摘　要：针对伊朗Kuhdasht地区DB.E-1直探井严重井斜的钻井情况，从下部钻具组合、钻压、地层及多点测量误差等诸多因素入手，分析该井严重井斜的原因。同时，对该地区使用的钻井参数和下部钻具组合提出了建议。本文对于探讨井斜、井身质量控制，以及指导该地区今后的钻井作业具有一定的指导意义。

　　关键词：井斜;钻具组合;钻压;地层因素;电子多点

　　钻井过程中，主要有三大因素影响井斜：地层因素、下部钻具组合因素及钻压因素。若无相应的处理对策和措施，其中任何一个因素将导致井斜，如多种因素并存，井斜在所难免。DB.E-1直探井出现了井身质量问题，造成2350m井斜角最大24.97°，井底闭合距达到323.72m。从DB.E-1的钻井实践看，该井井斜的主要原因一方面是地层倾角过大，另一方面在于BHA及配合钻压不合理，产生一定的侧向力;加上电子多点仪器影响钻井决策。通过分析认为，造成井斜属多种因素共同引起，下面就各种因素的影响进行分析。 1.BHA及钻压的影响众所周知，不同的BHA将产生不同的控制井斜效果。满眼钻具组合，具有控制井斜的作用，使钻头沿其已形成的井眼轴线方面钻进，近钻头稳定器，抗衡横向力，限制钻头的横向位移(即侧向切削)，中、上稳定器起支承作用，使钻铤弯曲最小;而光钻铤则属于一种钟摆钻具组合;塔式钻具组合由于下部钻铤直径加大，大大提高了下部钻具弯曲的临界钻压，从而减小了钻头的横向位移(或侧向切削)，起到防斜打直的作用。而钟摆钻具组合，由于其结构特点，不仅用于降斜也可用于增斜和稳斜，其作用与钟摆长度、地层因素与钻压等参数密切相关。总之，如果各种条件和参数不合理，将直接引起钻进时井斜。

　　中国石油天然气集团公司“复杂地质条件下钻完井工程关键技术研究”(06B60401)

　　作者简介：李荣，男，2007年毕业于西南石油大学，获博士学位，现长期从事中国石油伊朗公司项目研究及现场技术支持工作。电话：+8613661227213，+989128248142

　　联系地址：(065007)河北廊坊44号信箱廊坊分院海外工程技术研究所E-mail:lirong@cnpcint.com

　　DBE-1井二开12-1/4"钻头从256.71m到1055m，采用的钻具组合有：

　　1)12-1/4"HAT127钻头+9"钻铤×3+12-1/4"稳定器+8"钻铤×9+5"加重钻杆×15+钻杆

　　2)12-1/4"HAT127钻头 + 8"钻铤×11 + 5"加重钻杆×5+钻杆

　　3)12-1/4"HAT127钻头 + 8"钻铤×2 + 12-1/4"稳定器×1+8"钻铤×1 + 12-1/4"稳定器 +8"钻铤×9 +5"加重钻杆×5+钻杆

　　在550~700m井段采用第二种光钻铤组合纠斜，使得原来的井斜从1.64。变为了2.21。，不仅没有减小井斜，反而使得井斜逐渐增大，后及时改为钟摆钻具，在900m处井斜下降到0.9。

　　三开从1055m开始用8 1/2’’钻头进入目的层段，先采用如下钻具结构：

　　8 1/2″钻头+单流阀+6-1/2″钻铤×2 + 8-1/2"稳定器×1+6-1/2″钻铤×1 + 8-1/2"STB +6-1/2″钻铤×12 +5″HWDP×15 +5″钻杆。

　　在目的层井段由于井漏，地层倾角大等原因，井斜逐渐增大。简化后的钻具结构为8 1/2″钻头+单流阀+ 6-1/2″钻铤×15 +5″HWDP×15+5″钻杆。

　　简化钻具一方面可防止井漏引起的卡钻;另一方面，避免了因扶正器等大尺寸钻具发生的抽汲作用对井内浆柱造成的影响。但是，采用不带扶正器的光钻铤是不利于防斜的，先不考虑地层因素与钻压等参数关系的影响，仅考虑该组合在实际参数下，下部钻柱的弯曲情况，及其可能造成的钻头的横向位移(或侧向切削力)的影响。根据鲁宾斯基研究[2]，钻柱上出现一次弯曲(也叫正弦弯曲)和二次弯曲的临界钻压分别由以下公式计算。

　　第一次弯曲临界钻压(自由重量下)：

　　第二次弯曲钻压(自由重量下)：

　　P=66·9 kN

　　式中， P1：一次弯曲临界压力，kN; P2：二次弯曲临界压力，kN;m：无量纲长度; qa：单位长度钻铤在空气中的重力，N/m; Kb：浮力系数; E：钢的弹性模量，2.06×106kPa;I：钻铤截面惯性矩，cm4。

　　根据DBE-1的现场情况，计算得出当三开采用6-1/2’’钻铤时，P1≈45kN,P2≈90kN。三开用PDC钻头时的钻压在40~80KN，所加钻压正好在第一弯和第二弯之间。根据井斜理论，当钻具在发生弯曲时，钻头的横向力增加。而该井钻具组合在钻头之上两单根加了一只稳定器，因此在有弯曲趋势产生时。此稳定器则起了负作用，产生微增效果。因此DB.E-1钟摆钻具组合不当，钻压选择更不合理，是造成该井井斜的最主要原因。使用PDC钻头时，应选择产生一次弯曲钻压的2/3值，同时提高转速，增大摆力。刮刀式PDC钻头容易井斜，西瓜皮式PDC钻头不容易井斜。使用三牙轮钻头时,应选择在超过二次弯曲钻压的2/3值之上加钻压。 2.BHA弯曲产生的侧向力由于在钻井过程中，当钻压大于临界钻压时，下部钻具将发生弯曲，当钻压在一次与二次弯曲之间时达到较大，并且弯曲方向比较固定，则处于最危险状态。DB.E-1三开的钻压大多在弯曲钻压之间。此时，钻具本身产生的侧向力加大，而且方向较固定。[1-2]

　　下面分析三开采用钟摆钻具时候的侧向力。第一次弯曲弓形高点与稳定器同时贴近井壁，产生一个方向固定的支撑作用，其弓形高点离钻头大约为第一稳定器高度的一半，即为9.03m。

　　因此，钻头偏移角θB：

　　θB=arcsin(e/L)=arcsin(0.06/9.03)=0.38°

　　式中:e—为井径与钻具直径差，m

　　L—为切点至井底距离，m

　　钻头侧向力FP：

　　FP=WsinθB=100 sin 0.38°= 0.665 (kN)

　　式中：W—为钻压，kN。

　　从上述计算和分析可知，侧向力虽然不大(66.5kg)，在两次弯曲之间，这个方向固定侧向力，使稳定器和钻具切点起到了负面支撑作用，加剧了井斜，该钟摆钻具实际已变为微增斜钻具组合。 3.地层因素的影响Kuhdasht地区上部地层较软，夹层较多，软硬交错，部分井段的地层倾角大，见SED图。如果钻井一味按定值钻进，势必因地层自身的自然造斜力，使井斜在某段地层加大，并逐步加剧，这是DB.E-1发生严重井斜的不可忽视的因素。因此在钻井中，特别是软地层、夹层、软硬交变层等，必须控制和调整钻压和转速，以减少地层本身的造斜力，一般采取低钻压高转速吊打方式进行。[2]

　　测井解释结果表明，DBE-1地层倾向稳定，方向为SSE，地层倾角较高，在20-50度之间。三开井段的地层倾角在45度。这是该井最终井斜角大，常规手段纠斜困难的客观因素。 4.电子多点误差影响钻井决策DBE-1井使用的电子多点测斜仪器在二开时测量的井斜数据比后来测井实测的井斜数据普遍偏大，使得在三开时候误认为井斜较大仍然是电子多点测量仪器有误差，因此，没有采取强有力的手段进行纠斜，造成了完井时井斜过大的问题发生。表2中井斜角A为电子多点测斜仪器测得的井斜角，井斜角B为完井电测后得到的井斜角。

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