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TK104H水平井钻井工艺技术

塔河构造艾—桑油田位于新疆塔里木盆地沙雅隆起，1996年、1997年先增加钢架结构将立式实验变成卧式实验后实钻了一批探井和评价井，取得较为详实的实钻资料。TK104H井是为完善开发井，验证该构造开发方案中水平井的经济评价而设计的第一口水平井。该井于1998年6月19日开钻，同年9月29日钻至井深5 095m完钻。10月12日顺利下入φ177.8尾管至井深4 719.06m(斜深，井斜角87.80°)并固井成功，开创了塔里木盆地φ215.9井眼内下φ177.8套管至水平段的先例。该井完钻最大垂深4 581.78m，总水平位移635.44m，钻穿油层的井段长为405m，平均增斜率22.05°／100m，最大增斜率42°／100m，最大井斜角92.1°。1 设计简况 1.1 地质设计

TK104H井位于新疆塔里木盆地沙雅隆起塔河Ⅰ号构造，目的层为三叠系下油组。靶点A、B垂深为4 580.54m，方位角96.29°，井斜角90°，水平位移635m，水平段长365m。

中靶要求：轨迹上下摆动不得超过2.0m，A点半宽10m，B点半宽20m，水平段前后摆动控制在10m以内。 1.2 钻井工程设计

1.2.1 井身剖面设计

本井为长裸眼水平井，为安全、高效施工，井身剖面设计为直—增—增—增—稳五段制剖面(剖面数据见表1)。表1 TK104H井设计井身剖面数据井 段

(m)钻达垂深

(m)造斜率

(°／100m)井斜角

(°)位 移

(m)0～4320．084320．080．000．000．000～4420．084415．5730．0030．0025．590～4675．164572．5316．4772．00219．410～4726．594580．5435．0090．00270．000～5091．594580．540．0090．00635．00

1.2.2 井身结构选择

综合考虑生产后期斜井段作业，降低钻井成本，本井采用φ215.2.常见误差产生的缘由及消除方法9钻头一气钻穿斜井段和直井段下φ177.8套管至A点的井身结构(见表2)。表2 TK104H井设计及实际井身结构数据钻头

尺寸

(mm)钻达井深

(m)套管

尺寸

(mm)套管下深

(m)水泥返高

(m)设计实际设计实际设计实际444.50902.00898.00339..21地面地面311.154252.004252.00244..314250～3250窜槽1500～50地面215.95092.005095.00177.804100～.24～4719.0座垫64726～.06～4112.24139.70

割缝衬管4726～5091.594719.06～5093.19管外封隔

2 井眼轨迹控制技术 水平井成败的关键是能否控制井眼轨迹的变化。斜井段是水平井轨迹控制的基础井段，只有把斜井段的轨迹控制好，才能保证水平井顺利完成。在本井实际施工过程中，根据井眼轨迹变化，及时调整钻具组合和钻井参数，采用与导向钻井系统接近的动力钻具和转盘钻进结合的井眼轨迹控制方式和钻井模式，使井眼轨迹得到了较好的控制。现将各井段施工情况介绍如下。 2.1 直井段

为减少定向造斜施工难度和时间，有利于下部井眼的轨迹控制，在直井段施工中，采用每钻进300m单点测斜，每两趟钻测一次ESS，多点数据监控、间隔吊打和大钟摆钻具组造成冲击合钻进等防斜打直技术措施，有效地控制了直井段井斜。造斜点井斜角0.6°，位移4.03m。直增进海上边贸运输集散中心的构成井段钻具组合见表3。钻井参数：φ444.5井眼钻压100kN～270kN，转速80r/min，排量50L/s，泵压8.5MPa；φ311.15井眼钻压270kN～280kN，转速70r/min～80r/min，排量40L/s～42L/s，泵压17MPa～19.5MPa；φ215.9井眼钻压100kN～120kN，转速75r/min～80r/min，排量28L/s，泵压18MPa。 2.2 增斜井段井眼轨迹刮胶控制技术

定向造斜段选用1°×1．25°双弯螺杆钻具组合(见表3序号4)，配MS3有线随钻测斜定向系统随钻监测。定向初始工具面角控制在96.29°的设计线上。由于在小井斜角时方位漂移不易控制，造斜开始以增斜为主，允许方位在83°～96°之间漂移，随着井斜的增加(大于6°)，方位趋于稳定，工具面角转为高边工具面定向钻进，这样既便于方位控制，又能在较短时间内获得预期的增斜率和井眼轨迹。从井深4 320m定向钻进至4 403.06m，钻压50kN～100kN，排量28L/s，井斜由造斜点的0.6°增加到29°，方位91°，增斜率34.19°/100m，基本达到设计要求。

进入第二增斜段按设计要求组合转盘增斜钻具(见表精密铸件3序号5)入井钻进。钻井参数钻压100kN～135kN，转速70r/min，排量27L/s～30L/s，泵压16MPa～18MPa钻至井深4 427.97m，随钻测得井斜为30.7°，增斜率仅6.82°/100m，远低于设计16.47°/100m的增斜率。改变钻井参数，钻压由100kN增至135kN，到180kN时螺杆出现自锁现象，排量由30L/s降至27L/s钻至井深4 440.43m，井斜增加到31°，方位降至87.30°，仍没有达到预期效果。分析其原因可能为：

(1)地层可钻性好，钻时极快，增斜困难。

(2)地层岩性疏松，钻头近井底(小于5m)循环或排量大时，受钻井液冲蚀影响，在钻头处形成“大肚子”井眼。继续钻井时，稳定器不能起到“满眼”、扶正作精整设备

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