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胜利二号平台海上小井眼的钻探技术

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胜利二号平台海上小井眼的钻探技术
作者：渠进涛 王彦召
来源：《中国科技博览》2015年第20期

[摘 要]小井眼钻进技术虽然出现了很多年，但在现场的应用中却比较少，相关的经验和技
术也呈现空白。青东32井是胜利海上首次利用小井眼钻探技术，本文就施工中小井眼钻探技
术进行了总结和分析，为胜利海上小井眼钻探提供技术经验。

[关键词]小井眼；施工总结
中图分类号：P634 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0022-01
胜利二号平台在青东32井四开的钻井过程之中，采用了117.5mm的钻头开钻，平台充分
考虑了从生产物资的配备到钻进可能遇到的技术难题，逐项进行解决，顺利进行了开钻钻进，
钻进中，更是解决了各种施工困难，有针对性的制定相应措施，制定施工策划，严格按各种规
章制度和技术指令进行施工，稳扎稳打，打赢了小井眼的攻坚战，为海洋钻井公司最小井眼井
首次施工画上圆满句号，填补海洋钻井小井眼技术空白。

一、存在问题分析
小井眼钻进在胜利海上还是第一口，没有任何可以借鉴的经验，在公司和技术科的大力帮
助下，解决了许多现场困难，施工中主要存在问题是：

1、钻井参数比较难于掌控，操作难度较大，特别是钻压和排量的选择。钻压过大，容易
造成下部小钻具部分弯曲变形，钻具摆动加剧，造成井眼轨迹严重弯曲，这样容易造成卡钻和
井塌之类的复杂井下情况；钻压过小，又起不到应有的研磨钻进效果，机械钻速较慢，综合效
益较差。排量过大，容易泵压迅速上涨，造成憋泵，损坏设备和管线；排量过小，又起不到循
环和携带岩屑的作用。各个参数可以选择的区间比较小，需要现场实践摸索。

2、小钻具柔性过大，在起下钻过程中，井架上和井口人员不易控制。钻具摆动时，整柱
钻具绷着一定的弯矩，上下摆动速度差别很大，井口人员不易控制，而且这种弹性摆动容易对
井口人员产生危险；井架上人员在往指梁里推钻具的时候也面临的同样问题，很难较快的克服
这种弹性摆动，因而经常不能一次性把钻具推入。在下钻时候则正好相反，由于小钻具弯曲幅
度很大，很难把钻具从指梁推出。

3、51/2〞技套环空内的较大压耗和上部95/8〞套管内较低流动性；较大的环空压差和起
下钻激动压力，易发生井漏；排量受限，携砂困难，泥浆性能要求高；钻具尺寸小，柔性大，
抗拉抗压强度小；钻具内容小，管内上返速度快，需强化井控管理；泵压高，设备要保障；环
空间隙小，掉落物易造成硬卡等等。
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二、问题解决思路与设计
在胜利二号青东32井的施工过程当中，主要应用了用于软地层钻进、通井和划眼的
117.5mm单牙轮钻头和用于硬地层钻进的117.5mmPDC小钻头。从实际应用效果来看，效果
还是很理想的。

在青东32井的施工过程当中，使用的是117.5mm的单牙轮钻头，主要用于软地层的钻
进、井壁划眼、研磨井底掉块、通井等作用。使用的是117.5mm的PDC小钻头，主要用于较
硬或者硬地层的钻进。现场使用中，机械钻速较快，磨损也比较小。

三、实施与验证
青东32井四开开钻采用小井眼钻进，其中钻具组合如下：
Φ117.5mmDF1304UPDCKBIT（11.1*4）
×0.24m+430×410X/O×0.35m+Φ114mmDC×81.67m+Φ73mmDP×2321.53m+211×410X/O×0.30m+
Φ127mmDP

钻进参数为：
现场钻探工程技术：
1、小钻压一般加压在10—20kN左右，过大的话下部钻具极易弯曲造成井斜或者井塌等
井下复杂情况，过小的话钻时迅速上升，不能对岩层起到有效的研磨作用，机械钻速较低，综
合经济效益很小。这就要求司钻的刹把操作要精细稳重，合理送钻，既要控制好钻压，又要保
证合适的钻进速度。

2、小转速现场应用中发现，即使是PDC钻头在高转速下也不能获得较好的机械钻速，只
会加快小钻头的磨损速度，这一点和常规的PDC钻头高转速研磨地层岩石有点不同。对于小
钻头，转速在30—40rpm之间可以在机械钻速和磨损之间取得较好的平衡。在使用时，要在综
合经济效益上寻找平衡点。

3、小排量小钻具的内容积为普通钻具的1/2，在钻进时的排量只有常规钻具钻进时排量的
1/3左右，过大的排量会导致泵压迅速上涨，容易对钻井泵的承压部分产生损坏，无法继续钻
进；排量也不能过小，否则不能起到有效携带岩屑的作用，容易在井底形成沉砂，造成钻具活
动困难甚至卡钻等井下复杂情况。

4、小扭矩现场实际使用中发现，小钻具钻进时扭矩较小，这样可以有效较少憋停顶驱的
现象，有效减小顶驱和钻具的载荷，同时小扭矩对钻具本身的损害也比较小，延长了钻具的使
用寿命，节约了成本。
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钻井液性能：
在钻井液上做了如下调整：
四 开钻进时钻井液的性能主要在如下几个方面做了调整：
1、提高了黏度，增加携岩能力；
2、提高了切力，增强了悬浮固相颗粒的能力；
3、严格控制钻井液中的固相含量。
4、提高钻井液中润滑成分的含量，防止粘附卡钻。
在整个小井眼施工阶段（3743-3950m）电测结果来看，该段井眼规则，取得了宝贵的地质
资料，圆满完成了小井眼施工任务。

五、施工总结
青东32井在小井眼钻探施工中，取得了机械钻速最大4m/h，平均1.8m/h的好成绩。通过
科学钻井施工，保证了施工顺利，全井井壁稳定，起下钻顺利，完井电测一次成功，顺利完成
了各项完井作业施工。

1、工程参数方面，小钻具钻进时基本上呈现“四小”特点，即小钻压，小转速，小排量，
小扭矩。通常，各项参数的选择区间较窄，过大过小都有可能出现复杂井下情况。应该根据现
场实际合理的选择。

2、水力参数方面，小钻头的压降、钻头水功率、喷射速度以及环空返速都比较小。要选
取合适的排量，使得既要满足井底冲刷、破岩，又要有合适的上返速度以便能够较好的把岩屑
携带上来。

3、钻井液性能方面，要适当的调整钻井液黏度、切力和其中的固相含量，在较小排量情
况下也能够满足钻进需要。另外，深井钻进时，要适当提高钻井液的润滑性能，防止钻具，特
别是接头，紧贴井壁出现粘附卡钻。

参考文献
[1] 王希晋。小井眼钻井技术的研究、应用与发展。石油钻探技术。1992，20（3）：54-
58.
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大庆油田小井眼开窗侧钻水平井钻井技术

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钻 井 的 工 艺技 术 ， 老 井改 造 、 深 、 钻 小 井眼 钻 井 技 术 及 径 向水 平 井等 钻 井 完 井配 套 技 术 得 以快 速 发 展 ， 大庆 油 田 开 使 加 侧 对
发 扶 扬 油 层 剩余 油 气 、 高采 收 率 和 综合 经 济 效益 具 有 十 分 重要 的 意 义 。 提
小井 眼开 窗侧 钻水 平井 钻井 技术 ， 是在 定 向井 、 水
平 井 、 钻井 、 侧 小井 眼钻 井技 术基 础上 发展 起来 的一 种 综 合钻 井技术 ，在一定 程度 上代 表 了钻井 工艺 的发 展 水 平 …。利用 该技 术 ， 能使 套 损井 、 产井 、 废井 、 停 报 低 产井等 复活 ，改 善油 藏开 采效率 ，有 效地 开发 各类 油 藏， 提高采 收率 和油井 产 量 ； 高综 合经 济效 益 的同时 提
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２０ ０ ８年 ７月
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田 第 ｌ 第 ４期 ５卷
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文 章 编 号 ： ０ — ９ ７（０ ８ ０ — ９ — ３ １ ５ ８０ ２０ ）４ ０ ４ ０ ０
难 易程 度和 可采储 量 、投Leabharlann 后 的产量及 进 行侧钻 所需
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国外 油公 司从 ２ ０世 纪 ５ ０年代 开始相 继 开展 了这
方 面的研 究 ． 目的是 以较 低 的成本 提高 老油 田的开发 程度 。 九五 ” 间 ， “ 期 国家将 套 管开 窗侧钻 小井 眼水 平井 列 为重点科 研攻 关项 目， 胜利 、 大港 、 辽河 、 疆等 油 田 新 开始 了该 技术 的实践 研究 。全 国陆上 ９个油 田共 实施 侧 钻水 平 井 ４ １口， 中短 半 径 １ 其 ０口， 中半 径 ３ １口， 平
ＹＺ１斜井定向井小井眼侧钻技术

ＹＺ１斜井定向井小井眼侧钻技术

收稿日期：２０２３－０６－１７；修订日期：２０２３－１０－２３。

作者简介：陈进程（１９９７—），男，现从事钻井工艺研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｊｃ．ｓｈｈｙ＠ｓｉｎｏｐｅｃ．ｃｏｍ。

文章编号：１６７３－８２１７（２０２４）０２－０１１８－０４ＹＺ１斜井定向井小井眼侧钻技术陈进程，李基伟，王宏民，杜林雅，田胜雷（中国石化上海海洋油气分公司，上海浦东２００１２０）摘要：ＹＺ１斜井是位于南黄海盆地南五凹陷北部斜坡带南中１１号构造的第一口风险探井。

ＹＺ１斜井２１５．９ｍｍ井眼段在钻至３５８８ｍ后无进尺，起钻至井口发现钻头落井，多次尝试打捞失败后，决定在裸眼井段注２００ｍ水泥塞后侧钻开窗。

侧钻点较深、地层强度高、地层岩性多变、井况复杂，侧钻作业难度大。

通过减少扶正器数量，选择５刀翼、强攻击性的胜利天工Ｓ３２３ＰＤＣ型钻头搭配１．５°螺杆马达的钻具组合，进行控压控时钻进、划槽、造台阶，克服了该段侧钻位置深、井况复杂、地层强度高等困难，一次性成功侧钻。

侧钻过程顺利、新井眼轨迹平滑、井斜降低。

关键词：南黄海盆地；定向井；侧钻；注水泥塞；风险探井中图分类号：ＴＥ２４３ 文献标识码：ＡＳｍａｌｌｈｏｌｅｓｉｄｅｔｒａｃｋｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＹＺ１ｉｎｃｌｉｎｅｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｗｅｌｌＣＨＥＮＪｉｎｃｈｅｎｇ，ＬＩＪｉｗｅｉ，ＷＡＮＧＨｏｎｇｍｉｎ，ＤＵＬｉｎｙａ，ＴＩＡＮＳｈｅｎｇｌｅｉ（ＳＩＮＯＰＥＣＳｈａｎｇｈａｉＯｆｆｓｈｏｒｅＯｉｌａｎｄＧａｓＣｏｍｐａｎｙ，Ｐｕｄｏｎｇ２００１２０，Ｓｈａｎｇｈａｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＹＺ１ｉｎｃｌｉｎｅｄｗｅｌｌｉｓｔｈｅｆｉｒｓｔｒｉｓｋｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｗｅｌｌｌｏｃａｔｅｄｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈｅｒｎｓｌｏｐｅｚｏｎｅｏｆｔｈｅＮａｎｗｕＳａｇｉｎｔｈｅＳｏｕｔｈＹｅｌｌｏｗＳｅａＢａｓｉｎ．Ａｆｔｅｒｄｒｉｌｌｉｎｇｔｏ３５８８ｍ，ｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｆｏｏｔａｇｅｉｎｔｈｅ２１５．９ｍｍｓｅｃｔｉｏｎｏｆＹＺ１ｄｅｖｉａｔｅｄｗｅｌｌ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｄｒｉｌｌｂｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｏｈａｖｅｆａｌｌｅｎｉｎｔｏｔｈｅｗｅｌｌｗｈｅｎｔｒｉｐｐｉｎｇｏｕｔｔｏｔｈｅｗｅｌｌｈｅａｄ．Ａｆｔｅｒｍｕｌｔｉｐｌｅｕｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌａｔｔｅｍｐｔｓｔｏｓａｌｖａｇｅ，ｉｔｗａｓｄｅｃｉｄｅｄｔｏｄｒｉｌｌａｗｉｎｄｏｗｂｅｈｉｎｄｔｈｅ２００ｍｃｅｍｅｎｔｐｌｕｇｉｎｔｈｅｏｐｅｎｈｏｌｅｓｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｉｄｅｔｒａｃｋｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｄｕｅｔｏｄｅｅｐｄｒｉｌｌｉｎｇｐｏｉｎｔｓ，ｈｉｇｈｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｃｏｍｐｌｅｘｆｏｒｍａｔｉｏｎｌｉｔｈｏｌｏｇｙ，ａｎｄｃｏｍｐｌｅｘｗｅｌｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．ＢｙｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｓｔａｂｉｌｉｚｅｒｓａｎｄｓｅｌｅｃｔｉｎｇｔｈｅＳｈｅｎｇｌｉＴｉａｎｇｏｎｇＳ３２３ＰＤＣｄｒｉｌｌｂｉｔｗｉｔｈ５ｂｌａｄｅｓａｎｄｓｔｒｏｎｇａｔｔａｃｋ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈａ１．５°ｓｃｒｅｗｍｏｔｏｒｄｒｉｌｌｉｎｇｔｏｏｌｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ，ｄｕｒｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｄｒｉｌｌｉｎｇ，ｇｒｏｏｖｉｎｇ，ａｎｄｂｅｎｃｈｂｕｉｌｄｉｎｇｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ，ｏｖｅｒｃｏｍｉｎｇｔｈｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｏｆｄｅｅｐｓｉｄｅｔｒａｃｋｉｎｇｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｃｏｍｐｌｅｘｗｅｌｌｃｏｎｄｉ ｔｉｏｎｓ，ａｎｄｈｉｇｈｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｔｈｉｓｓｅｃｔｉｏｎ，ｏｎｅ－ｔｉｍｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｓｉｄｅｔｒａｃｋｉｎｇｗａｓｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．Ｔｈｅｓｉｄｅｔｒａｃｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｎｅｗｗｅｌｌｂｏｒｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙａｒｅｓｍｏｏｔｈ，ｔｈｅｎｅｗｉｓｓｍｏｏｔｈ，ａｎｄｔｈｅｗｅｌｌｂｏｒｅｄｅｖｉａｔｉｏｎｉｓｒｅｄｕｃｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｕｔｈｙｅｌｌｏｗｓｅａＢａｓｉｎ；ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｗｅｌｌｓ；ｓｉｄｅｔｒａｃｋｉｎｇ；ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｃｅｍｅｎｔｐｌｕｇ；ｒｉｓｋｅｘｐｌｏｒａ ｔｉｏｎｗｅｌｌｓ１　侧钻技术难点ＹＺ１斜井是位于南黄海盆地南五凹陷北部斜坡带南中１１号构造的第一口风险探井，作业平台为勘探八号自升式钻井平台，设计完钻层位为三叠系青龙组。

海上油田套管开窗侧钻技术及应用现状

海上油田套管开窗侧钻技术及应用现状

用于此项作业，优化水力参数，对钻头及磨铣工具的摩阻进行精准计算，可有效保证现场作业顺利进行[2]。

1.2 短半径水平井开窗技术短半径水平井钻井技术是剩余油气深度挖潜、增大储层暴露程度的一项提采措施[3]。

其开窗作业多采用小尺寸钻杆或连续油管，主要技术难点在于井眼轨迹的全角变化率大，轨迹调整余量小；在井斜较大井段增加了控制轨迹的难度。

针对上述情况，在作业过程中，应遵循“勤调少滑”原则，使井段保持连续平滑的状态。

在钻具组合方面，可适当倒装钻具，确保钻具悬重，保证造斜成功率。

在作业过程中如需更换底部钻具组合，应当选取刚性相近的工具，可有效避免井下复杂情况。

若底部钻具组合中有带弯角的螺杆钻具，在过窗口时应当关注工具的工具面，若难以通过，可采取小角度旋转钻柱的方式缓慢通过。

1.3 套损井侧钻修井技术在油气井长期开采过程中，套管受损情况较为多见。

传统修复方式工期较长，且修复效率较低，难以满足实际生产需求。

套损井侧钻修井技术可起到良好的修复作用，使受损油井再焕青春。

该技术的原理是将老井内部分套管捞出后，再进行侧钻作业，完钻后进行常规的下套管及固井作业[4]。

在此项作业中，值得关注的是新、老井眼的防碰问题，当新井眼进入新地层后，应与老井眼尽快分离，在作业过程中，应及时关注测斜数据，与老井数据进行实时模拟，避免发生碰撞事件。

1.4 大斜度井套管开窗侧钻技术大斜度井的套管开窗侧钻技术与普通常规井的套管开窗侧钻技术有着较大区别，由于其井斜较大，会给开窗带来诸多问题，如：下钻时，开窗工具与套管之间的摩阻较大，会使斜向器上的销钉因应力疲劳而提前剪切，导致提前座挂；大斜度井0 引言随着开窗侧钻钻井技术及工具的不断发展，以工程人员对现场施工作业的攻关和探索实践，套管开窗侧钻工艺水平日趋成熟。

套管开窗侧钻技术指的是利用斜向器及磨铣等工具，在现有井眼的前提下，从某特定深度在套管内侧钻一新的井眼，在新井眼钻井完成后，进行下尾管及固井作业。

樊154平2井钻井技术

樊154平2井钻井技术

樊154平2井钻井技术摘要：樊154-平2井构造位置位于济阳坳陷东营凹陷金家-樊家鼻状构造带东翼樊154断块，是胜利油田为开发非常规油气藏在该区块部署的第三口重点水平井。

通过优化工程及钻井液技术措施，满足了该井的施工要求，克服了地质条件复杂带来的不利影响，保证了该井的顺利完井。

该井井眼轨迹平滑、井眼畅通、井壁稳定、施工过程顺利，创全国陆上小井眼水平段最长、水平位移最大、二十段制压裂管柱首次下入等三项纪录。

关键词：非常规水平井小井眼压裂管柱1.工程简况：樊154-平2井构造位置位于济阳坳陷东营凹陷金家-樊家鼻状构造带东翼樊154断块，是胜利油田为开发非常规油气藏在该区块部署的第三口重点水平井。

该井一开使用444.5mm钻头钻进298m，下入339.7mm表层套管284.72m；二开使用241.3mm钻头钻进2901m，下入177.8mm技术套管2900.22m；三开使用152.4mm钻头钻进至4916.00m；完钻后下入20段Φ114.3mm压裂管柱至预定位置4851.9m。

该井2314.5m开始定向，最大井斜92.93度，水平段长2015m，水平位移2384.87m。

2.技术难点：2.1地质方面①馆陶组地层水敏性强，易缩径，易泥糊井眼。

②东营组地层胶结性差，垮塌严重，且二开使用241.3mm钻头，破岩量大，岩屑下沉易造成沉沙卡钻。

③沙河街组地层容易坍塌掉块，通过樊154-平1井实钻资料分析，垂深2650～2780m有破碎带地层。

樊154平3井在二开钻至井深3013.00米，垂深2717.3米时，因井眼轨迹穿断层，起钻遭遇复杂情况，处理复杂情况共损失16天23小时。

④进入水平段，一旦钻遇泥岩，极易发生垮塌现象，从而造成起下钻遇阻遇卡，甚至卡钻等危害。

2.2工程方面①为保证压裂管串的顺利下入，对井深轨迹要求高，要求狗腿度小于20度/100米，水平段不超过10度/100米，井身轨迹控制难度大。

②要求井径扩大率不超过5%，施工难度大。