摘 要 海塔盆地是大庆油田持续稳产的一个有力接替区块，2010年以前在该区施工3400 m左右的定向井钻井周期需要70天左右，严重影响勘探开发效率，通过影响钻井速度原因分析，进行了井身结构优化，并对各段井眼轨迹控制技术进行研究，优选高效个性化高效pdc钻头，在井深增加50 m的前提下，钻井周期缩短23d，机械钻速提高30.96%。
　　关键词 井身结构优化；轨迹控制；高效pdc钻头；原因分析
　　中图分类号：te243 文献标识码：a 文章编号：1671—7597（2013）051-059-02
　　海塔盆地是大庆油田持续稳产的一个有力接替区块，是勘探开发的又一主战场。2010年以前在该区施工3400 m左右的定向井钻井周期需要70天左右，全井平均机械钻速6 m/h左右，根本无法满足加快勘探开发步伐。为此通过科研攻关和在和斜1井现场试验，在井深增加50 m的前提下，钻井周期缩短23d左右。
　　1 影响海拉尔定向井钻井速度原因分析
　　1.1 井身结构设计不合理
　　以往定向井采用两层套管结构，但表层套管只封固到200.00 m左右的第三系伊敏组底，但大磨拐上部浅灰色泥岩，成岩性差，质软、易垮塌，地层水敏性强，存在煤层，胶结疏松，成岩性差，遇水后水化膨胀，易发生井下复杂。
　　1.2 直井段防斜打直问题突出
　　大磨拐河组下部逐渐变为灰色泥岩夹粉砂岩、砂岩和砾岩夹层，可钻性较好，存在断层，地层倾角的范围是1.7°-25.0°，易发生井斜。为保证直井段打直，有时不得不采取轻压吊打方式，严重影响了机械钻速。
　　1.3 井眼轨迹控制难度大
　　稳斜段南屯组由深灰、灰黑色泥岩夹粉砂岩组成。出现角度不整合砂泥岩互层，存在断层、地层倾角达35°-60°，稳斜段长（达1500 m），稳斜钻进过程中常造成极易造成方位漂移及井斜增降，普通稳斜钻具稳斜效果差，应用mwd跟踪需经多长起下钻才能完成，严重制约着钻井速度。
　　1.4 钻头选型不合理
　　南屯组下部及铜钵庙组由砂砾岩段和页岩段组成。有些区块存在灰褐色碳质页岩和凝灰质砂砾岩互层，地层可钻性差、研磨性强，牙轮钻头纯钻进时间短，机械钻速低，起下钻频繁。
　　2 海拉尔定向井优快钻井配套技术
　　2.1 井身结构优化设计技术
　　井身结构设计是保证安全钻井，提高钻井速度的关键环节。首先利用三压力剖面优化井身结构，并与临井的井身结构进行对比分析，通过临井实钻地层特点和复杂情况对井身结构进一步修正，封固大磨拐上部浅灰色泥岩、粉砂岩及煤层等，防止井下复杂发生，为下步施工创造有利条件，典型井身结构如表1。
　　2.2 井眼轨迹控制技术
　　2.2.1 直井段防斜打直技术
　　为保证直井段打直，为下步定向段创造有利条件，采用直螺杆大钟摆钻具组合，既提高了机械钻速，又有效地控制了直井段井斜，和斜1井造斜点处1890.00 m井斜只有0.5°。
　　2.2.2 增斜段及稳斜段轨迹控制
　　根据以往施工井稳斜段井斜增降提前设计预留井斜角，采用mwd无线测量仪器、1.25°单弯螺杆配合牙轮钻头定向施工，既保证了工具面角的稳定，又提高了机械钻速。施工中采用复合和滑动钻进相结合，保证井眼曲率符合设计要求。
　　2.2.3 稳斜段轨迹控制
　　针对稳斜段长，井斜、方位易漂移等不利因素，采用三扶正器满眼强稳斜钻具组合，很好的解决了井斜和方位的漂移。
　　钻具组合：φ215.9 mmpdc钻头+φ214 mmstb+φ178 mmdc×1根+φ214 mmstb+φ178 mmmdc×1根+φ214 mmstb+φ159 mmdc+φ127 mmhwdp+φ127 mmdp
　　2.3 个性化高效pdc钻头应用
　　钻头选型得当能够提高机械钻速，增加单只钻头进尺，减少起下钻频出，缩短钻井周期，根据海拉尔区块南屯组地层软硬交错，普遍含砾石层，研磨性强的特点，优选了江汉钻头厂生产的km1652r钻头，该钻头特点：1）钻头采用中等轮廓设计，优化保径设计，使钻头适应软至中硬地层。2）采用动态流场模拟技术，优化钻头喷嘴组合，深排屑槽布置方位以及优化水力结构，增强钻头清洗、冷却能力和防止钻头泥包。3）采用非对称式刀翼，力平衡技术及抗回旋设计技术，防止钻头在井底回旋造成钻头早期失效。4）采用优质pdc复合片，优化布齿技术，钻头具有较高的机械钻速。
　　在和x1井由于取心因素一只km1652r钻头下井5次，实现一只pdc钻头成功穿越南屯组，累计进尺756.59 m，总纯钻进时间8

5 h，平均机械钻速8.9 m/h。
　　3 应用效果
　　3.1 机械钻速大幅提高
　　和x1井完钻井深3450.00 m，平均机械钻速7.55 m/h，钻井周期46.25d，相比以往施工井钻井周期缩短23d，机械钻速提高30.96%。
　　3.2 轨迹控制各靶点数据符合设计要求
　　和x1井完钻井深3450.00 m，最大井斜41°，三个靶点全部中靶，各靶点数据及设计与实钻对比如表2。
　　4 结论
　　1）通过井身结构优化，封固大磨拐上部不稳定地层，有利于安全快速钻井。
　　2）采用三扶正器强稳斜钻具组合，有利于海拉尔区块定向井稳斜段井眼轨迹控制，减少起下钻频次，利于提高机械钻速。
　　3）通过优选高效km1652rpdc钻头，实现了南屯组的成功穿越，机械钻速明显提高。
　　参考文献
　　[1]李积泰.tp10cx井安全优快钻井技术[j].钻井技术论文集，石油工业出版社，2008.
　　[2]刘斌.海塔盆地直快钻井技术及发展方向[j].复杂结构钻井技术研讨会论文集，石油工业出版社，2010.
　　作者简介
　　申子臣，1988年毕业于大庆石油学院石油工程专业，现从事定向井、水平井现场施工及管理工作。