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下 9-5/8〞尾管
 
4,573m 的 9-5/8〞尾管用 6-5/8〞 鉆 桿 輸 送， 在 12.2ppg（1.46g/cm 3 ）的鉆井液且沒(méi)有旋轉(zhuǎn)的情況下將尾管下至 9,175m 的測(cè)量深度，9-5/9〞尾管在 47 lb/ft（70kg/m）充滿空氣的情況下接近中性浮力，6-5/8〞輸送鉆桿填充了鉆井液，對(duì)尾管提供向下的推力。
 
由于大鉤負(fù)荷較小，需要考慮下尾管時(shí)的沖擊效應(yīng)，淺層尾管下入的平均速度為 10~12 stands/hr（2joints/stand ，2 個(gè)單根 / 每立根），一旦尾管下至穩(wěn)斜段，速度降至 6~7 stands/hr；隨著整個(gè)尾管下到井下，尾管仍處于 13-5/8〞的套管內(nèi)，屆時(shí)，接 6-5/8〞鉆桿并充滿鉆井液繼續(xù)送下尾管，此后，隨著充滿鉆井液的鉆桿長(zhǎng)度的增加大鉤負(fù)荷開(kāi)始增加，尾管下到接近預(yù)定深度前約 640m 時(shí)，接 6-5/8〞的加重鉆桿，以提供更大的推力，輸送尾管的鉆桿平均下入速度為 8~9 stands/hr。
 
作為應(yīng)急選項(xiàng)，在尾管下至預(yù)定深度前，如果遇到高摩阻下不去的情況，可以采用怠速旋轉(zhuǎn)下入，在此次的下尾管過(guò)程中，不需要旋轉(zhuǎn)就成功地將尾管下到了預(yù)定深度；而在另外兩次下尾管時(shí)必須進(jìn)行旋轉(zhuǎn)才能將尾管下到預(yù)定深度；一旦尾管下到底，尾管會(huì)被充滿鉆井液，坐定尾管懸掛器，接著，進(jìn)行尾管固井；然后，設(shè)定尾管頂部封隔器，接著進(jìn)行試壓作業(yè)。
 
下 8-1/2〞井段井底鉆具
 
下入 8-1/2〞生產(chǎn)井段的井底鉆具組合包括 PDC 鉆頭、定位鉆頭的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具、MWD、LWD、鉆鋌、5-7/8〞加重鉆桿、震擊器、5-7/8〞和 6-5/8〞鉆桿；井底鉆具組合 LWD中安裝了一個(gè)隨鉆壓力測(cè)量工具，用來(lái)測(cè)量?jī)?chǔ)層的壓力下降， 5-7/8〞 和6-5/8〞兩種鉆桿的上扣扭矩分別為 71,000和 80,000ft-lb（96.26 和 108.46kn-m），一個(gè) 70,000ft-lb（94.91kn-m）的頂驅(qū)扭矩限制被設(shè)定，以保持在鉆桿上扣扭矩的范圍內(nèi)。
 
鉆穿尾管鞋且鉆出 3m 新地層后，進(jìn)行地層壓力測(cè)試至 18ppg（2.16g/ cm 3 ），然后，水平生產(chǎn)井段在兩次井底鉆具組合的鉆進(jìn)下鉆至 12,700m的總井深，創(chuàng)下了測(cè)量深度的紀(jì)錄，第一個(gè)井底鉆具組合由于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的故障鉆至 10,102m，典型的鉆井 參 數(shù) 為： 鉆 壓 30,000~42,000lb（13,608~19,051kg）、轉(zhuǎn)速 115~160rpm、 鉆 井 液 排 量 450~530gal/min（1,703~20,06l/min），平均井底機(jī)械鉆速 16~35m/hr。
 
這 一 井 段 鉆 進(jìn) 時(shí) 的 井 下 扭 矩 在4,000~10,000ft-lb（5.42~13.56kn-m）之間，而地面扭矩達(dá)到了 70,000ft-lb（94.91kn-m）的最大值（頂驅(qū)扭矩的設(shè)置界限）；在測(cè)量深度 10,400m以 下， 地 面 扭 矩 在 60,000~70,000ft-lb（81.35~94.91kn-m）之間，為了控制地面扭矩在設(shè)置上限，向井內(nèi)添加了液體潤(rùn)滑劑，其濃度從 1% 穩(wěn)定地增至 4%，轉(zhuǎn)速也被減小，以控制地面扭矩；另外，增加了接單根和上提或松弛數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)倒劃眼井段的長(zhǎng)度（從 3m 到每次接單根時(shí)的一個(gè)單根，以及從一個(gè)單根到上提或松弛數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)的一個(gè)立柱）；泥漿脈沖發(fā)生器被密切監(jiān)控和調(diào)整，目的是使這個(gè)井段保持高質(zhì)量的信號(hào)傳輸，在經(jīng)過(guò)這個(gè)井段中間位置時(shí)，發(fā)生器的頻率從 4 赫茲變?yōu)?1 赫茲（Hz），以提高信號(hào)質(zhì)量。
 
在鉆達(dá)總井深后，倒劃眼裸眼井段，同時(shí)，增加了地層壓力數(shù)據(jù)采集，一旦井底鉆具組合處于 9-5/8〞尾管鞋以上，進(jìn)行大排量循環(huán)，以清除井底巖屑，凈化井眼；接著，井底鉆具組合下到井底，裸眼井段被替換為 11.9ppg（1.43g/cm 3 ） 的經(jīng)過(guò)過(guò)濾的非水流體，然后，將井底鉆具組合起至 9-5/8〞尾管鞋以上的井眼，進(jìn)行鉆井液循環(huán)，開(kāi)始過(guò)濾， 并向鉆井液中加入液體潤(rùn)滑劑，以促使下部完井裝置的下入；將井底鉆具組合上提至 9-5/8〞尾管頂部上方的井眼，循環(huán)，再將井底鉆具組合起出井眼之前繼續(xù)過(guò)濾。
 
8-1/2〞生產(chǎn)井眼的地層壓力
 
區(qū)塊 16 的 Z-44 井生產(chǎn)啟動(dòng)時(shí)間與 Z-45 井（設(shè)計(jì)的第二口井）水平段的完鉆時(shí)間幾乎為同一時(shí)間，這讓鉆探者有一個(gè)確認(rèn) Z-45 井生產(chǎn)井段油層垂深定位以及收集有關(guān)儲(chǔ)層連通性和生產(chǎn)特性的機(jī)會(huì)。
 
在鉆 Z-45 生產(chǎn)井時(shí)，為了確定油層的垂深位置，進(jìn)行了地層壓力測(cè)量，一旦壓力表明井眼鉆至油層的中間位置則保持水平，此時(shí)，Z-44 井開(kāi)始生產(chǎn)；為了搞清生產(chǎn)的早期效果，在 Z-45 井鉆達(dá)總深度后進(jìn)行倒劃眼時(shí)采集了一系列的地層壓力測(cè)量數(shù)據(jù)，在下鉆替換為過(guò)濾的鉆井液時(shí)，這些壓力中的三個(gè)重復(fù)出現(xiàn)。
 
后續(xù)的井由于開(kāi)采的原因，油層位置的地層壓力趨于遞減，因此，采用地層壓力判斷油層坐深的慣用方法已不起作用；然而，在 Z-45 井之后，鉆井會(huì)戰(zhàn)從北向南繼續(xù)進(jìn)行，Z-43 和 Z-42兩口井在區(qū)塊 16 范圍內(nèi)的背斜中心區(qū)域都遇到了更深的油層，之前打的井從未鉆穿過(guò)這個(gè)區(qū)域（或開(kāi)采過(guò)這個(gè)區(qū)域）；之前每一口完鉆井未鉆過(guò)的地層的單一地層壓力都在油層中部壓力的0.5psi 的范圍內(nèi)，表明這些井都坐落在目標(biāo)深度 ±0.5m 的垂深范圍內(nèi)。
 
完井
 
3,598m 長(zhǎng)的下部完井裝置下至12,672m 的 測(cè) 量 深 度， 完 井 裝 置 由1,449m 6-5/8〞×2、149m 5-1/2〞基管組成，構(gòu)成了一個(gè)由防砂篩管、預(yù)鉆孔的尾管和常規(guī)尾管、一組流入控制裝置和 16 個(gè)用于層間封隔的膨脹式封隔器組成的組合體；輸送鉆具由 6-5/8〞× 5-7/8〞鉆桿以及在井底的 5〞和5-7/8〞加重鉆桿組成，以增加壓曲抗力，輸送鉆具在達(dá)到目標(biāo)深度前不需要旋轉(zhuǎn)；然而，一旦接近目標(biāo)深度，旋轉(zhuǎn)只用于提高深度定位的精確性。
 
圖 4（左）給出了下部完井裝置下入期間的鉤載記錄，圖中顯示了連續(xù)的鉤載數(shù)據(jù)和記錄到的離散點(diǎn)數(shù)據(jù)，目的是監(jiān)視下入時(shí)的井下?tīng)顩r（如：松弛、旋轉(zhuǎn)以及松弛和旋轉(zhuǎn)時(shí)的鉤載）；借助旋轉(zhuǎn)工具，完井尾管頂部以上輸送鉆具的旋轉(zhuǎn)減小了軸向摩阻約 80%。
 
坐定尾管懸掛器，井在尾管頂部以上被替換為 9.1ppg（1.09g/cm 3 ）的非水流體；帶有滾輪交叉耦合保護(hù)裝置的 5-1/2〞油管下入井里，刺入9075m 處的尾管頂部；圖 4（右）給出了上部完井裝置下入過(guò)程中的鉤載記錄；進(jìn)入 13-5/8〞套管內(nèi)時(shí)觀察到的摩擦系數(shù)大約是 0.2，一旦油管進(jìn)入9-5/8〞尾管，由于滾輪交叉耦合控制保護(hù)裝置的作用，顯示出摩擦系數(shù)減小了 50% 或更多。已經(jīng)證明，上部完井裝置能夠順利下入，滾輪起到了一個(gè)關(guān)鍵性的作用。
 
一 旦 上 部 完 井 刺 入 下 部 完 井 的拋 光 孔 插 座（PBR：Polished BoreReceptacle）并安裝完采油樹(shù)，油管環(huán)空和油管內(nèi)被替換為柴油，然后，設(shè)定生產(chǎn)封隔器進(jìn)行試油，完井作業(yè)進(jìn)行了 15 天，2013 年 6 月 9 日結(jié)束。總之，整個(gè)鉆井及完井周期用了大約70 天。 經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)
 
這批超長(zhǎng)大位移井成功鉆探的一個(gè)關(guān)鍵因素是井底鉆具組合下井的使用壽命，因?yàn)橐粋€(gè)一次下井的井底鉆具組合為了替換一個(gè)損壞的工具而不得不進(jìn)行起下鉆，由此增加了 5 天的作業(yè)時(shí)間；過(guò)長(zhǎng)的裸眼暴露天數(shù)增加了井下?tīng)顩r的惡化風(fēng)險(xiǎn)，為了掌握井底鉆具組合的振動(dòng)趨勢(shì)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)估；在延長(zhǎng)井底鉆具組合使用壽命方面的另一個(gè)重要因素是有效的固相含量控制，這是因?yàn)樘幱诘椭亓腆w的巖屑或砂粒能夠造成井底鉆具組合中的工具或器件的磨損或損壞，從而導(dǎo)致定向鉆井失敗；最好的振動(dòng)篩目在開(kāi)始鉆 17-1/2〞井眼時(shí)就已安裝，而且，所有的固控設(shè)備在各個(gè)井段的鉆進(jìn)過(guò)程中都全程運(yùn)轉(zhuǎn)，以控制低重力固相顆粒的增加，從而能延長(zhǎng)井底鉆具組合的使用壽命。
 
井下過(guò)濾器短節(jié)被安置在所有井底鉆具組合的鉆鋌上方，用于濾除殘?jiān)退樾?，這些殘?jiān)蛩樾紩?huì)干擾或影響井下泥漿脈沖發(fā)生器旋轉(zhuǎn)組件以及MWD/LWD 工具渦輪裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，互補(bǔ)的變化也在 17-1/2〞和 12-1/4〞兩個(gè)井段的 MWD 脈沖發(fā)生器裝置的外形和間隙方面取得了效果，以減小可能的干擾和對(duì)器件沖蝕的磨損率；另外，開(kāi)發(fā)了一個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)強(qiáng)度建模能力，以評(píng)估泥漿脈沖發(fā)生器的信號(hào)性能，優(yōu)化 MWD 信號(hào)強(qiáng)度參數(shù)，為的是使整個(gè)項(xiàng)目獲取最大的數(shù)據(jù)傳送率。
 
鉆井過(guò)程中的扭矩管控是另一個(gè)關(guān)鍵因素，總的來(lái)說(shuō)，在鉆 12-1/4〞井眼時(shí)頂驅(qū)扭矩是個(gè)限制因素，而在8-1/2〞井眼鉆桿接單根時(shí)的上扣扭矩能力是個(gè)限制因素，大多數(shù)地面扭矩的輸出在鉆柱克服井眼的摩擦力方面都竭盡了全力；在 8-1/2〞井眼，實(shí)際上小于 15% 的地面扭矩被傳送到鉆頭，就連續(xù)扭矩輸出而言，最大的頂驅(qū)被安裝在了 Yastreb 鉆機(jī)上，頂驅(qū)上的電動(dòng)馬達(dá)功率升級(jí)了 17%，用在 12-1/4〞井眼的更大功率的馬達(dá)能在 170~180rpm 的高轉(zhuǎn)速下提供 70,000ft-lb（94.91kn-m）的連續(xù)扭矩，用在 12-1/4〞井眼的更大外徑的 6-5/8〞鉆桿的上扣扭矩高 達(dá) 80,000 ft-lb（108.46kn-m）；在 8-1/2〞井眼，使用了一個(gè) 6-5/8〞×5-7/8〞鉆桿的錐形鉆具，原因是較大外徑的鉆桿只能用在 9-5/8〞尾管的上端，在鉆該井段時(shí)，5-7/8〞鉆桿接單根時(shí)的上扣扭矩能力是個(gè)限制因素，地面扭矩必須設(shè)置在一個(gè) 70,000 ft-lb（94.91kn-m）的最大值，以保持在5-7/8〞鉆桿上扣扭矩的范圍內(nèi)，為了能保持在最大地面扭矩的范圍內(nèi)，減小了鉆進(jìn)時(shí)的鉆柱轉(zhuǎn)速。
 
鉆柱由于長(zhǎng)度的因素，扭矩會(huì)不可避免的顯著波動(dòng)，而地面扭矩和轉(zhuǎn)速可以被監(jiān)控，這些參數(shù)不能通過(guò)鉆柱本身進(jìn)行監(jiān)控；扭矩和轉(zhuǎn)速在接近鉆頭的井底鉆具組合也能被監(jiān)測(cè)，在鉆柱扭矩和轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)不能很好掌控的情況下，有必要安裝一些能夠監(jiān)測(cè)和記錄鉆柱動(dòng)態(tài)參數(shù)的井下傳感器組件，以提高對(duì)鉆柱非穩(wěn)態(tài)行為的了解。
 
大位移井由于井眼摩阻大的原因，它的另一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)是輸送長(zhǎng)裸眼砂控完井裝置到更深的深度，由于存在可能的篩管堵塞或損壞，設(shè)計(jì)原則不包括完井裝置的旋轉(zhuǎn)，這就給下部完井裝置的長(zhǎng)度、目前主張的約 3,500m 的裸眼長(zhǎng)度（加上在 9-5/8〞尾管內(nèi)的重疊部分）以及完井基管的屈曲程度帶來(lái)了一個(gè)設(shè)計(jì)限制，下入 6-5/8〞×5-1/2〞的錐形基管，以減小管柱的重量和由此引起的高摩阻；盡可能增加裸眼段的長(zhǎng)度，以便位移更加延伸，使得更多的儲(chǔ)層得以開(kāi)發(fā)；這項(xiàng)前沿技術(shù)正在進(jìn)行之中，這一能力的開(kāi)發(fā)正在薩哈林島的鉆井作業(yè)中得到應(yīng)用。第一組區(qū)塊 16 的井證明，僅僅與MWD 測(cè)量技術(shù)相比，用一個(gè)參考?jí)毫?duì)深度梯度的變化來(lái)對(duì)比儲(chǔ)層以上的地層壓力，可以提高井與井之間垂直著陸深度的一致性；雖然該技術(shù)的構(gòu)思是針對(duì)一個(gè)大位移環(huán)境下開(kāi)發(fā)一個(gè)薄油層的鉆井挑戰(zhàn)，最初的成功已經(jīng)引起多方關(guān)注，目前 Chayvo 油田所有井的鉆井設(shè)計(jì)都采用了該技術(shù)，以提高油層垂深判斷的準(zhǔn)確性。
 
Chayvo 油田所有設(shè)計(jì)的六口井都成功地實(shí)現(xiàn)了鉆井和完井，三口井超 過(guò) 了 此 前 12345m 測(cè) 量 深 度 的 紀(jì)錄，最長(zhǎng)的 Z-42 井創(chuàng)下了測(cè)量深度12,700m、 位移 11,739m 的世界紀(jì)錄，五口井的測(cè)量深度超過(guò)了 12km，大位移鉆井已經(jīng)穩(wěn)步展開(kāi)，成功的關(guān)鍵因素在于：一是多學(xué)科的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，充分的設(shè)計(jì)時(shí)間；二是科學(xué)而完善的鉆井設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜工藝和應(yīng)急挑戰(zhàn)；三是適合目的大位移鉆機(jī)和設(shè)備，充分運(yùn)用地層評(píng)價(jià)技術(shù)和工具；四是訓(xùn)練有素的作業(yè)團(tuán)隊(duì)，執(zhí)行有效的工藝流程。（完）