40XXX队技术员交接事项(5)：双靶定向井施工小结
序言：
已经连续施工了两口双靶定向井，区别仅仅是正向，反向与双靶近远的问题。今天以一口井完整的写出自己的施工看法。最近，又有一些的自己同学因为自己或者别的原因，离开了前线，自己也可能由于历史的关系离开前线，所以本文作为交接序列的封笔之作。纪念那些在前线实习一年有余，辛勤努力的同学，同时自己带不走这些，干脆在离开时，送给有心人。
本文纯属个人的见解，不代表官方。如果有矛盾之处，大家下面讨论。
正文：
本口井是江边的一口双靶定向井。按照邻近资料和工程部下达的施工设计，这口井不仅是反向，而且井口不在双靶连线上。AB靶方位在260左右，而资料反映上部地层反向应该是在60-80度之间。也就是说，不管你如何控制，在三开时，测斜的方位会是地层的倾角方向，即60-80度。
让我们从施工交底开始。
从设计轨道上看，是先纠偏在走连线串AB靶，由于把井口那个点图的太大，所以没有看见反向，其实在
接着看第一张图中的序号1，它表示以造斜率0.001度/米增斜钻进1300米。（工具面为零度时表示增斜。）那么1300米时井斜预计是1.3度。方位是地层倾角方向70度，而井底闭合位置在15米左右，并未超标。（标准是直井1000米闭合25米）。从1300米起钻更换定向仪器。序号2是以造斜率0.18度/米降方位到280度的方式扭方位。可能读者会问右边的方位是-80.75度，而且从70度到280应该属于增方位才对。实际上增降方位是以顺时针与逆时针来划分的。从第一张图看，如果我们逆时针扭方位要比顺时针扭方位的工作量小一些，所以逆时针扭方位是降方位。
紧接着是序号3表示，以造斜率0.18度/ 米增斜钻进98米。在这里增斜是增加闭合位移，使轨迹向着AB把的连线上走。当执行完序号3，井底井斜增到了18.94度，此时以序号4来做下一步，以造斜率0.01度/米，复合钻井600米，这里要说明下，预计复合钻时每100米增1度。600米则增了6度。经过了序号4，轨迹已到AB靶连线位置，此时执行序号5，它表示以造斜率0.18度/米降方位钻进65米，其效果是方位扭到250左右，在AB连线上，在执行序号6，以造斜率0.005度/米降斜钻进800米。（工具面180度表示降井斜），这里工程科根据邻井资料预计在这800米复合钻进会自然降斜。
工程部门的施工交底完了，让我们先看看实钻结果。
上图中，黑线表示设计轨迹，而红线表示实钻轨迹。造成这种微妙的结果让我们从实际施工说起。
上图是周边的井的情况及目标靶的情况地质介绍。
一开444.5mm的大井眼钻进130米，下339.7mm的表套。二开采用9寸半的铣齿钻头钻进。目的只有一个，钻穿GHS，最少钻入JHZ有30到50米。一般来说，很多人希望只要一穿GHZ的底界，钻个几根立马起钻换PDC下去钻进，这样可以节约钻时。如果你下螺杆带PDC下钻时，遇到了GHS大面积垮塌时，所钻进的JHZ被埋，你敢在GHZ开泵吗？经验告诉我们，在GHS不动转盘开泵，特别是螺杆带PDC，2吨的钻压就出新井眼，你不知不觉顺着新井眼划了下去。在找老井眼就难了。所以穿了GHS，在钻时允许的情况下能多大就多打，合理安排后续工作。
那么GHS的底界预计是在
从井径曲线上看130到200米的井段，会发现井径变化很大，9寸半的钻头，有时井径达16寸，足以说明GHS上部易垮塌，定点循环时易出现大肚子，所以严禁定点循环，同时部分井段也存在缩井，起钻时，要特别注意防拔活塞。因为上部井段大多为黄泥巴，起出的钻头存在泥包现象，所以起钻要小心，匀速上提一般挂卡红针在4吨到8吨之间，偶有8到16吨的，要回下，拉下井壁。井口操作要注意观察喇叭口的液面，如果有拔活塞的现象，液面是不会下降的，没有则液面随着钻柱上行而下降，可以准备个强光手电筒。如果出现了拔活塞的现象，不要怕，回下钻柱即可，稳妥措施是接单根循环。但是在实际的工作中，还没有这么操作过。
从上图可以看出在200
上图是350-500米的井径图。很明显大肚子段少多了，同时存在局部缩径。
特别要说明下的是250-400之间，扶钻钻人反映有钻具放空的现象，本选取了几个点，发现一般是井径夸张的大的地方，如上图350-360米之间，同时在340米处有砾石层，现象为转盘憋跳。
从上图可以看出在500
上图为此井段的岩屑，绝大部分都为泥巴，可以通过手捏感觉出来，而黄色块为GHS的标准岩屑。
上图是GHS的300
根据地质预告，620米处穿GHS，从实际的井径波形图上，可以感觉出GHS与JHZ的不同。
至此二开在777.25米处，由于钻时多次偏向30分钟一根。决定此处起钻。循环两周，从图上可以看出，在JHZ循环两周（一个小时以内），井径的变化情况很明显于别的地方不同。有略微扩大的趋势，且波峰平缓。
三开钻井，我们队使用的是立林1度172的螺杆。
其外观为：
注意它的螺扶，它是213mm的。相当于一个近钻头的扶正器，估计离钻头有半米长。
PDC选取本队的明星PDC，多次入井，屡建奇功。喷嘴有4个。读者自己体会它的外观所产生的强大杀伤力。从外观上PDC不适合划眼应该与它的保径有关，牙轮是个整体的圆柱，而它有4个突出的立方块，在刮井壁时易产生泥包，特别是GHS易泥包。那么关于PDC多次使用，会不会累积潜在的事故风险，如果判断PDC是否能在次入井，其标准是什么，这都需要读者自己去总结，当然主要还是要看PDC的切削齿，和起出来注意保养它。
上图是二开9寸半钻头带出的泥巴，当时钻头泥包的厉害。从泥巴的颜色上可以分辨出，所属地层。黄色的一般是GHS,而绿色的和灰色的多为JHZ，从岩屑的颜色也可以去印证，我们是否穿了GHS。
下钻的钻具组合为：8寸半PDC带立林1度单弯的螺杆加214STB，接三柱6寸2的钻铤3柱加重，下钻时井底沉砂少，没有提前开泵划眼的情况，在跑合了半米PDC后，开始复合钻进。由于存在地层倾角，且JHZ易起井斜，所以在钻压上开始100米采用3-4吨的吊打。
按后来JHZ起钻来看，偶尔有8到16吨的挂卡，上图为完井图所以没有看出明显的缩径。钻压3到4吨，钻时平均15分钟一根。在942.米处时使用测斜绞车单点测斜，井斜1.05度，方位55度。看来轨迹是偏向于地层倾角的方向（后期使用多点验证电子单点的准确性，确保后期施工不造成误判）。
由于井斜在设计的3度以内，决定放开钻压抢时间，于是钻压调整到4到5吨。这里需要罗嗦几句，3到4吨和4到5吨并不是要求一直保持这个值，根据井下交错地层岩屑不同，扶钻的感觉并不是保持不变的，只能要求扶钻人员跟上钻压，如果钻压不合适，可以略微调整，比如感觉有点憋可以适当降低钻压，感觉打不动可以加大钻压，当然不能超过要求的最大值。
如何看上图的钻压在前面的系列有介绍，这里提示下。以接单根上提钻具静止开泵处作为钻柱的整体悬重值，以钻进的柱形接近最下点处为施与钻压后的悬重值，它们的差即为钻压，当然是近似值。那么柱形的宽带可以说明钻压施加情况，如果地层软，一加上钻压，红针立即从4吨回到0，那么柱形要宽，而如果地层硬加上4吨后，回的有些慢，这红色的摆动频率小，柱形自然细，以这两种情况作为基本的判断情况，大致可以了解钻进的状况。
从地质预告上看，990米穿JHZ，进入QJZ一段。从上图看缩径在多次起下钻后不明显，可能是起钻拉了的缘故。
从后期的多点数据上看940到1050米，井斜从1.08到1.35度，方位在50-55之间。此钻具组合复合钻在JHZ是微增的。
从1050到
从上图可以看出，循环点循环2周以上时，井径的效果。对比一下，读者可以定会定向时的井径效果图。想像一下，由于本口井是反向，纠方位定向时出现了托压，钻柱不动，而HJ437的牙轮钻头(装2个喷嘴)在下面水力破岩。由于进尺低，长时间水力冲蚀井壁后，形成井径大段的扩大。由统计的钻时分析：在1400米以前定向单根耗时平均是40分钟一根。
在1257米时起钻，换钻具组合加入定向仪器再次下井。把214STB更换成210STB，定向仪器属于北京机械厂的国产涡轮发电的定向仪器。牙轮选用HJ437。
固定选择，读者可以自己仔细体会外形上载1000-2000米，它的优势。关于扶正器更换成210mm的，源于定向井服务中心的多年摸索出的经验。这里引用下相关资料。
欠尺寸稳定器在导向钻井中的作用：与钻头一起为井下马达提供较好的支承，限制钻具组合形成一个恒定半径的圆弧，即有一个确定的理论造斜率，用滑动方式，进行定向和调整井斜角和方位角的钻进。
现场采用的计算带有双稳定器的单弯动力钻具组合造斜率的“三点定圆法”，其理论造斜率表示：
有助于保持钻头的偏斜角，以使钻具的摆动和钻头的偏移量减少到最小，并保持稳斜钻进减少井下马达的振动。
通过调节欠尺寸稳定器的尺寸和位置，控制钻进时的造斜率。
在直井段和稳斜井段钻进时，增强井下钻具的刚性，保持或微调井斜角和方位角，并能修整井壁，使井眼轨迹平滑。
目前，本油田常用的导向钻具组合为：钻头+近钻头稳定器（通常为导向马达自带稳定器）+导向马达+欠尺寸稳定器+MWD短节+NMDC+DP，该钻具在许多高难度定向井的井眼轨迹控制中发挥了巨大作用，而欠尺寸稳定器在其中产生了一定的影响。其主要影响分析如下：
1．欠尺寸稳定器外径的影响
在滑动钻进中，欠尺寸稳定器的外径，对钻具组合的造斜率影响不大，减小欠尺寸稳定器的外径，造斜率略微增加，但是在转盘钻进中，其外径影响甚大，几乎每趟钻都要检查测量欠尺寸稳定器的外径，直径磨小就得更换。这是因为减小欠尺寸稳定器的外径，钻头侧向力增加，旋转钻进就要增斜；加大欠尺寸稳定器的外径，钻头侧向力减小，旋转钻进就要降斜，所以在井眼轨迹控制中，选择合适的欠尺寸稳定器显得非常重要。近几年来，通过不同区块不同地层的试验，摸索出了在旋转钻进时，使用不同外径的欠尺寸稳定器对轨迹控制的影响规律，应用效果见表1：
2．欠尺寸稳定器位置的影响
在滑动钻进中，欠尺寸稳定器在钻具组合中安放的位置，对造斜率影响不大。但是，采用转盘方式钻进时，其位置对钻具的增斜、降斜和稳斜效果的影响很大，例如，2004年施工的HC地区一口定向井，由于将欠尺寸稳定器安放位置弄错，本来下部井眼轨迹控制是稳斜钻进，结果却以4.5°/100m的增斜率增斜钻进，起出钻具检查，发现欠尺寸稳定器安放在无磁钻铤NMDC之上了。
经过近几年的探索，本油田区块的大多数定向井均采用上述常用的导向钻具组合，欠尺寸稳定器安放在导向马达之上，如果在地层倾角平缓，容易降斜的井段以及反向地层中稳斜钻进，应在导向马达上面添加一根短钻铤，再安放欠尺寸稳定器，其稳斜效果较好。
3．欠尺寸稳定器形状的影响
现场使用的欠尺寸稳定器大多数形状为螺旋形的扶正条对称式稳定器，还有直线形和灯笼体形的稳定器。在大斜度井和水平井的施工中，选择灯笼体形的欠尺寸稳定器较合适，因为它与井壁的接触面积较小，从而产生的摩阻扭矩较小，能满足大斜度井和水平井的安全和技术要求，而扶正条为螺旋形的欠尺寸稳定器，与井壁接触面积较大些，稳斜效果好，但由于摩阻大的原因，容易产生“托压”现象，不利于定向施工，另外扶正条为直线形的欠尺寸稳定器，由于与井壁接触面积大，摩阻扭矩更大，容易发生卡钻事故，没有特殊要求，现场应禁止使用。
结束引用，回到正文。总结上述原因，本油田定向时选用210mm的扶正器。
HJ437定向钻进时，从1257到
因为定向采用3根的一测，再加上有20多米的测斜零长(钻头到测斜杆的位置)。所以刚开始扭方位是在钻时允许的情况下是连续定向纠方位。从全角变化率的大小和K方位，K井斜可以看出当前测点是否定向还是复合。一般全角在0.06，不超过0.10一般都是复合钻带有之前定向后的前进趋势，所以K值偏正常复合时大。同时从全角变化率上看，1度的螺杆造斜率可以满足0.18度/米的要求。
至于在1500到1800米之间定向钻时偏高，可能的原因是井眼轨迹反向造成。定向过程中托压严重，表现为提起循环泵压假如是15MPA，当摆好工具面下放，钻压达到了12吨，而泵压无改变。如果钻头吃入地层，泵压应该上升1MPA，而现场大多是半个，所以在定一根的同时要时常提起循环，拉下井壁，再次放下。从复合钻的钻时来看，不存在牙轮不适合地层的原因，而是严重托压。从地质预告上看1300左右进入QJZ的二段，历史上一，二两段都是非常适合牙轮定向的。（曾经试过用PDC在一，二两段定向，钻时普遍是6个小时，一般定向工作量小的情况下采用）。
选取某一时段的卡片，从图上可以看出定向钻进提划多次，而复合钻进用时很短。详细的定向技术，读者可以参考《定向钻井技术》。以提高和理解定向施工中的小细节，这里不在累述了。
司显上的点是每5分钟出一次，当托压时，工具面普遍会向右漂，而猛的加上钻压后工具面又会向左。在HJ437定向的过程中，出现了先增井斜，复合钻一百米又降了井斜（参看实际的井眼轨迹红线），定向又增井斜，所以井眼产生了锯齿状。
上图是1450到1700之间的定向井径图，此时的钻时高达3个小时，可以看出井径趋于圆柱，波峰平缓，与复合钻进的形成的井径还是能看出区别。
从地质预告上知1760米进入QJZ的三段，岩性变化，所以从上图看出循环2周，井径没有什么扩大的趋势，相反有点缩径。
从1870米起钻，而HJ437从1660米到1870米，大约200米的复合钻井段。
从上面的数据可以看出，这
从数据上可以看出，换了HJ517牙轮后，在前面个测点定向，第一个定向是纠方位，第二个是降斜，降方位。从1975米到2319米井斜与方位没有多大的变化。此时地层属于QJZ的三段，三段的预计底界是在2150米。
由于井深过2300米，牙轮的钻时偏高，平均在40到45分钟一根，根据工程部按现在的定向情况预计，就算井斜增三度，或者降三度，都可以中靶。为了节约时间，决定在2310米起钻更换6刀翼的PDC下去复合钻井收尾。
上图为HJ517定向时，井径图。和HJ437在QJZ的一，二两段已经有了很大的差别了。
从上图中，可以看出来在QJZ的四段上循环的井径没有太大变化，相反在四段存在着缩径现象。
起钻更换6刀翼的PDC，此PDC在以前就使用过，后经修复，决定再次入井。
此钻头实际只有3个喷嘴。另外两小水眼无法装喷嘴。下入PDC的钻具组合没有变，只是更换了个钻头。
从上图的井径曲线来看，QJZ的四段存在缩径问题。且在上图标定的位置尝试定向，发现PDC在QJZ四段定向痛苦，主要还是托压。当钻压突然释放在PDC上，泵压突然由17MPA飙升到23.5MPA，司钻立即停泵上提钻具，钻具表明显的倒车现象。定向三次都是以憋泵托压的原因而改为复合钻。
上图是截取定向时，记录卡片。读者可以细细体会。定向工程师只所以要定向增斜，主要是因为，PDC复合钻井斜降的超过想象，按最坏的预计，虽然能中靶，但是离出靶还差1米，如果这1米方位漂一点，则很容易出靶，所以保守的想减缓将斜的趋势。
从定向数据上来看，从
上图是2150到2200米的岩屑描述，因为存在大段的盐岩，所以特别拿出来供读者体会，NaCl组成的盐岩所产生的井径，为什么总会有盐卡的出现。
上图为2300到
上图是盐岩和泥岩混合段的井径效果图，读者朋友可以对比下这两种岩屑在此井段的表现。
重点强调下，本井在测双侧向时，在2830米遇卡，试拔无效。采用穿芯打捞的方式捞井底仪器。
在这里简单的介绍下穿芯打捞。我也是第一次遇到。首先在井口使用专业的工具做头子。
简单说一下，先使用B物件(圆环带开口，电缆直接进去后，旋上)在井口电缆处，填入两个小半圆锥将电缆挤住，旋动上面的手柄，圆锥将电缆越挤越紧，然后卡在井口。使用磨砂轮将电缆切割掉，在切割处做头子（此头子能用在次挂卡上），电测车处的头子要穿上几个重销子，用A物件将电缆卡到钻柱接头上。这样当电测车滚筒将剩余电缆拉到二层台，架工扣好钻柱，下面将钻柱推到鼠洞，下放游车，方便架工将剩余电缆头子从钻柱能穿下去，上提游车。电测车下放剩余电缆，井口将所做的头子相连后，接立柱，如此反复循环
当接近鱼顶时，要开泵循环。
那么接方钻杆和钻柱需要专门的配合接头，这样电缆托盘才能放入。接方钻杆开泵循环。此托盘与测斜托盘功能类似。循环完后，卸去方钻杆，接单根。到鱼顶处，电测车绷紧电缆线，同时司控房下压钻柱，为了扯断井底电缆，同时使仪器进入打捞筒卡死。当下面的电缆绳段，电测车连接井口切断的电缆后，收电缆。待电缆全部起出，井队起钻。起钻时防仪器在次落入井中，所以要平稳。
总结：
经过一年多的实习，感觉自己离合格的技术员还有很长的距离。本想优质的完成交接的最后一篇文章，无赖也落入了走马观花的情况。这里只是给出数据，读者要自己去体会，形成自己的看法。
总的来说，这一年的系列文章只是浅显的入门知识，很多不全面，不准确。有待读者自己去发现和更正。当自己离开这个行业时，这些知识带走了没用，还是那句话：从哪里学到的，换给哪里吧！
参考资料：
