“三高”气田复杂深井水平井钻井液工艺技术
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术【摘要】深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术在油气开采中具有重要意义。
本文从技术概述、特点、介绍、原理和关键技术等方面对这些钻井技术进行了探究。
深井超深井钻井工程具有高温高压、井深大、技术复杂等特点，复杂结构井更是面临地质构造复杂等挑战。
垂直钻井技术在解决这些问题中发挥着重要作用。
未来，技术研究将持续推动深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术的发展，并对油气开采产生深远影响。
对这些技术进行深入研究，了解其发展趋势以及对油气产业的影响至关重要。
【关键词】深井超深井、复杂结构井、垂直钻井技术、钻井工程、技术研究、发展趋势、油气开采impact。
1. 引言1.1 深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术的重要性深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术在油气勘探开发中具有重要意义。
随着地表资源逐渐枯竭和人们对能源需求的不断增加，对深层油气资源的开发已成为当前的热点。
而深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术的运用则是实现这一目标的关键。
深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术可以有效提高油气采收率。
由于深层油气资源埋藏深度较大，常规钻井技术无法满足长距离的油气开采需求。
而深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术在探查前景、确定井位和提高产量方面有着独特的优势，可以有效提高采收率。
深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术可以减少工程风险。
深井钻井过程中会遇到高温高压、地层变化、井下环境等复杂情况，如果采用传统的钻井技术难以应对这些挑战。
而深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术具有更高的适应性和可靠性，可以有效降低工程风险。
深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术在油气勘探开发中具有重要意义，对提高采收率、减少工程风险等方面都有着积极的影响。
深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术的研究和应用具有重要意义和广阔发展前景。
1.2 研究背景随着石油和天然气资源的逐渐枯竭，人们对深层油气资源的开发需求日益增加。
深井、超深井和复杂结构井成为当前油气勘探与开发的重要领域，但其钻井技术的复杂性和困难度也相应增加。
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术深井超深井和复杂结构井的垂直钻井技术是钻井领域的重要研究课题，它们是对地下资源勘探和开发提出了更高的技术要求。
深井超深井主要指的是井深超过3000米的油气井，而复杂结构井则是指存在大量非均质地层或者构造复杂的地质条件下的井筒钻井工程。
本文将就深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术进行深入探讨。
一、深井超深井垂直钻井技术深井超深井钻井技术是油气勘探和开发领域的重点研究方向之一，因为地下资源的开发需求越来越多地转向深层资源。
在深井超深井垂直钻井中，最关键的技术挑战之一是井深带来的高温、高压和高硬度地层，这对井下作业的钻头、钻柱和钻井液等设备都提出了更高的要求。
而且，在深井超深井钻井中，井眼稳定和排屑及井环环空的完整性等问题也是需要解决的难题。
目前，针对深井超深井的垂直钻井技术主要有以下几个方面的研究：1. 高温高压钻井技术：高温高压环境下的固体控制、液相控制、井下设备选择等方面的技术研究和应用；2. 钻柱设计优化：传统的钻井钻具在高深度井钻造施工能力上存在局限性，因此需要研发更加稳定可靠的高深度钻具；3. 钻井液技术：针对深井超深井的地层条件，研究开发适应高压、高硬度地层的钻井液技术，以保证井钻的正常运行；4. 井下设备研发：研发适应深井超深井井下环境的各种井下设备，包括测井工具、定向钻井仪器等。
通过以上技术的研究和应用，可以有效解决深井超深井井下作业中遇到的各种问题，提高井深井的施工效率和成功率。
复杂结构井的钻井工程是指勘探开发中遇到非均质地层或者构造复杂的地质条件下的井筒钻井工程，这类井种在勘探开发中的比例逐年增加。
复杂结构井垂直钻井技术的发展也是为了满足对地下资源勘探和开发的需要。
复杂结构井钻井中，井筒的方向、倾角和弯曲度都不断变化，因此在施工过程中需要克服更多的困难和挑战。
1. 定向钻井技术：通过改变钻头参数、采用不同的钻头类型、优化钻柱结构等手段，实现对井筒方向的控制。
复杂结构井钻完井新工艺新技术
‴SPE85307：Shaybah油田至2003年相继完成8
口MRC（L4、L5），穿越油层长67.4km，单井 穿越长12.3km。共有四种井型：
1
2
Fig.1裸眼侧钻叉型井 3 4
Fig.2鱼骨状井
Fig.3叉骨结合8分支井
Fig.4套管开窗侧钻叉型井
四种井型效果对比表
由表可知：井型与长度重要，而直径更重 要
沙特等国MRC井主要经验：
1）
按地应力分布主-分水平段井轴均在σ小方向，分支过渡 处在σ小±30°±；
2） 采用大直径，技术套管7〃以上，尽量加大直径。主-分 井眼均要下入套（尾、衬、筛）管（不要裸眼）。主-分 交汇处原来（10年前）用膨胀水泥密封（达L4级），现 在用地面操作可控连接与拼合系统（Junction & Spit） 能达到L5、6，正采用L6a级（具井下分离装置）。在低 渗油田的ML井，MRC井主井眼与分支井眼均可分段选择性 压裂。
吉林油田培训班
2012年4月
1, 复杂结构井发展及现状 2，吉林油田水平井技术特点与难点 3，钻井技术关键（地质-旋转导向、智能钻井录井 另有专题） 3.1井型选择与井身轨迹设计 3.2 录井对设计与控制井轨的支撑作用： 3.3科学选择井身曲率半径-造斜率 3.4按地应力场确定井轴方位 3.5是否打导眼 3.6 扩大油层井段的井径---用边钻边扩法 3.7井眼扩大后下入膨胀管 3.8配合使用膨胀封隔器 3.9防碰技术 3.10其他 3.11智能钻井 4，完井工程智能化—— 智能完井 5，结论
• 胜利临盘油田开采几十年后主力断块开发 层已进入高含水期，因一般措施效果差， 于是采用水平井注采配套，51口水平开发 井（佔开发井3%）的产油量佔该油田产量 的7%。累计增产58.3万吨还增大储量。水 平井钻井成本仅是直井的1.2-2.0倍而产量 是3.0-9.3倍。
水平井钻井完井关键技术
水平井钻井完井关键技术摘要：随着新技术的不断发展，水平井完井技术作为连接钻井和石油开采而又相对独立的一门科学技术，为我国油气开发开辟了一种新的途径，并迅速在石油开采行业得到了广泛的推广和应用。
但是，目前水平井完井中存在的技术难点，仍然制约着该技术的进一步发展。
针对开采现场条件、设备的变化对水平井完井关键技术进行了探讨，以期为相关工作者提供一定的借鉴。
关键词：水平井；钻井；完井；关键技术引言我国石油产业近几年的规模不断扩大，为我国经济的发展提供了充足的石油能源。
但由于石油开采量的逐年增加也导致石油的产油量逐渐下降。
同时石油开采的地理环境也更加复杂，对石油开采的技术水平提出了更高的要求。
因此，我国石油企业为了解决这些问题，开始不断提高自身的钻井技术，从而保证油田的产油能力。
1水平井完井技术简介水平井完井技术于20世纪80年代开始用于石油工业勘探开采领域，我国于20世纪90年代引进、推广、应用，为我国提高油气开采效率和开采质量发挥了巨大的作用。
完井作业作为钻采过程的最后一道工序，同时又是采油的开始，为国内外油气田开采带来了巨大的社会效益和经济效益。
水平井完井技术是指水平裸眼井在钻井时，一旦达到设计井深，就应具有以一定结构将井底和油层联通的工艺过程，这样建立起来的水平井能为油层提供更多关于油层储藏的信息，对丰富人们对油藏的认识具有极大的作用。
完井方式的优选、完井工具的开发以及完井质量的好坏直接关系到探井能否顺利实施、油井能否长期稳定使用，并最终影响到油田的经济效益。
因此，在进行水平井完井作业时，必须严格遵守一定的原则，保证完井顺利进行。
2重点探区钻井完井技术2.1超深井安全高效钻井关键技术为降低超深井钻井过程中的钻井液漏失量并提高机械钻速，在建立地层压力剖面、研究井漏与井眼失稳机理的基础上，优化了井身结构，研制了系列钻井提速工具，研发了微流量早期监测系统及防漏堵漏浆，形成了超深井安全高效钻井关键技术，并取得了较好的应用效果。
“三高”气井测试井下复杂情况分析与对策探讨
文 章 编 号 ：０ ６ ７ ８ （ Ｏ Ｏ ２ 一 ｏ ３ 一 Ｏ １０ － ９１ ２１ ）３ ０５ ２
ＰＧＩ 井 在 ＡＰＲ 测 试 过 程 中 ， 用 ０Ｍ Ｉ 阀 ＋ Ｏ 采 Ｎ
川 东北 地 区储 层 埋 藏深 ， 有 高 温高 压 高 含硫 具 特 征 ， 体 成分 复杂 ， 探 程度 低 ， 井试 气难 度大 。 流 勘 完 自２ ０ ０ ７年 在 川 东 北 工 区 开 展 试 气 工 程 以 来 ， 试 过 测 程 发 生 工 具 失 效 、 下 落 物 等 复 杂 情 况 的 层 次 达 到 井
４ ， 结 分 析 川 东 北 工 区 深 层 含 硫 气 井 测 试 事 故 ０ 总 及 复杂 事 件经验 ， 析测 试难 点 ， 利于优 化试 气工 分 有
程设计 ， 少井 下事 故发 生 ， 推进 “ 高 ” 井 勘探 减 对 三 气
开发进 程有 重要 意 义 。 １ 川 东北 “ 高” 硫 气 藏地质 特征 三 含 川 东 北 深 层 气藏 埋 深达 ６ ０ ￣７０ｍ， 层 压 ００ ００ 地 力达 ７ ０～ １ ０ Ｐ 温 度 达 １ ０ １ ０ ， 测 试 的 ３ Ｍ ａ， ２ ～ ７ ℃ 已 Ｐ １ Ｇ ０井 长 兴 组 Ｈ２ Ｓ含 量 达 ３ ． ７ 。 ９ ８
ＬＰ Ｒ— Ｎ 阀 工 具 组 合 ， ４次 操 作 ＯＭ Ｉ 阀 换 位 成 功 Ｎ 后 ， 续打放 压 １ 连 ０次 ， 能 使 ＯＭ Ｉ 阀 至 循 环 位 ， 未 Ｎ 工 具 起 出 后 发 现 阀 内部 卡 死 。此 事 件 说 明 ０Ｍ Ｉ 阀 本 Ｎ 身 的 性 能 不 稳 定 ， 作 次 数 过 多 会 增 大 该 工 具 失 效 操 风险 。 ２ ２ 井 下 落 物 事 件 频 发 ．
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术【摘要】深井、超深井和复杂结构井钻井技术是石油工程领域的重要研究课题。
本文旨在探究这些钻井技术的发展现状、工艺特点、设备创新以及工程实践案例。
通过对深井和超深井的钻井技术进行分析，可以了解到其在油气勘探中的重要性和应用价值；而对复杂结构井的垂直钻井技术研究则有助于解决在地质复杂地区开采难题。
结合工程实践案例分析，可以总结出钻井技术的发展趋势和应用前景展望。
通过本文的研究，可以为深井、超深井和复杂结构井钻井技术的进一步发展提供一定的参考和借鉴。
【关键词】深井、超深井、复杂结构井、垂直钻井、技术探究、研究目的、研究意义、钻井工艺、钻井设备、工程实践、案例分析、技术发展趋势、应用前景、总结。
1. 引言1.1 探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术研究目的：深井、超深井和复杂结构井是当今石油工业开发中面临的重要挑战，钻井技术的发展将直接影响到钻井效率和成本控制。
本研究的目的在于探究深井、超深井和复杂结构井垂直钻井技术，提高钻井效率，降低钻井成本，减少钻井事故风险，促进石油工业的可持续发展。
研究意义：1.2 研究目的研究目的是为了深入探究深井、超深井和复杂结构井垂直钻井技术的原理和方法，提高钻井的效率和安全性。
通过对这些技术的研究，可以更好地了解地下岩层情况，准确预测油气资源分布，优化钻井设计方案，降低钻井风险，提高钻井成功率。
通过深入研究钻井工艺和设备创新，可以不断提升钻井技术水平，推动钻井行业的发展。
研究的目的是为了实现钻井领域的技术创新和进步，为油气勘探开发提供更可靠的技术支持和保障。
1.3 研究意义深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术的研究意义主要体现在以下几个方面：深井和超深井钻井技术的研究可以帮助我们更好地开发地下资源，满足能源需求。
随着地表资源的逐渐枯竭，地下资源的开采将成为未来发展的重要方向，而深井和超深井钻井技术的提升可以有效增加勘探开发成功率，提高资源利用率。
“三高”气田固井水泥体系探究
之下的 固井难题偏 多， 硫 化氢带有偏 高的腐蚀特性 ； 固井之后 常常遇有 环 空气窜， 造成环 空 带压 ， 增添 气田危 险。 为此 ， 有必要 辨识三 高气田范畴 内的各类腐蚀 ， 筛选适宜方案。对于 筛选地段 ， 应 当辨识 它的流 变特 性、 抗腐蚀特
性， 采纳最优技术 。 关键词 ： “ 三 高” 气田 ； 固井 水 泥 体 系 ； 技 术探 究 中图分类号 ： Ｔ Ｂ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ Ｊ ６ ７ ２ — ３ １ ９ ８ （ ２ ０ １ ５ ） １ １ — ０ １ ８ ４ — ０ １
３ 判 断抗 腐 性 能
为了查验水泥 浆体 系特 有 的抗腐 性 能 ， 测 定 了各 类配方 。查验对 象涵 盖 了二氧 化碳 特有 的腐 蚀 、 硫 化 氢的腐蚀 。测定指标被设定成总 质量 、 物 质渗透 率 、 物 质抗压强度 、 原材腐 蚀深 度 。采 纳环 境 电镜予 以精 准 扫描并定位 ， 查验 内部构架 的变更状态 。 ３ ． １ 制 备 测 验 样 本 依照拟定好 的 流程 ， 调 配得 到最 优 的水 泥 浆 。调 制 好 的水泥 浆被 添加 在试模 以 内， 添 加 至养护 釜 。设 定 ９ ０ ℃这一初 始温度 ， 历经 两天再 予以脱 模 ， 然后烘烤 干燥 。把样本钻探 成 直径 ２ ６毫 米 、 长度 ３ ５毫 米 的水 泥岩心 ， 当作 对 比对 象 。
三高气 田凸显 的特 性 ， 是高产 及高压 、 硫 化氢 固有 采纳水泥浆 来规 避 固井 遇有 的气 窜 ， 保 障封 固质 含量偏 高。这类气 田固井 ， 需 要调 制成 最适 宜 的水 泥 量 。不 同类 别 微 粒 常 会 密 切 堆 积 在 一 起 ， 结 合 区 段 固 浆 。这就需要辨别水泥腐蚀 ， 提供 防腐对策 。水泥浆 细 有 的地质特性来 调 和这些 制 剂 ， 变 更 了体 系初 始 的稠 分出来 的多样组分及配料 ， 都带 有不同粒径 。采纳正 交 化 时间。调制 泥浆 带有 最低 的失 水总 量 、 优 良的流 变 试验来拟定 四类配 方。评价 测验 的对 象是水 泥石多 重 性 ， 可以规避气窜堵漏 ， 缩减 渗透率 。筛 选 的体 系整合 的抗腐蚀特性 ， 它涵盖了原材强 度、 材质渗透 率、 水 泥质 了早强水 泥、 低密度水泥 、 微膨胀态势 下的胶 乳 。 量损耗 、 腐蚀构架变 化 、 被侵蚀 的深度 。按 照测得数 值 表 １ 水泥浆体 系的各 类配方 来评判抗腐蚀的总年 限。调研 数据表示 ： 水泥浆提 升了 原有的固井质量 ， 适合三高气 田 ， 延长气井高气 田潜 藏着偏 复 杂 的总体地 质 ， 含 有偏 深气井 。这类气 田整 合 了陆相 及对应 的海相沉 积 ， 含 有偏高腐 蚀 特性 的硫化 氢 。海相 沉 积 潜藏 着 偏 多 断 层， 发育溶洞 裂 隙 ， 常常 严重 渗漏 。表 层 布设 的套 管 、 内侧油层套管 、 技术套管都 凸显 了这类井漏 ， 应采纳 水 泥浆 。气井温 度偏 高 ， 深 部压 力很 高 。有些 区段 夹 带 着盐水层 ， 被 归类 为多 压力 这样 的体 系。添加 进来 的 水泥浆应能抵抗高温 。 对 于超深 气井 ， 要 设 定偏长 的封 固段 。上 下温 差 偏大， 水 泥浆很 易缓凝 。深部 固井 很艰难 ， 不能确保 质 量 。有些气 田偏 陡， 倾角常会 超 出 ４ Ｏ 。 。这类倾斜 构架 潜藏着垮 塌的威胁 ， 直径并 不规则 ， 居 中布设套管很 艰 难 。泥浆顶 替成效 不佳 ， 第 二界 面没 能胶 结 。井下 含 有偏 多的酸性 物 ， 增 添腐蚀 特性 。腐蚀 出现气 窜状态 ， 窜至井 口的这类气流会显示 出环空带压 。 水泥环柱特有 的价 值 ， 是 阻 隔了层级 内的水体 及 油气 ， 保护 支撑 套 管 ， 延 长气 井 年 限 。环 柱 包 裹着 套 管， 但环柱也提快了套管的腐蚀 速率 。对于 三高气 田 ， 应侧重辨别水泥石特有的腐蚀机制 ， 采纳抗腐材料 。
三高油气井定义标准
三高油气井定义标准
三高油气井是指具有以下特点的油气井：
1. 高压油气井：以地质设计提供的地层压力为依据，当地层流体充满井筒时，预测井口关井压力可能达到或超过35MPa的井。
2. 高含硫油气井：地层天然气中硫化氢含量高于150mg/m3 (100ppm)的井。
3. 高危地区油气井：指在井口周围500m范围内有村庄、学校、医院、工厂、集市等人员集聚场所，油库、炸药库等易燃易爆物品存放点，地面水资源等敏感区域的油气井。
综上所述，三高油气井的定义标准主要包括压力、含硫量以及地理位置等方面的高风险特点。
这些油气井由于其特殊的地质条件和高风险因素，对其进行开采时需要采取严格的安全措施和管理手段。
水平井分支井完井工艺技术
水平井分支井完井工艺技术水平井和分支井是石油勘探开发领域中常用的完井工艺技术。
水平井通常用于改善油田开采效果，而分支井则常用于开采难以到达的底部油层。
水平井完井工艺技术采取了一系列步骤，首先是选定合适的井位。
然后，通过钻井工艺，将井孔扩大到相应的水平段长度。
接下来是套管下入和水平段贯通，使用扩孔器对水平段进行扩孔处理。
在经过钻井液清洗井孔的工序之后，就可以进行水平井导向装置的安装了。
导向装置的作用是保证水平井在水平段中的定向钻进，使得井孔与油层的接触面积更大。
分支井完井工艺技术则与水平井有所不同。
在井眼清洗和套管下入过程之后，需要进行便携井眼下入器的安装。
便携井眼下入器的设计使得它可以在井眼内垂直导向，以便在需要的地方进行分支井贯通作业。
一旦在适当的地方完成贯通操作，井眼下入器就会将分支井导向到底部油层。
不论是水平井还是分支井，完井工艺技术的核心目标都是最大限度地增加与油层接触的面积，提高油井的产能。
在完井过程中，不仅需要合理选择井位和完井装备，还需要注意施工过程中的质量控制。
例如，钻完水平段后，对井孔进行质量评估，确保井眼质量符合要求。
在井眼下入套管时，还需要特别关注套管的质量，以保证其在油井压力下的可靠性。
总之，水平井和分支井的完井工艺技术是石油勘探开发的重要环节。
正确选择井位、合理安装完井装备以及保证施工质量，能够最大限度地提高油田开采效果，为石油勘探开发做出贡献。
水平井和分支井是石油勘探开发领域中常用的完井工艺技术。
水平井通常用于改善油田开采效果，而分支井则常用于开采难以到达的底部油层。
水平井完井工艺技术采取了一系列步骤，首先是选定合适的井位。
井位选择的关键是确定油层的特征和开采目标，同时考虑地质条件和工程可行性。
根据地质、地层和其他条件，工程师利用必要的地质数据和工程参数，进行井位优选，并进行模拟和评估，最终确定最佳井位。
然后，通过钻井工艺，将井孔扩大到相应的水平段长度。
这个过程需要使用钻机和合适的钻具，根据设计要求实施作业。
复杂条件下深井超深井固井技术
堵漏纤维对水泥石强度的影响
保证水泥石的均质性 减少水泥石的收缩裂缝，提高水泥石的抗渗性与耐久性 降低水泥石的脆性 有效提高水泥石的抗裂能力 大大提高水泥石的抗渗透、防窜性能 增强抗冲击能力
水泥石抗冲击韧性对比
冲击73 次后
冲击87 次后
高强低密度水泥浆技术 高密度固井水泥浆技术 防漏堵漏的纤维水泥浆技术 长封固段、大温差固井水泥浆技术 水平井、小间隙井固井水泥浆技术 几点感想
高强低密度水泥浆技术 高密度固井水泥浆技术 防漏堵漏的纤维水泥浆技术 长封固段、大温差固井水泥浆技术 水平井、小间隙井固井水泥浆技术 几点感想
加重材料的选择
固体加重：目前现场主要使用 的有赤铁矿、重晶石、钛 铁矿、锰矿等加重剂，其主要缺点是加重水泥浆密度有限 ，水泥浆性能难以保证。
液体加重：移植液体加重钻井泥浆的思路，采用无机盐加 重配制水泥浆的基液，目前室内试验已经取得成功，有待 在现场应用检验。
井漏是钻井中最普遍、最常见而损失常常较大的 复杂情况，任何钻井地层、任何深度、任何种类、任 何地质年代的岩石都有可能发生井漏。
井漏不仅损失大量的钻井液，消耗钻井时间，延 长建井周期，而且有可能引起井喷、井塌、卡钻等一 系列其他井下复杂情况及事故，甚至导致井眼报废， 造成重大经济损失。
纤水泥浆技术 防漏堵漏的纤维水泥浆技术 长封固段、大温差固井水泥浆技术 水平井、小间隙井固井水泥浆技术 几点感想
水平井固井技术
深井、超深井中水平井固井区别于浅中深水平井固井的 突出难点是： 井下条件更苛刻，施工工艺受限制 井眼清洁难，顶替效率难保证，压稳更困难 水泥浆在高温下稀释，难以实现零析水 同时，深井、超深井水平井往往与小间隙，无法加放扶 正器等技术难点同时存在。
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四、现场运用效果
2、2446～5342 m井段 （1）防止形成岩屑床技术：（天东97X井井浆流变性能 ） 从实钻情况看，井浆携砂能力，没有发现有岩屑床的存在， 下套管一次到井底，无阻卡。
井深 m 2446～2900 2900～3156 3156~4970 4970～5342 测温 ℃ 45 45 45 45 ρ g/cm3 1.25～1.39 1.50～1.53 1.94～2.13 2.03～2.05 FV S 39～41 45～53 50～62 50～58 FL （Ml） 8～5 4.4～6 1～3 0.8～1 K mm 0.5 0.5 0.5 0.5 PH 9 9 10 10 G1 Pa 1～2.5 1～3.5 2.5～5 2.5～3 G2 Pa 2～5 3～7 8～12 10～ 12 Φ6 2～ 1 2～ 4 3～ 7 5～ 7 Φ3 1～ 0 2～ 3 3～ 6 4～ 6
防喷防漏
防卡 防漏
二、天东97X井主要钻井难点 天东 井主要钻井难点
1、复杂、多压力系统。油气层活跃，易喷易漏。实钻钻井液 密度1.25～2.15 g/cm3，极易粘附卡钻。飞仙关组H2S含量达 120.67 g/m3，存在多重安全风险。 2、地层岩性复杂。易造浆、垮塌、掉块、缩径。 3、定向造斜点井深、位移大，井眼轨迹变化大。有两个定向 造斜扭方位点（第一次定点造斜井段为2945.53m～3158.5m和 第二次定点造斜井段为3185m～3304m，最大狗腿度为7.8）， 造成井下摩阻成倍的增加，起下钻摩阻最高达130吨。在两次定 点造斜后，井斜由5.7度↗10度↘45.1度↗42.73度↗51.77度 ↘48.03度，方位由317度↗326度↘0.6度↗157度↗143度 ↘150.7度，在井下形成一个大 “S” 井眼，和两个小 “S” 井眼。 4、钻井速度慢。该井段机械钻速平均1.1m/h，裸眼段长达 2896 m，钻井周期长达300天。 5、钻井液密度窗口狭窄。4500~4800m、5100~5200m两段， 钻井液的密度窗口＜0.02 g/cm3。
天东97X井地质情况 层位 J 2S J 1L J1dn T 3x T2l11 T1j52 T1j51 T1j44 T1j43 T1j42 T1j3 T1j2 T1j1 井深 m 800 1021 1354 1824 1905 1971 2002 2091 2124 2246 2385 2565 2901 泥云岩、石膏、 灰岩、云岩、灰 岩 岩性 泥岩夹砂岩 页岩夹砂岩 泥砂岩灰岩 页岩、砂岩夹煤 泥、云岩石膏 防磨防漏 防垮防漏 提示 层位 T1f4 T 1f
三、钻井液技术思路
1、选用抑制性强、抗膏盐污染污染强的钾聚磺主体钻井液体 系,解决泥质、铝土质页岩的分散性造浆问题。 2、在防喷、防漏、防高压差粘附卡钻要素间，寻找合理的钻 井液密度。 3、控制尽可能低的钻井液坂土含量和固相控制，提高井浆对 加重剂、岩屑研磨固相、处理剂固相的容纳能力。 4、确保含油量、固/液复合润滑、垫注固体润滑剂，提高井 浆的润滑性，保证泥饼质量致密、韧性好，降低起钻摩阻。 5、优化控制井浆流变性和失水造壁性（特别是在4000 m以 上的HTHP性能），防止高密度、长井段（ 1800 m ）复合曲率 定向钻进井段岩屑床的形成，增强井浆携砂能力。 具体措施：优化了聚合醇－钾聚磺钻井液体系，一是选用KCl、 聚合醇、大分子聚合物、多软化点FRH、PPL等，增加抑制、 封堵；二是严格控制合理的钻井液密度和粘度、切力，保持较 低的高温高压失水及压缩性好的泥饼。
“三高”气田复杂深井水平井钻井液工艺技术 三高” 三高
作者： 王新学 贾兴明 周华安 杨兰平 宋世华
单位： 四川石油管理局川东钻探公司
二○○六 年 九 月
“三高”气田复杂深井水平井钻井液工艺技术 三高” 三高
摘要: 川渝东部气田的地质倾角大、压力系数高、天然气中 含硫化氢浓度高，简称“三高”--高陡构造、高压、高含硫气田, 天东97X井是位于该气田五百梯构造南端轴部偏东翼一口水平 井。该井二叠系、三叠系近3000 m裸眼地层钻进中，具有多压 力系统并存、岩性复杂、井壁不稳定、钻井速度低、复合曲率 小半径大位移等特点，钻井液性能调整控制窗口窄。实钻中采 用以聚合醇-钾聚磺为主体的强封堵、强抑制、强胶结多功能钻 井液，结合复合润滑多元防卡措施，防止岩屑床的形成，探索 出了三高气田2.05 ~ 2.15 g/cm3超高密度下水平井中定向钻进、 防塌、润滑防卡、流变性控制及电测、下套管特殊作业下的钻 井液工艺技术。
5.70 10.00 2.50 1.30 0.80
317.30 326.70 0.60 22.20 157.30
5073 5300
51.77 48.03
149.88 150.71
一、天东97X井地质工程概况 天东 井地质工程概况
3、地质特点，井身结构及钻井液密度变化示意图
井身结构为：ф660.4 mm×22.00 m ф444.5 mm×282.00 m ф311.2 mm×2446.00 m ф215.9 mm×53342.00 m
天东97X井垂直投影图
视平移
-300 -100 100 300 500 700 900
0
500
1000
1500
垂直深度
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
一、天东97X井地质工程概况 天东 井地质工程概况
2、实钻井斜、方位的变化情况
井深 m 2475 2850 3000 3050 3100 井斜 ° 方位 ° 井深 m 3175 3225 3275 3325 3650 井斜 ° 1.34 7.35 19.27 27.43 39.45 方位 ° 138.06 138.24 140.67 139.97 142.37 井深 m 3750 4175 4501 井斜 ° 41.32 45.01 42.73 方位 ° 143.05 144.62 144.80
四、现场运用效果
1、0～2446 m井段 采用“三超强“聚合物体系快速钻完直井段。无固相井段维 持密度在1.02~1.05之间，FV大于30秒；低固相配方为：50% 井浆 + 40% 白土浆 + 2~3% FRH + 2~3% PPL + 1% LV-CMC。 2、2446～5342 m井段 使用聚合醇－聚磺钻井液体系，其重点和关键是：在大斜度 井段的防止形成岩屑床控制工艺技术、防塌控制工艺技术、摩 阻控制工艺技术（防卡、钻井液润滑性）。该井段钻井液基础 配方为：８0% 井浆 +２0% ＦA367（1/100N） + 3% RSTF + 2~3% FRH + 2~3% PPL （1）防止形成岩屑床控制工艺技术：防止岩屑床形成，必须 尽可能降低岩屑沉降速度。途径：一是增大浮力，即提高钻井 液密度。二是增大岩屑的沉降阻力，即增大泥浆的结构强度和 上返速度。必须保证钻井液在高温高压下、低剪切速率下具有 较低的粘度和初始凝胶强度，即高温高压流变仪3转/分读值和 初切值要高，但终切要低，使之有较好的流动性。
一、天东97X井地质工程概况 天东 井地质工程概况
天东97X井是五百梯构 造南端轴部偏东翼的一口 水平井，斜深5342 m、 垂深4754 m。为复式曲 率井眼轨迹设计，曲率变 化大，实际A点4743.36 m、B点 5342 m，水平位 移1135 m，水平段长 1728 m，最大井斜角52 °。目的层是石炭系 （C2hl），层厚较薄、长 厚比大，中靶的难度系数 大，是川渝地区高难度深 井之一。垂直投影见右图
四、现场运用效果
2、2446～5342 m井段 （2）防塌控制工艺技术 “严封堵”，提高井浆造壁能力，增强防塌效果 。龙谭、 梁山组，岩性复杂、夹层多，层理微裂缝发育，具有力学失衡 与水敏垮塌的双重坍塌风险，阻止其垮塌的关键是减少微裂缝 渗进自由水。一是尽量降低失水，二是改变渗入水的性质。要 降低失水就必须有效地封堵地层微裂缝，增强钻井液的造壁能 力，提高泥饼质量。天东97X井井浆失水造壁性情况见下表
井 段 m 2446～2900 2900～3156 3156～4950 4950~5342 层 位 嘉二3～嘉一 嘉一～飞三～一 飞三～一～长兴 长兴～石炭系 HTHPFL/K Ml/mm 10~15/2~3 10~15/2~3 4.8~12/1~2 4.8~12/1~2 APIFL/K Ml/mm 5~8/0.5~ 1 4~6/0.5 1~4/0.5 1~1.2/0.5 HTHPFL/K（动） Ml/mm 12.4~18.8/1.5~2. 5 13.4~15.6/2.5~3 4.4~10/1~1.5 5.6~11.6/1~1.5 体 系 聚磺 钾聚磺 钾聚磺 聚合醇钾聚磺
四、现场运用效果
2、2446～5342 mቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ段 （3）摩阻控制工艺技术（天东97x井井浆润滑性能情况）
井深 m 2900 3500 4000 4500 4800 4900 5100 5342 井 段 2446～2900 2900～5342 LEM μ 0.075~0.086 0.074~0.088 0.061~0.065 0.095 0. 086 0.072 0.062 0.066 极压润滑系数 μ 0.2~0.24 0.18～0.21 ～ 0.17～0.19 0.25～0.27 0.21～0.24 0.18～0.24 0.17～0.19 0.15～0.18 起钻摩阻 5~8吨 90~110吨 45分钟泥饼摩擦系数Kf 0.1235 0.1187 0.1140 0.1045 0.0998 0.092 0.0950 0.0998 下钻摩阻 5~8吨 20~28吨 体系 钾聚磺 聚合醇钾聚磺 滑块式泥饼摩擦系数 Kf 0.054 0.054 0.054 0.054 0.054 0.054 0.054
四、现场运用效果
2、2446～5342 m井段 （3）摩阻控制工艺技术（防卡、钻井液润滑性） 严格控制钻井液密度在设计范围,切不可轻意增大钻井液密度， 处理过程中，维持密度在相对稳定的范围内。 保护稳定的井壁和良好的井眼净化，避免形成岩屑床, 是降低 摩阻与扭矩的重要前题。 加入足够量的降失水剂和沥青质的泥饼孔隙充填剂（如PPL、 NRH、FRH、JD-6），控制泥饼厚度。 提高泥饼质量，增强泥饼的抗剪切性，降低泥饼渗透率。 提高井浆润滑性，保持润滑剂和柴油的加量在5～12%范围。 充分使用固控设备，加强固控。 每次起下钻、电测、下套管前注防卡能力更强的泥浆，保证 成功起下钻。 使用固体润滑剂，如RGJ、片状石墨WN-8等。