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 ）的鉆井液且沒有旋轉(zhuǎn)的情況下將尾管下至 9,175m 的測量深度，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；隨著整個尾管下到井下，尾管仍處于 13-5/8〞的套管內(nèi)，屆時，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度的增加大鉤負(fù)荷開始增加，尾管下到接近預(yù)定深度前約 640m 時，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，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中安裝了一個隨鉆壓力測量工具，用來測量儲層的壓力下降， 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 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)下了測量深度的紀(jì)錄，第一個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），平均井底機械鉆速 16~35m/hr。
這 一 井 段 鉆 進(jìn) 時 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)點時倒劃眼井段的長度（從 3m 到每次接單根時的一個單根，以及從一個單根到上提或松弛數(shù)據(jù)點時的一個立柱）；泥漿脈沖發(fā)生器被密切監(jiān)控和調(diào)整，目的是使這個井段保持高質(zhì)量的信號傳輸，在經(jīng)過這個井段中間位置時，發(fā)生器的頻率從 4 赫茲變?yōu)?1 赫茲（Hz），以提高信號質(zhì)量。
在鉆達(dá)總井深后，倒劃眼裸眼井段，同時，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)過過濾的非水流體，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)，開始過濾， 并向鉆井液中加入液體潤滑劑，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)啟動時間與 Z-45 井（設(shè)計的第二口井）水平段的完鉆時間幾乎為同一時間，這讓鉆探者有一個確認(rèn) Z-45 井生產(chǎn)井段油層垂深定位以及收集有關(guān)儲層連通性和生產(chǎn)特性的機會。
在鉆 Z-45 生產(chǎn)井時，為了確定油層的垂深位置，進(jìn)行了地層壓力測量，一旦壓力表明井眼鉆至油層的中間位置則保持水平，此時，Z-44 井開始生產(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)行倒劃眼時采集了一系列的地層壓力測量數(shù)據(jù)，在下鉆替換為過濾的鉆井液時，這些壓力中的三個重復(fù)出現(xiàn)。
后續(xù)的井由于開采的原因，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這個區(qū)域（或開采過這個區(qū)域）；之前每一口完鉆井未鉆過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 長的下部完井裝置下至12,672m 的 測 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)和記錄到的離散點數(shù)據(jù)，目的是監(jiān)視下入時的井下狀況（如：松弛、旋轉(zhuǎn)以及松弛和旋轉(zhuǎn)時的鉤載）；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程中的鉤載記錄；進(jìn)入 13-5/8〞套管內(nèi)時觀察到的摩擦系數(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，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，整個鉆井及完井周期用了大約70 天。
經(jīng)驗和教訓(xùn)
這批超長大位移井成功鉆探的一個關(guān)鍵因素是井底鉆具組合下井的使用壽命，因為一個一次下井的井底鉆具組合為了替換一個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)時間；過長的裸眼暴露天數(shù)增加了井下狀況的惡化風(fēng)險，為了掌握井底鉆具組合的振動趨勢，應(yīng)對其進(jìn)行設(shè)計評估；在延長井底鉆具組合使用壽命方面的另一個重要因素是有效的固相含量控制，這是因為處于低重力固體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；最好的振動篩目在開始鉆 17-1/2〞井眼時就已安裝，而且，所有的固控設(shè)備在各個井段的鉆進(jìn)過程中都全程運轉(zhuǎn)，以控制低重力固相顆粒的增加，從而能延長井底鉆具組合的使用壽命。
井下過濾器短節(jié)被安置在所有井底鉆具組合的鉆鋌上方，用于濾除殘渣和碎屑，這些殘渣或碎屑會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轉(zhuǎn)，互補的變化也在 17-1/2〞和 12-1/4〞兩個井段的 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器件沖蝕的磨損率；另外，開發(fā)了一個系統(tǒng)的信號強度建模能力，以評估泥漿脈沖發(fā)生器的信號性能，優(yōu)化 MWD 信號強度參數(shù)，為的是使整個項目獲取最大的數(shù)據(jù)傳送率。
鉆井過程中的扭矩管控是另一個關(guān)鍵因素，總的來說，在鉆 12-1/4〞井眼時頂驅(qū)扭矩是個限制因素，而在8-1/2〞井眼鉆桿接單根時的上扣扭矩能力是個限制因素，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 鉆機上，頂驅(qū)上的電動馬達(dá)功率升級了 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 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，5-7/8〞鉆桿接單根時的上扣扭矩能力是個限制因素，地面扭矩必須設(shè)置在一個 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)時的鉆柱轉(zhuǎn)速。
鉆柱由于長度的因素，扭矩會不可避免的顯著波動，而地面扭矩和轉(zhuǎn)速可以被監(jiān)控，這些參數(shù)不能通過鉆柱本身進(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，在鉆柱扭矩和轉(zhuǎn)速動態(tài)不能很好掌控的情況下，有必要安裝一些能夠監(jiān)測和記錄鉆柱動態(tài)參數(shù)的井下傳感器組件，以提高對鉆柱非穩(wěn)態(tài)行為的了解。
大位移井由于井眼摩阻大的原因，它的另一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)是輸送長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)計原則不包括完井裝置的旋轉(zhuǎn)，這就給下部完井裝置的長度、目前主張的約 3,500m 的裸眼長度（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了一個設(shè)計限制，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度，以便位移更加延伸，使得更多的儲層得以開發(fā)；這項前沿技術(shù)正在進(jìn)行之中，這一能力的開發(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 測量技術(shù)相比，用一個參考壓力對深度梯度的變化來對比儲層以上的地層壓力，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)思是針對一個大位移環(huán)境下開發(fā)一個薄油層的鉆井挑戰(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)計的六口井都成功地實現(xiàn)了鉆井和完井，三口井超 過 了 此 前 12345m 測 量 深 度 的 紀(jì)錄，最長的 Z-42 井創(chuàng)下了測量深度12,700m、 位移 11,739m 的世界紀(jì)錄，五口井的測量深度超過了 12km，大位移鉆井已經(jīng)穩(wěn)步展開，成功的關(guān)鍵因素在于：一是多學(xué)科的設(shè)計團隊，充分的設(shè)計時間；二是科學(xué)而完善的鉆井設(shè)計，應(yīng)對各種復(fù)雜工藝和應(yīng)急挑戰(zhàn)；三是適合目的大位移鉆機和設(shè)備，充分運用地層評價技術(shù)和工具；四是訓(xùn)練有素的作業(yè)團隊，執(zhí)行有效的工藝流程。（完）
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