未來(lái)淺海及陸地上大位移、大斜度井將不斷增多，隨著油田進(jìn)入開(kāi)采后期，陸地上的老井要進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，大斜度定向井、大位移定向井、開(kāi)窗側(cè)鉆井的不斷增加將是鉆井行業(yè)的一大趨勢(shì)。為了確保施工的順利，減少井下故障，對(duì)鉆井液技術(shù)水平的要求將更加嚴(yán)格。大斜度、大位移的定向井及水平井在除了對(duì)潤(rùn)滑防卡、井壁穩(wěn)定等要求外，對(duì)定向井定向過(guò)程中托壓?jiǎn)栴}的解決也提出要求。定向井的施工中托壓的產(chǎn)生不僅嚴(yán)重影響鉆井隊(duì)的施工進(jìn)度而且很容易造成壓差卡鉆，給施工造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和不良后果。
 
托壓產(chǎn)生在直井反扣或定向井多次反扣的定向過(guò)程中、開(kāi)窗側(cè)鉆井過(guò)程中、定向增斜過(guò)程中、水平井 70°~90°的定向過(guò)程中；托壓由于井眼軌跡以及各種阻力的原因使得鉆具加壓后，壓力很難傳遞到鉆頭；從綜合錄井儀器及指重表看，就是在鉆壓不斷增加的前提下，鉆頭的位置不變、沒(méi)有進(jìn)尺，泵壓不升高、不憋泵，在鉆壓繼續(xù)增加時(shí)可能會(huì)突然憋泵。定向井托壓一方面影響正常的定向施工，另一方面如操作不當(dāng)易產(chǎn)生卡鉆故障。
 
托壓處理技術(shù)應(yīng)用
 
加強(qiáng)井眼軌跡的控制、改變鉆具結(jié)構(gòu)。井眼軌跡差造成的托壓，解決措施主要是工程加強(qiáng)井眼軌跡的控制，在大斜度大位移定向井中全井導(dǎo)向，控制井眼軌跡避免井斜方位等偏離設(shè)計(jì)進(jìn)行反扣，另外針對(duì)井眼軌跡不好的情況產(chǎn)生的托壓現(xiàn)象，最有效的解決措施是簡(jiǎn)化鉆具結(jié)構(gòu)，減少鉆鋌數(shù)量，增加加重鉆桿的數(shù)量，從而降低鉆具的剛性，減少鉆具與泥餅的接觸面積，防止托壓和粘卡。
 
在張 9-2 井井斜49.66°地層核二段施工中產(chǎn)生托壓現(xiàn)象，在加入白油、乳化瀝青 SFT和潤(rùn)滑劑 ZRH-2 潤(rùn)滑劑后，短起下均無(wú)效，最后簡(jiǎn)化鉆具結(jié)構(gòu)，定向恢復(fù)正常。2017 年在河南油田東部的水平井施工定向中采用的鉆具結(jié)構(gòu)一般都是螺桿 +MWD + 加重鉆桿，在 70°以后采用倒裝鉆具螺桿 +MWD + 鉆桿 + 加重鉆桿，整個(gè)鉆具結(jié)構(gòu)中不含鉆挺，鉆具中直徑大的儀器螺桿 +MWD 加起來(lái)也只不過(guò) 20m 左右，這樣的鉆具結(jié)構(gòu)鋼性不強(qiáng)，加上定向中為全井導(dǎo)向所以很少產(chǎn)生因井眼軌跡和鉆具結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的托壓。所以水平井井中產(chǎn)生的托壓主要從井眼凈化、潤(rùn)滑、司鉆操作等方面采取措施。
 
加強(qiáng)凈化包括井眼的凈化和地面泥漿通過(guò)地面固控設(shè)備的凈化，加強(qiáng)泥漿的攜砂性能。在近年來(lái)施工的定向井基本都采用 PDC 加導(dǎo)向螺桿技術(shù)，進(jìn)尺相對(duì)較快、巖屑被研磨的較細(xì)，給井眼凈化帶來(lái)一定的難度。不同的井眼鉆進(jìn)時(shí)排量的要 求 是： 對(duì) 于 Φ215.9mm 井 段，排 量 要 高 于 1.5m 3 /min， 那 么 實(shí)際 鉆 進(jìn) 時(shí)，Φ215.9mm 上 返 速 度1.0~1.5m/s，井段要求排量在泵壓許可條件下，盡量開(kāi)大，使之大于1.5~2.0m 3 /min。
 
另外，根據(jù)井下返砂情況調(diào)整泥漿的流變參數(shù)，對(duì)于低固相聚合物鉆井液來(lái)說(shuō)泥漿的動(dòng)塑比要求控制在0.40~0.60之間，對(duì)巖屑的攜帶效果較好，在泥漿粘切方面，大井斜定向井粘度控制在50s 以上，高的粘切有利于防止鉆屑的垂直沉降，在張 9-2 井施工中50°~60°時(shí)泥漿的粘度降低 47s左右，井下返砂效果不好同時(shí)出現(xiàn)定向過(guò)程中托壓，加入聚丙烯酰胺鉀鹽 KPAM 和雙聚銨鹽 SNH-1 后提高泥漿粘度到62s以后井下正常，在張 9-1 井等井同樣粘度控制在55s 以上返砂效果較好。
 
加 強(qiáng) 固 控 設(shè) 備 的 使 用。 泥 漿中有害固相、劣質(zhì)般土等含量過(guò)高易造成泥餅需厚，在定向鉆進(jìn)中易造成粘卡。所以使用好離心機(jī)、震動(dòng)篩加強(qiáng)有害固相的清除是加強(qiáng)泥漿凈化的關(guān)鍵，泥漿本身的攜帶巖屑，如果地面設(shè)備利用效果差，被攜帶上的有害固相同樣又進(jìn)入井下對(duì)井眼的凈化造成破壞。同時(shí)要注意解決泥漿鈍化問(wèn)題。加強(qiáng)短起下作業(yè)破壞井壁巖屑床。在施工中我們主要是控制好泥漿的流型，要定期（150~200m）進(jìn)行一次短起下作業(yè)，用物理的方式 清 理 井 壁 上 的 巖 屑， 破 壞 井 壁上 形 成 的 巖 屑 床。
 
 在 大 井 斜 定 向井 40°以后巖屑易沉在下井壁形成巖屑床，值得注意的是每次短起下的長(zhǎng)度盡量拉到上次短起下井深以上 200~300m，水平井可以拉到20°~30°井斜的井段，因?yàn)樵诙ㄏ蚓┕ぶ械你@具結(jié)構(gòu)中往往帶幾柱鉆挺，在新施工的井眼中由于鉆挺的存在新井眼的環(huán)空泥漿上返速度較大，巖屑床一般沉在老井眼中，所以有的井隊(duì)在施工中只拉新施工過(guò)的井段對(duì)破壞巖屑床的作用很小。加強(qiáng)泥漿的潤(rùn)滑性、改善泥餅質(zhì)量。加強(qiáng)泥漿潤(rùn)滑性方面，首先是加強(qiáng)潤(rùn)滑劑的加量；其次是潤(rùn)滑劑之間的配合使用。
 
在定向井中一般定向時(shí)要混入白油，白油雖然有能很好潤(rùn)滑性但原油的加入會(huì)時(shí)泥餅質(zhì)量變差。為此在定向井的施工中白油最好配合水基潤(rùn)滑劑共同使用。這樣既解決了潤(rùn)滑問(wèn)題又解決白油加量大造成的泥餅需厚。在定向中滑動(dòng)摩察的隨著摩察阻力系數(shù)的增加而增大，解決的措施是在泥漿中混入一定量的白油約 5~7%，含量最好不要超過(guò) 7~10%，同時(shí)在改善泥餅質(zhì)量方面可以加入乳化瀝青 SFT、潤(rùn)滑劑 ZRH-2 等泥漿材料，好的泥餅質(zhì)量會(huì)減少因托壓而造成的粘卡現(xiàn)象。
 
另外在潤(rùn)滑劑方面除了液體潤(rùn)滑劑以外，固體及極壓潤(rùn)滑劑也是減少托壓有效方式。在硬地層和交互地層定向井定向時(shí)產(chǎn)生托壓時(shí)一次加入 200Kg-300 kg 兩性離子聚合物降粘劑 XY-27 對(duì)由于潤(rùn)滑性差產(chǎn)生的托壓有很好的效果， 在張 9-2井中應(yīng)用有很好的效果，加入后等到材料返到環(huán)空時(shí)，托壓現(xiàn)象明顯減輕，使得定向鉆進(jìn)能正常進(jìn)行。另外兩性離子聚合物降粘劑 XY-27配合潤(rùn)滑劑使用可以一定程度的降低鉆具的扭距。
 
如張 9-2 井是一口三靶心的大斜度定向井，施工中本井鉆進(jìn)到 1,604.49m 以后按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行穩(wěn)方位增斜鉆進(jìn)，由原來(lái)井斜 7.80° ，增斜 51.50°保持方位不變。鉆進(jìn)中鉆具的扭矩增到 30KN/m，加乳化瀝青 SFT、白油、乳化劑 SP-80、FT-1、RT-1、CY-1后扭距變?yōu)?21~24KN/m 。加強(qiáng)泥漿性能管理，降低泥漿濾失量，加入防塌材料，提高泥餅質(zhì)量，保持井壁穩(wěn)定，使泥漿性能得到較好的控制，嚴(yán)格控制鉆井、完井液的失水性能，盡可能減少鉆井濾液侵入地層，配合合理調(diào)整鉆井參數(shù)和操作技能，減小鉆具對(duì)井壁擾動(dòng)或撞擊，是防止生成巖屑床產(chǎn)生托壓的前題。適時(shí)短起下鉆，破壞巖屑床，減少鉆鋌使用長(zhǎng)度，并在鉆井液中加入足量潤(rùn)滑劑，可減小摩阻、減少井下事故的發(fā)生，是保證井眼軌跡優(yōu)質(zhì)的重要保證。同時(shí)使用 MWD 無(wú)線隨鉆監(jiān)測(cè)井眼軌跡，可及時(shí)調(diào)整螺桿的工況。