摘要：小井眼钻进与常规井眼相比可以大大节约钻井费用,因此已经越来越多地应用于深井复杂井以及老井开窗侧钻等钻井作业当中。通过增加钻井液润滑性，增加钻进排量，降低环空压耗以及使用PDC钻头替换牙轮钻头四个方面能够有效的增加侧钻井小井眼的施工速度，在接下来的时间里，我们将继续发掘，研究更有效的井下减阻工具，同时兼顾四个提速方案，来提高小井眼井的钻进速度。
关键词：侧钻井井眼；托压问题；定向施工；钻进速度
小井眼钻进与常规井眼相比可以大大节约钻井费用,因此已经越来越多地应用于深井复杂井以及老井开窗侧钻等钻井作业当中。但鉴于小井眼的环空间隙小、压耗大、易塌、易漏的难题,对钻进过程中的小井眼钻井液技术也提出了新的挑战,如小井眼钻井要求钻井液具有良好的剪切稀释性、流动性、润滑性和良好的抑制造壁、防塌、悬浮携带能力。本文调研了国内外现有的小井眼钻井液技术,系统分析了小井眼钻井液存在的技术难点,从而确定出本文需要解决的钻井液难题:携岩悬岩问题、高密度下的问题,润滑防卡问题和储层保护问题。在常用的体系中选择出抑制性和储层保护效果好的成膜聚合物钻井液体系作为研究的基础浆,使其性能进一步优化和提高,从而满足小井眼钻进的需求。
1胜利油区小井眼侧钻井施工现状
目前，胜利油区施工的小井眼侧钻井，因为施工周期长，经济效益低，成为了钻井公司一个较为头疼的井型。在这类井施工中，往往存在磨阻大，定向施工困难，机械钻速低，频繁起下钻耽误周期等情况，一系列的问题使得小井眼侧钻井几乎不能盈利，造就了钻井公司不愿施工此类井型的不良结果。“四合一”钻具组合, 为提高定向井轨迹控制效果, 根据定向井位移大小选择螺杆与扶正器之间的短钻铤长度, 经过反复试验, 最终优选、确定了短钻铤的长度, 摸索出了该钻具组合在所钻地层的增降斜及其方位变化规律。对常规井而言, 水平位移在500m 左右的定向井, 短钻铤长度为3.0 ～3.2m, 水平位移在600m 以上的定向井, 短钻铤长度为3.2 ～4m。小井眼井的水平位移普遍较大,施工小井眼井位移在800-1300m 之间, 与常规井相比, 位移大了很多, 在选择短钻铤长度时一般是取上限。第一趟钻短钻铤一般选择3-4m,效果是不是最佳还需要不断对比验证。笔者初步认为小井眼采用的4 寸钻杆, 其柔性太强, 如果还是按照常规井选择“四合一”钻具组合的思路,通过短钻铤的长度控制钻具组合的增斜、稳斜、降斜效果, 其结果恐有偏差。
2增加钻井液润滑性及提升排量在小井眼钻进提速上的研究
对于小井眼的施工，钻进过程中磨阻是影响定向施工的一个重要方面，往往会因为托压问题导致定向施工速度很慢；而另外一个方面，钻进排量问题也是施工机械钻速无法提升的一个重要原因，排量的不足还经常导致岩屑不能顺利返出，引起不少井下复杂情况。
针对这些情况，我们在A区块进行了3口小井眼侧钻井施工实验，分别是Q1井，Q2井以及Q6井，通过研究该区块地层，发现该区块极少发生井漏事故，因此我们分别在这三口井有计划的制定了提升钻进排量和钻井液润滑性能，以此来研究两项数据带来的提速效果，具体实验数据见表1。
通过上表的实验数据可以发现，通过有计划的提升钻井液润滑性，增加钻进排量，能够有效的降低提升小井眼侧钻的磨阻，提升机械钻速，平衡定向钻进和复合钻进的速度，从而提升小井眼的施工速度。
3增加钻头压耗在小井眼钻进提速上的研究
钻头压耗同样是钻井参数中不可忽视的一项参数，针对小井眼的情况，我们考虑增加钻头压降，降低水眼尺寸，从而增加水功率。
在C井作业过程中，我们采用6mm和8mm的水眼替换了之前的9mm和10mm的水眼，在其他钻井参数都不变的情况下。通过实验数据可以发现，在适当减小钻头的水眼尺寸以后，泵压得到了不小的提升，从而大大增加了钻头水功率，最终使得小井眼的施工速度得到了提升。
表1 增加钻头压耗得到的实验数据
.png)
4使用PDC钻头代替牙轮钻头在小井眼施工中的研究
在侧钻井中，小井眼的钻进速度一直是耽误施工进度的一个大的障碍，本文详细介绍了通过增加钻井液润滑性，增加钻进排量，降低环空压耗，使用PDC钻头替换牙轮钻头等几个方面提升钻进速度。实验结果表明：通过以上方法，有效的降低了磨阻，减少了起下钻时间，提升了机械钻速，达到了预期效果。在上面两个方面的研究过后，增加钻井液润滑性，增加排量以及降低水眼尺寸，取得了不小的施工提速，我们考虑到了牙轮钻头的使用寿命问题，往往一口井都需要频繁的起下钻换钻头，这是一个非常耽误施工周期的工况，根据以往的施工井眼，一口小井眼的侧钻井，平均都将使用2～3个牙轮钻头，耽误了大量的时间。针对这一情况，我们使用型号为P3A19的PDC钻头在M79-1C井进行了实验，针对PDC钻头在定向时工具面不稳的问题，我们同时借用实验一的结论，将钻井液的含油量提到了6%，从而解决了这一问题，具体实验数据可以看出，在使用PDC钻头以后，减少了施工过程中的起下钻次数，减少了花在起下钻的时间，同时提升了钻进速度，从而增加了整体施工速度。
5小井眼施工风险及预防措施
5.1 防止敏感地层坍塌,优化添加剂用量
水敏性地层,遇水膨胀后发生坍塌, 如果此段KCl 加量大, 失水反而不好控制, 所以此段钻进时以控制失水为主,KCl 含量由原先15 吨降低至3-6 吨; 延长组中下部井段, 以硬脆性泥岩为主, 吸水膨胀后产生应力坍塌, 此段钻进,加强钻井液封堵性, 适量补充沥青粉, 同时补充6-8 吨KCl 进行防塌。
5.2 防止沙卡,确保井筒清洁
小井眼环空间隙小, 井筒内岩屑返出不及时, 最好每钻进100-150 米清扫井筒一次, 确保井筒清洁。上部井段主要以聚合物为主, 下部井段转化完泥浆后, 采用重浆进行举砂。每次5-8 方左右进行清扫, 返出重浆直接混入井浆中, 不刻意提钻井液密度。
5.3 防钻具刺漏,做好钻具入井前检查
小井眼施工过程中, 泵压长期维持在20MPa 以上, 容易造成钻具刺漏, 引发井下复杂事故。入井的钻具必须认真检查其双密封台阶面, 钻具的本体和耐磨带也要加强检查, 做好钻具探伤工作, 及时发现“有问题”的钻具, 防止发生钻具刺漏。
参考文献
[1]张建龙, 温伟, 刘卫东. 顺北1-4H井超深小井眼中短半径水平井钻井难点及技术对策[J]. 探矿工程(岩土钻掘工程), 2018(04):22-27.