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一、 背景介绍
史南油田属于济阳坳陷东营凹陷中央断裂背斜带构造，油层埋深较深，沙三中储层发育，该油田多数井完钻井深在3300-3600m之间， 并且多为二开长裸眼井。上部地层主要由浅色、棕红色泥岩及棕色泥岩、粗砂岩和含砾砂岩等岩性组成， 地层压力系数在1.0左右， 其中泥岩极易吸水膨胀， 砂岩渗透性较好，下部地层压力系数在1.35-1.50之间。下部地层主要是大段灰绿色泥岩、褐灰色泥岩、黑褐色泥岩、油页岩、白云岩及粉砂岩等组成，其中泥页岩水敏性强，易垮塌及剥蚀掉块。该区块五段制轨迹剖面设计造斜点靠下（2000m以下）直井段较长造成定向造斜时拖压严重，实际造斜率低机械钻速慢，稳斜段较长井斜控制难度高复合钻进时易造成井斜超标，降斜段施工难度大PDC钻头无法控制井斜，定向时拖压严重机械钻速极低，靶半径小（≤10m）、0°井斜中靶难度高，下直井段井斜控制难度大（≤3°）、钻具紧贴下井壁摩阻大、扭矩高，后期完井电测仪器易遇阻卡，施工具有大扭矩、高摩阻、携砂困难、易出现键槽等难点，造成施工难度大、严重制约钻井施工周期。
二、主要内容
2.1钻井液施工体系
沙河街组以上地层钻井液主要以抑制地层造浆、防止上部泥岩缩径、提高钻速、确保钻进安全为目的。沙河街组及上古生界地层防塌防油气侵，保护好油气层。
（1）全井段小循环钻进。将一开钻井液循环加入清水稀释，加入1% CaCl2，将钻井液漏斗黏度调整至低于28s，开钻后按每100m 进尺200kg的加量加入CaCl2，保持Ca2+含量为（1500～2000）ppm左右。
（2）钙处理钻井液黏切较低，应避免停停打打、定点循环，停泵期间要加强活动钻具，钻进至馆陶组底部停用氯化钙，自然消耗Ca2+，钻进中及时补充浓度为（0.5～1）%聚丙烯酰胺胶液，增强钻井液的絮凝包被能力，提高抑制性。利用改性铵盐调节钻井液流变性，使钻井液维持低密度较低黏切，以利于快速钻进并保持适当的冲刷能力，防止泥岩缩径并适当控制井径扩大率。
（3）定向鉆进及稳斜钻进过程中，根据摩阻扭矩变化情况，适当添加润滑剂降摩减扭，防止黏附卡钻。钻进过程中根据本井段钻井液配方适时补充各种处理剂，维持处理剂的有效含量，严格控制钻井液各项性能达到设计要求。
（4）进入沙河街组后，逐步降低钻井液滤失量，控制钻井液中压失水≤5ml，加入（0.5～1）%胺基聚醇，增强钻井液抑制性，抑制泥页岩水化。在加强钻井液的润滑性、抑制性的同时，加入超细碳酸钙、沥青粉等强化钻井液封堵防塌能力，降低钻井液中压失水，减少滤液向地层的侵入，以利于井壁的稳定。
（5）进入目的层井段后为确保施工安全，每次起钻前要确定井下油气层的压力情况，搞好短程起下钻，测量循环周，确定油气的上窜速度在安全范围内，方可起钻。注意控制起下钻速度，避免因压力激动过高引起井漏，起钻按井控标准灌好钻井液，防止拔活塞造成拔塌井壁或抽吸井喷等复杂情况发生。
2.2钻头优选
（1）二开直井段使用单排齿、保径、稳定性强、Φ19mm金刚石复合片、胎体3刀翼或4刀翼PDC钻头。
（2）二开降斜井段普遍存在因轨迹原因钻具紧贴下井壁摩阻大、使用PDC钻头存在拖压严重、降斜效果差机械钻速低问题，采用MD517X高效定向牙轮钻头，根据转盘扭矩、下井时间准确判断钻头使用寿命。
（3）下直井段所钻地层为胶结较好的细砂岩及泥岩，地层较硬研磨性强，使用Φ16mm复合片4刀翼PDC钻头。
2.3钻具组合
（1）二开直井段使用Φ172mm1.5°5LZ单弯螺杆复合钻具组合。
（2）定向段、增斜段使用Φ172mm1.5°5LZ单弯动力钻具定向组合。
（3）下直井段使用双扶正器+Φ172mm 直螺杆动力钻具钻具组合。
三、应用情况
二开上直井段使用单排齿、保径、稳定性强、Φ19mm金刚石复合片、胎体4刀翼PDC钻头，同时采用1.5°单弯螺杆+MWD无线随钻跟踪井身轨迹，既能有效控制轨迹又提高机械钻速。
造斜及稳斜井段使用PDC钻头机械钻速较高，但由于造斜点靠下时定向拖压严重，机械钻速明显减慢。
降斜井段采用MD517X牙轮钻头，既有利于定向钻进时好控制工具面，又能提高斜井段机械钻速，这样既能节约钻头成本同时提高了经济效益。
下直井段采用直动力钻具组合获得较高的机械钻速，同时井身轨迹得到很好的控制，同时也缩短了下直井段施工时间。
四、经济评价及推广前景
通过几口井的对比分析及现场应用，取得了良好的经济效果，对比邻井史8-斜55井施工，史8-斜57井钻井周期21.67天相比史8-斜55井钻井周期25.15天节约周期3.48天，提速提效效果明显为该区块五段制剖面定向井钻井施工提供了施工依据与技术支持。
史南油田属于济阳坳陷东营凹陷中央断裂背斜带构造，油层埋深较深，沙三中储层发育，该油田多数井完钻井深在3300-3600m之间， 并且多为二开长裸眼井。上部地层主要由浅色、棕红色泥岩及棕色泥岩、粗砂岩和含砾砂岩等岩性组成， 地层压力系数在1.0左右， 其中泥岩极易吸水膨胀， 砂岩渗透性较好，下部地层压力系数在1.35-1.50之间。下部地层主要是大段灰绿色泥岩、褐灰色泥岩、黑褐色泥岩、油页岩、白云岩及粉砂岩等组成，其中泥页岩水敏性强，易垮塌及剥蚀掉块。该区块五段制轨迹剖面设计造斜点靠下（2000m以下）直井段较长造成定向造斜时拖压严重，实际造斜率低机械钻速慢，稳斜段较长井斜控制难度高复合钻进时易造成井斜超标，降斜段施工难度大PDC钻头无法控制井斜，定向时拖压严重机械钻速极低，靶半径小（≤10m）、0°井斜中靶难度高，下直井段井斜控制难度大（≤3°）、钻具紧贴下井壁摩阻大、扭矩高，后期完井电测仪器易遇阻卡，施工具有大扭矩、高摩阻、携砂困难、易出现键槽等难点，造成施工难度大、严重制约钻井施工周期。
二、主要内容
2.1钻井液施工体系
沙河街组以上地层钻井液主要以抑制地层造浆、防止上部泥岩缩径、提高钻速、确保钻进安全为目的。沙河街组及上古生界地层防塌防油气侵，保护好油气层。
（1）全井段小循环钻进。将一开钻井液循环加入清水稀释，加入1% CaCl2，将钻井液漏斗黏度调整至低于28s，开钻后按每100m 进尺200kg的加量加入CaCl2，保持Ca2+含量为（1500～2000）ppm左右。
（2）钙处理钻井液黏切较低，应避免停停打打、定点循环，停泵期间要加强活动钻具，钻进至馆陶组底部停用氯化钙，自然消耗Ca2+，钻进中及时补充浓度为（0.5～1）%聚丙烯酰胺胶液，增强钻井液的絮凝包被能力，提高抑制性。利用改性铵盐调节钻井液流变性，使钻井液维持低密度较低黏切，以利于快速钻进并保持适当的冲刷能力，防止泥岩缩径并适当控制井径扩大率。
（3）定向鉆进及稳斜钻进过程中，根据摩阻扭矩变化情况，适当添加润滑剂降摩减扭，防止黏附卡钻。钻进过程中根据本井段钻井液配方适时补充各种处理剂，维持处理剂的有效含量，严格控制钻井液各项性能达到设计要求。
（4）进入沙河街组后，逐步降低钻井液滤失量，控制钻井液中压失水≤5ml，加入（0.5～1）%胺基聚醇，增强钻井液抑制性，抑制泥页岩水化。在加强钻井液的润滑性、抑制性的同时，加入超细碳酸钙、沥青粉等强化钻井液封堵防塌能力，降低钻井液中压失水，减少滤液向地层的侵入，以利于井壁的稳定。
（5）进入目的层井段后为确保施工安全，每次起钻前要确定井下油气层的压力情况，搞好短程起下钻，测量循环周，确定油气的上窜速度在安全范围内，方可起钻。注意控制起下钻速度，避免因压力激动过高引起井漏，起钻按井控标准灌好钻井液，防止拔活塞造成拔塌井壁或抽吸井喷等复杂情况发生。
2.2钻头优选
（1）二开直井段使用单排齿、保径、稳定性强、Φ19mm金刚石复合片、胎体3刀翼或4刀翼PDC钻头。
（2）二开降斜井段普遍存在因轨迹原因钻具紧贴下井壁摩阻大、使用PDC钻头存在拖压严重、降斜效果差机械钻速低问题，采用MD517X高效定向牙轮钻头，根据转盘扭矩、下井时间准确判断钻头使用寿命。
（3）下直井段所钻地层为胶结较好的细砂岩及泥岩，地层较硬研磨性强，使用Φ16mm复合片4刀翼PDC钻头。
2.3钻具组合
（1）二开直井段使用Φ172mm1.5°5LZ单弯螺杆复合钻具组合。
（2）定向段、增斜段使用Φ172mm1.5°5LZ单弯动力钻具定向组合。
（3）下直井段使用双扶正器+Φ172mm 直螺杆动力钻具钻具组合。
三、应用情况
二开上直井段使用单排齿、保径、稳定性强、Φ19mm金刚石复合片、胎体4刀翼PDC钻头，同时采用1.5°单弯螺杆+MWD无线随钻跟踪井身轨迹，既能有效控制轨迹又提高机械钻速。
造斜及稳斜井段使用PDC钻头机械钻速较高，但由于造斜点靠下时定向拖压严重，机械钻速明显减慢。
降斜井段采用MD517X牙轮钻头，既有利于定向钻进时好控制工具面，又能提高斜井段机械钻速，这样既能节约钻头成本同时提高了经济效益。
下直井段采用直动力钻具组合获得较高的机械钻速，同时井身轨迹得到很好的控制，同时也缩短了下直井段施工时间。
四、经济评价及推广前景
通过几口井的对比分析及现场应用，取得了良好的经济效果，对比邻井史8-斜55井施工，史8-斜57井钻井周期21.67天相比史8-斜55井钻井周期25.15天节约周期3.48天，提速提效效果明显为该区块五段制剖面定向井钻井施工提供了施工依据与技术支持。