采集、观测、测试与数据处理等技能。

在涪陵页岩气水平井工程甜点评价的过程中，要应用各种相关技术方法，包括岩石物理特征分析、样品分析、微观孔隙结构分析、成像技术分析等。

其中，岩石物理特征分析是非常重要的，它是确定岩石物理参数的基础，涵盖了渗透率、孔隙度、机械强度等物理参数的测量和分析。

同时，结合页岩气藏的地质地貌和地质构造等因素，综合判断涪陵页岩气水平井工程的甜点分布及分布类型，并对不同类型的甜点制定相应的钻井及完井策略。

81涪陵焦石坝构造页岩气完井200余口，平均水平段1500m左右，完钻水平段最长的焦页2-5HF水平段长为3065m；长宁页岩气田YS108井区和宁201井区平均水平段长度为1429m，昭通YS113H1-7井水平段长达到2512m。

北美Haynesville页岩气开发井，2012年之前水平段长1263m，2014—2015年水平段长2408m，增长94.6%，水平段每米成本降低73%，如图1所示。

利用长水平段水平井提高单井产量是页岩气开发的发展趋势，涪陵页岩气田开发调整阶段将超长水平井作为增产提效的主要措施之一[1-4]。

图1 1Haynesville区块水平井技术发展趋势随着水平段长度的增加，页岩气水平井井眼轨迹控制所面临的技术挑战进一步加剧，如长裸眼水平段延伸极限预测难度大、井筒净化困难、摩阻扭矩大。

为此，本文从极限延伸能力模型预测、井眼轨道优化设计、钻具组合优配、降摩减阻和井眼净化等方面开展了技术攻关，以期为我国页岩气长水平段水平井高效成井提供技术支撑[5-6]。

1 技术难点1.1 水平井延伸极限能力不明确精确预测长水平段水平井的延伸极限能力，对提高页岩气开发的经济效益和规避钻井风险具有重要意义。

但由于影响水平井延伸极限的因素众多，模型计算精度受限，主控因素不明确，目前未针对涪陵页岩气田长水平段水平井开展系统的评价分析。

1.2 井眼轨道剖面优化及轨迹控制难度大[5]常规的“直-增-稳-增-平”轨道剖面，井眼曲率高，难以满足长水平段水平井低造斜率的轨道剖面要求，轨迹控制难度高。

目前针对长水平段水平井三开造斜+水平段的技术方案为全程使用国外进口旋转导向，钻井成本昂贵，仪器供应保障难；而采用常规导向钻井轨迹控制难度大，钻具组合配置方案需进一步优化。

1.3 井筒净化困难、摩阻扭矩大井筒净化困难，易形成岩屑床，造成复杂。

如涪陵工区某井，水平段长1835m时，因岩屑造成卡钻，处理时间达17d。

随着水平段增加，摩阻扭矩呈类指数增加。

涪陵页岩气田三维长水平段井轨迹控制技术宋明阶∗(中石化江汉石油工程有限公司钻井二公司,湖北武汉４３００４２)[摘㊀要]㊀涪陵页岩气田的开发以水平丛式井为主,其导向技术一般采用旋转导向工具和常规L W D导向工具,但两者各有利弊.旋转工具费用高,施工风险大,常规工具钻进效率稍低,但施工成本更低.焦页X X－S４H F井,通过剖面优化,应用降摩减阻工具和井眼轨迹控制技术等多重技术措施,在长水平井段的施工中使用常规导向工具取得了钻进效率与成本控制的最优平衡.[关键词]㊀涪陵页岩气田;长水平段井;轨迹控制;钻井技术[中图分类号]㊀T E２４３㊀[文献标识码]㊀A㊀[文章编号]㊀１００９ ３０１X(２０１９)０５ ００１９ ０４D O I:㊀１０．３９６９/j．i s s n．１００９－３０１X．２０１９．０５．００６㊀㊀涪陵页岩气田目的层为上奥陶统五峰组－下志留统龙马溪组下部页岩气层段,目的层最大主应力的方向为东西走向.气田所在地属山地－丘陵地貌,为最大限度地减小井场数量㊁单井占地面积以及降低地面工程造价,提高页岩气整体开发效益,页岩气开发主要采用丛式水平井.一期产能建设中,部署三维水平井水平段长度在１４００~２０００m,为进一步降低整体勘探开发成本,增加单井泄流面积,在气田二期产能建设中,在焦石老区开始部署水平段长度超过２０００m的水平井.随着水平段的延伸,摩阻扭矩逐渐增大,出现钻压传递困难㊁定向托压等问题,滑动钻进过程中甚至可能发生钻具屈曲等复杂情况.采用旋转导向工具可以提高水平段延伸能力,但是井下出现井漏㊁井垮等复杂情况时,极易发生卡钻㊁断钻具等复杂情况,同时旋转导向工具服务费用昂贵.以焦页X X－S４H F井施工为例,分析了超长水平段水平井轨迹控制难点,通过轨道优化设计及井眼轨迹控制技术研究与应用,顺利完钻,为涪陵页岩气田超长水平段井采用常规L W D定向工具施工提供借鉴.１㊀焦页X X－S４H F井概况焦页X X平台地处重庆市涪陵区焦石镇,地层构造位置为川东南高陡褶皱带包鸾－焦石坝背斜带焦石坝构造,目的层为上奥陶系五峰组－下志留统龙马溪下部页岩气层段.平台已施工３口三维水平井,新部署１口加密调整井和１口上部气层开发评价井.其中,焦页X X－S４H F井,偏移距１２９．５m,设计水平段长２６３４m,完钻井深５２９０m.设计井深结构:Φ３３９．７m m表层套管下深３５０m,封隔嘉陵江组地层;Φ２４４．５m m技术套管下深２３３０m,封隔龙马溪组以上地层;三开２１５．９m m钻头完钻下入Φ１３９．７m m 套管完井.２㊀轨迹控制难点２．１㊀井眼相碰风险高涪陵页岩气田采用丛式井开发模式,经过一期㊁二期的勘探开发,下部气层井网初具规模,为了实现稳产㊁增产的目标,对下部气层进行了加密调整.受地形地貌条件和投资成本的双重限制,加密调整井部署在丛式井平台上.加密井井口间距一般为１０m,地下井网密集㊁交错,在各井段均存在较高的井眼相碰风险.焦页X X平台上井眼相距１０m,存在较高的碰江汉石油职工大学学报㊀２０１９年０９月㊀J o u r n a l o f J i a n g h a nP e t r o l e u m U n i v e r s i t y o f S t a f f a n d W o r k e r s㊀㊀第３２卷㊀第５期∗[收稿日期]２０１９－０３－２７[作者简介]宋明阶(１９８６－),男,大学,工程师,主要从事定向井技术服务与研究工作.套管风险.焦页X X－６H F ㊁焦页X X－S ４H F 井与焦页X X－１H F ㊁焦页X X－２H F 井呈反向非对称轨道布局(图１).㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图１㊀焦页X X 平台井网布局图２．２㊀轨迹控制难度大焦页X X－S ４H F 井靶前位移３６８．４８m ,偏移距１２９．５m ,靶前距较小,本井设计扭方位工作量９０ʎ.二开井眼造斜率相对不稳定,扭方位井段长,滑动钻进托压严重,轨迹控制难度大.２．３㊀超长水平段钻压传递困难水平段地层倾角变化较频繁,井眼轨迹频繁调整,摩阻累计增加,工具难以摆放到位,滑动钻进工况下钻具容易发生屈曲,造成钻压传递困难,滑动钻进托压严重.３㊀技术方案３．１㊀优化轨道设计设计剖面类型:直－增－稳－增－水平段,二㊁三开增斜段造斜率均为０．１５(ʎ)/m .研究与实践证明,长稳斜段维持稳斜困难,易增斜或降斜,其轨迹长度及圆滑程度是井眼摩阻扭矩增大的关键因素,为此对井眼轨迹进行优化设计.优化轨道设计:在上部井段主动防碰绕障,直井段朝防碰压力较小的方位提前定向起一定的井斜角,逐渐拉开中心距,降低碰套管风险.采用变曲率五点六段制剖面设计(表１),扭方位段采用稳斜扭方位㊁增斜扭方位组合模式,降低摩阻扭矩和施工难度.应用怡和阳光钻井一体化软件模拟计算,在相同计算条件下,在滑动和旋转钻进工况下,优化设计轨道摩阻扭矩均降低(表２).表１㊀焦页X X －S ４H F 井优化设计轨道井深/m井斜/ʎ方位/ʎ垂深/m南北/m东西/m 造斜率/[(ʎ)/１００m ]备注６００．０００．００２７０．００６００．０００．０００．０００．００６１０．００１．００２７０．００６１０．０００．００－０．０９０．１０绕障１６７０．００１．００２７０．００１６６９．８４０．００－１８．５９０．００K O P １７７０．００１３．００２７０．００１７６８．９１０．００－３０．７５０．１２增斜１９４５．００１６．５０２７０．００１９３８．１２０．００－７５．３００．０２２０５５．００１６．５０２２３．５２２０４３．５９－１１．９９－１０３．２３０．１２扭方位２０６５．００１６．７０２２３．５２２０５３．１７－１４．０６－１０５．１９０．０２２２３５．００２９．８１１８２．８７２２０９．０２－７５．９５－１２７．１６０．１２扭方位２２７５．００３３．８１１８２．８７２２４３．００－９７．００－１２８．２１０．１０中完２３０５．００３５．０１１８２．８７２２６７．７５－１１３．９４－１２９．０６０．０４２４５５．００６０．４３１７９．９９２３６７．８４－２２３．９７－１３１．４３０．１７２４６５．００６０．９３１７９．９９２３７２．７４－２３２．６９－１３１．４３０．０５２６０８．００８５．２４１７９．９９２４１４．０４－３６８．４８－１３１．３９０．１７A 靶点表２㊀摩阻扭矩对比工况名称大钩载荷/t地面扭矩/(k N m )摩阻/t井眼轨道滑动６７．９８０．００２３．２５设计轨道旋转９１．１４２０．６２０．００设计轨道滑动６９．３１０．００２２．０８优化设计旋转９１．３１１９．８７０．００优化设计３．２㊀防碰绕障技术措施３．２．１㊀标定测量仪器按照要求检测标定多点测斜仪器㊁随钻测量仪器,确保测量数据准确可靠.３．２．２㊀严密监测一开直井段钻进期间,每钻进３０~６０m 测斜一次,并进行待钻轨迹防碰扫描,当防碰扫描与邻井距离小于６m ,或者分离系数小于２时,及时下入定向钻具组合进行绕障施工,杜绝侥幸心理.根据测斜情况调整钻井参数,防斜打直.一开中完起钻时用电子多点测斜仪进行测斜,测量一开井段井斜㊁方位等数据.３．２．３㊀绕障施工二开开钻下入定向仪器实时监测,根据设计轨道进０２㊀江汉石油职工大学学报行绕障施工,在井深６００m 处朝２７０ʎ方位增斜至１ʎ逐渐拉开与邻井距离(图２).同时,在上部井段消减偏移距,减少稳斜段长度,降低长水平段施工过程中的摩阻扭矩.㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图２㊀焦页X X －S ４H F 井优化设计轨道与邻井中心距图３．３㊀分段轨迹控制技术３．３．１㊀二开直井段轨迹控制技术钻具组合:Φ３１１．２m m B I T ＋Φ２４４m mˑ１ʎL Z ＋I P B ＋Φ３０８m m S T B ＋Φ２０３．２m m NM D Cˑ１根＋MWD ＋Φ２０３．２m m D C ˑ５根＋配合接头＋Φ１７７．８m m D Cˑ３根＋Φ１２７m mHWD P ˑ３０根＋Φ１３９m m D P .该钻具组合具有较好的防斜打直效果,二开直井段最大井斜为３．２ʎ,最大闭合距为２３．７６m ,１ʎ单弯螺杆可满足直井段防碰绕障需要和井身质量控制要求.３．３．２㊀增斜㊁扭方位井段轨迹控制技术钻具组合:Φ３１１．２m m B I T＋Φ２１６m mˑ１．２５ʎL Z ＋I P B ＋Φ２０３．２m mS D C ＋Φ２８５m mS T B ＋Φ２０３．２m m N M D C ˑ１根＋L W D＋Φ１２７m mN M H W D P＋Φ１２７m m H W D P ˑ３０根＋Φ１３９m mD P.扭方位井段轨迹控制技术采用复合钻进与滑动钻进交替进行.通过收集邻井资料,分析该套钻具组合在不同岩性地层中的增斜和方位漂移规律,设计待钻剖面,合理调整滑动钻进与复合钻进的比例,避免局部狗腿度偏高,确保井眼轨迹光滑,降低钻进时的摩阻和扭矩.３．３．３㊀增斜着陆段轨迹控技术钻具组合:Φ２１５．９m m B I T ＋Φ１７２m mˑ１．２５ʎL Z ＋I P B ＋Φ１２７m m N M H W D P ＋L W D ＋Φ１２７m m N M H W D P ˑ１根＋Φ１２７m m H W D Pˑ９根＋Φ１２７m m D Pˑ６０根＋Φ１２７m m H W D P ˑ３０根＋Φ１３９m m D P增斜着陆井段井眼轨迹控制的关键在于矢量入靶,确定好靶点垂深和入靶井斜.通过区域地震及邻井的钻井㊁录井㊁测井等资料建立随钻前导模型,对目的层走向㊁倾向㊁倾角有一定认识,并与地质导向人员紧密结合,根据实钻地层情况及时预测入靶垂深,确保准确着陆.对于目的层下倾的情况,探顶井斜角可略小,可控制井眼轨迹在入靶点前２０~３０m ,入靶角度比最大井斜角小２ʎ~３ʎ,进入目的层后地层下倾,井眼轨迹能在入靶点前追上地层,达到地质要求.焦页１３－S ４H F 井根据实钻地层预测目的层下倾４．５ʎ,入靶前将井斜增至８３．６ʎ,稳斜探层,进入目的层后再将井斜增至８６ʎ稳斜钻进.按照导向要求顺利着陆,轨迹平滑.３．３．４㊀水平段轨迹控制技术钻具组合:Φ２１５．９m m B I T ＋Φ１７２m mˑ１．２５ʎL Z ＋Φ２１０m m S T B＋I P B＋Φ１２７m m N MHW D P＋L W D ＋Φ１２７m m N MHW D P ˑ１根＋Φ１２７m m HW D P ˑ６根＋Φ１２７m m D P ˑ７根＋水力振荡器＋Φ１２７m m D Pˑ２７８根＋Φ１２７m m HW D P ˑ３０根＋Φ１３９．７m m D P建立定测录导协同工作机制,地质导向实时跟踪,根据实钻地层情况及时调整待钻轨迹.精细轨迹控制技术,严格遵循 少调勤调 原则,减少定向段长,增加定向频率,满足目的层钻遇率并保证轨迹平滑.３．４㊀降摩减阻技术措施用水力振荡器㊁低摩阻稳定器等降摩减阻工具,降低滑动钻进工况下摩阻,解决定向托压问题.每钻进３００~４００m 进行短起下钻一次,及时修整井壁,大排量洗井,清除岩屑,保持井眼清洁.优选油基钻井液处理剂,强化油水比㊁H T H P ㊁破乳电压等性能,控制固相含量,优化油基钻井液性能,提高钻屑携带能力,降低钻井液摩擦系数.３．５㊀钻柱安全校核钻柱在井筒中的受力情况尤为复杂,若钻柱安全系数小于工程规定的安全系数临界值,就可能导致钻具失效,所以在水平井段延伸过程中,应对钻柱进行强度校核.利用摩阻扭矩模型计算得到的钻柱轴向力和扭矩,可根据第四强度理论校核钻具强度,如下式所示:n (z )＝Y mσ２(z )＋３τ２(z )(１)式中:n (z )为长度z 时钻柱的安全系数;Y m 为钻柱最小屈服强度,P a ;σ(z )为钻柱轴向应力,P a ;τ(z )为１２㊀宋明阶．涪陵页岩气田三维长水平段井轨迹控制技术沿钻柱轴向的剪切应力,P a .焦页１３－S ４井三轴应力模拟计算满足安全要求(图３).㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图３㊀焦页X X －S ４H F 井水平段完钻井深钻具三轴应力分析㊀㊀应用怡和阳光钻井一体化软件,根据水平段前期现场大钩载荷㊁扭矩数据,模拟计算得出摩阻系数.在三开油基泥浆情况下,套管内摩阻系数为０．１５,裸眼段摩阻系数为０．２.再应用实际计算的摩阻系数模拟计算待钻井眼钻具受力分析,预测钻具屈曲情况,在钻具受力安全前提下,进行下步钻进施工.４㊀施工效果焦页X X －S ４H F 井水平段长为２６６６m ,完钻井深为５２７６m .三开应用常规L W D 导向工具钻进至井深２８７５m ,进入水平段２６５m ,起钻更换旋转导向钻井系统.应用旋转导向工具钻进至４７２４m ,井下发生漏失,漏速为５０m ３/h,起钻下入光钻杆堵漏.鉴于井下情况,旋转导向工具方不建议再次下入旋转导向工具施工,故下入常规L W D 导向工具继续施工,应用超长水平段水平井常规定向工艺技术顺利完成了本井钻井施工,水平段目的层钻遇率１００％.焦页X X －S ４H F 井完钻最大起钻摩阻为２６t ,最大扭矩为２５k N m ,套管正常下入.焦页X X－S ４H F 井水平段施工过程中,常规导向工具机械钻速为１４．７２m /h ,旋导工具机械钻速为１６．８m /h ,旋导机械钻速比常规导向工具高１４．１％,但是常规L W D 仪器日费成本为旋转导向成本的１７．５％,应用常规导向工具钻井综合成本更低.５㊀结论与认识１)通过剖面优化,应用降摩减阻工具和分段轨迹控制技术,采用国产化常规定向工具可以安全顺利地完成超２６００m 长水平段井钻井施工.２)对于小三维井眼长水平段井,常规定向工艺相比旋转导向钻井系统综合成本更低,经济效益明显.３)水平段钻进过程中应用定测录导协同工作机制,实施精细轨迹控制方法,可以有效保障井眼轨迹平滑,增加水平段延伸长度.[参考文献][１]牛新明．涪陵页岩气田钻井技术难点及对策[J ]．石油钻探技术,２０１４,４２(４):１－６．[２]杨海平,游云武．焦页２－５H F 长水平井钻完井关键技术[J ]．钻采工艺,２０１８,４１(３):５－８．[３]胥豪,牛洪波,牛似成,等．六段制三维水平井轨道优化设计与应用[J ]．石油钻采工艺,２０１７,３９(５):５６４－５６９．T h r e e －d i m e n s i o n a l L o n g Ho r i z o n t a l W e l l T r a c kC o n t r o l T e c h n o l o g y i nF u l i n g Sh a l eG a s f i e l d S O N G M i n g ji e (N o ．２D r i l l i n g C o m p a n y ,S i n o p e cO i l f i e l dS e r v i c e J i a n g h a nC o r p o r a t i o n ,W u h a n ,H u b e i ,４３００４２,C h i n a )A b s t r a c t :T h e d e v e l o p m e n t o f F u l i n g S h a l eG a s f i e l d i s d o m i n a t e d b y h o r i z o n t a l c l u s t e rw e l l s ．T h e a d o p t i o n o f r o t a r ys t e e r i n g t o o l a n d c o n v e n t i o n a l L W Ds t e e r i n g t o o l h a s a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s ,a m o n g w h i c h ,r o t a r y t o o l c o s t s m o r e a n d c o n s t r u c t i o n r i s k s a r e h i g h e r ,w h i l e d r i l l i n g e f f i c i e n c y o f c o n v e n t i o n a l t o o l i s s l i g h t l y l o w e r b u t t h e c o n s t r u c Ｇt i o n c o s t i s l o w e r ．J i a o y eX X －S ４H F W e l l a c h i e v e s t h e o p t i m a l b a l a n c e b e t w e e n d r i l l i n g e f f i c i e n c y a n d c o s t c o n t r o l i n t h e c o n s t r u c t i o n o f l o n g h o r i z o n t a lw e l l s e c t i o nw i t h t h eh e l p o f c o n v e n t i o n a l s t e e r i n g t o o l a n db y a d o p t i n g m u l t i pl e t e c h n i c a lm e a s u r e s s u c h a s p r o f i l e o p t i m i z a t i o n ,f r i c t i o n r e d u c t i o n t o o l a n dw e l l b o r e t r a j e c t o r y c o n t r o l t e c h n o l o g y．K e yw o r d s :F u l i n g S h a l eG a s f i e l d ;L o n g H o r i z o n t a lW e l l ;T r a j e c t o r y C o n t r o l ;D r i l l i n g T e c h n o l o g y [编辑㊀易文媛]２２㊀江汉石油职工大学学报。

油气勘察我国目前的天然气开采需求不断增加，因此需要加大开采技术的研究。

而我国的重庆地区属于页岩区，其具有相当大的页岩气储量，但是一般都聚集在泥页岩地层中，如果得到较好的开发，不仅能够满足人们的天然气的需求，同时为发展对页岩地区页岩气的开采事业提供了基础。

对页岩气的开采主要是利用钻井技术，钻井过程钻遇地层复杂，因此要采取相关的措施，有效的进行预防，从而使页岩气的开采能够顺利进行。

提高开采效率，增加页岩气储备，满足人们生活需要。

一、重庆地区页岩气钻井技术难点１．研究区页岩气概况涪陵位于我国重庆，并且是我国发现的比较早的页岩气藏，重庆主要地形为丘陵地形，并且有较多断层，地貌主要以喀斯特地貌为主，页岩气主要在２３００ｍ以下，页岩气位于泥页岩地区，该地区的地质具有很强的各向异性，地缝较多，并且地缝距离比较宽。

２．页岩气钻井技术难点页岩气的开采钻井技术，容易造成地层井壁的坍塌。

在进行钻井工作时，井壁的稳定性是钻井质量好坏的一项重要的指标，它受到多种因素的影响。

由于重庆地区属于泥页岩地区，非均质性较强，尤其是由于断层较多，丘陵较多，地层裂缝较多，对钻井技术影响较大，造成天然气的钻井技术面临很大的挑战，在这些因素的共同作用下，钻井井底会产生较大的压力差，并且井底的流体也会对地质造成一定的腐蚀作用，从而使井壁强度降低，承受压力的性能变差，造成井壁的不稳定性。

该地区的地层主要是由区块岩层构成，区块岩层主要是由长石、石英和碳酸盐等其他物质组成，占地层物质的一半以上，除此之外，还有少量的黏土矿物层，然后就是绿泥石、高岭石等物质，这类物质吸水不会发生膨胀，属于蒙脱石，具有很高的硬度，是很好的脆性材料，也具有表较强的水分散性。

对页岩气开发采用钻井技术，钻井技术要求较高，对天然气的开采具有一定的难度。

页岩区的开发由于其地质的特殊性，需要采用较小的井，但是较小的井需要进行井下的大范围开采，因此需要采用水平井钻井技术。

而水平将钻井技术对井身轨迹掌握难度较大，但是钻井成本容易控制，有助于提高经济效益。