复兴区块位于川东高陡褶皱带万县复向斜，是涪陵页岩气重点建产区块。区域地层砂泥岩互层发育、裂缝分布广泛，钻井过程中存在井下振动剧烈、井壁稳定性差、长水平段摩阻扭矩高等突出工程难题。传统定向钻井轨迹控制精度不足、钻进时效偏低，频繁多趟起下钻作业，严重制约区块高效钻井施工进度。
2024年以来，工区规模化推广旋转导向钻井技术，累计完成17口井施工作业。施工初期受工具匹配度不足、钻进工艺保守、井下复杂工况等多重因素影响，存在一趟钻成功率低、机械钻速慢、钻井周期长、施工成本偏高诸多问题。为破解施工瓶颈，项目团队开展专项技术优化攻关，迭代升级旋导配套施工工艺，有效实现钻井施工提质、提速、降本增效。
 
复兴区块旋导施工概况
复兴区块隶属于川东高陡褶皱带，主力开发拔山寺向斜凉高山组页岩储层，储层埋深2300~3000m，设计水平段长度普遍超2000m。区块钻井工程条件复杂，砂泥岩互层研磨性强，低井斜钻进易出现井下振动超限，损坏旋导工具。同时地层裂缝发育、泥页岩易剥落掉块，井漏、蹩卡风险较高，长水平段高摩阻特性导致非生产时效占比高，严重制约钻井施工效率。
2024至2025年，复兴区块累计完成17口井旋转导向施工作业，施工主体包含勘探分公司与江汉涪陵页岩气公司。工区配套应用三类主流旋导工具，分别为国产Lucida、升级款ATC-Pro及斯伦贝谢Neosteer，其中自研Lucida工具性能适配性更强，为区块主力应用工具。
现场根据地层特性与井型结构，配套搭建标准化钻具体系，搭配专用大扭矩螺杆、差异化钻头及双向减震工具，针对性应对井下振动、长水平段高摩阻等施工难题，为旋导高效钻进提供坚实设备保障。
优化改造前区块施工整体效率偏低，核心指标短板明显：趟次方面，17口井仅7口实现一趟钻，兴页L1005HF井最高达到五趟钻，造斜段机械钻速最低仅6.5m/h；周期方面，区块平均钻完井周期65天，兴页L197-6-1HF因井漏、垮塌复杂处理周期超120天；时效结构方面，循环、起下钻、处理复杂占总作业时长60%以上；成本方面，从井斜20°下入国外旋导的井单井综合费用最高493万元，资源损耗严重。

施工中遇到的问题
结合17口井实钻振动监测曲线、故障工具拆解记录、钻井时效台账，梳理出制约旋导高效应用四大类全链条难题，覆盖地质、工具、工艺、管理环节。
低井斜造斜段剧烈振动，一趟钻施工难以实现。工区井斜20°~30°低角度造斜段，砂泥岩互层极易引发多维度剧烈振动，振动等级可达L3级，井下工况恶劣。该井段钻进时效差、机械钻速偏低，现场实钻钻头实物图（图1）可见切削齿严重磨损、崩齿失效。长期高频振动易造成旋导连接件、脉冲及电路结构损坏，引发导向失效、肋板托压等问题，需中途起钻检修，无法实现造斜段与水平段一趟钻连续施工。
 
图1实钻磨损钻头实物图
地层复杂频发井下复杂，大幅损耗非生产时效。一是井漏风险突出，兴页L11HF、兴页L241-6-1HF造斜段钻遇裂缝发生失返漏失，需停钻堵漏甚至回填侧钻，旋导施工全程中断；二是井壁失稳掉块，凉高山泥页岩水化剥落形成大块硬质岩屑，倒划、起钻频繁憋泵遇阻，兴页L186-6-1HF因大块掉块直接终止旋导作业；三是超长水平段摩阻偏高，后半段上提拉力最高64T，摩阻系数0.48~0.52，传统逐柱倒划单次耗时10分钟以上，大量压缩纯钻进时长。
钻具组合匹配无标准，提速减振效果不足。前期工具选型、减震配置无统一规范：钻头未按地层差异化选用，江钻钻头攻击性强但耐磨不足，史密斯钻头进尺长、夹层钻速偏低；减震工具使用混乱，部分井未配套减振设备，NOV减震效果优异但采购成本高，弗润联科DAS安放位置不规范时减振失效；螺杆排量、扭矩与旋导参数不协同，泵压偏高、施工排量受限，无法释放高钻压、高转速提速参数。
传统施工工艺与工具管控存在短板。轨迹管控层面，地质预判滞后，单井旋导调整指令超70次，频繁停钻下发指令消耗时效；井筒清洁沿用老旧模式，固定每500m短起、立柱必倒划，无差异化清砂方案；工具管控方面，入井前高温、振动模拟测试流程简化，电路、脉冲器易损件抽检频次不足，同类电路故障重复出现，缺少分级备用保障机制。
旋转导向工具系统优化措施
针对四大施工瓶颈，技术团队构建“时机优化、工具标准化配套、井筒工艺革新、全流程前置管控”一体化优化方案，逐项落地实施。
优化旋导入井时机，规避高振动夹层井段。项目团队优化旋导入井施工时机，摒弃低井斜下入方式，确定二开常规钻进至井斜50°~60°后再下入旋导，有效规避20°~30°高振动砂泥岩夹层。优化后三维井眼轨迹图（图2）显示井眼轨迹平滑规整，井下振动稳定控制在5g以内，彻底解决钻头快速磨损、工具高频受损、肋板托压等问题，可稳定实现造斜段与水平段一趟钻连续施工。
 
 
图2优化后三维井眼轨迹图
建立标准化工具、钻头、减震配套体系。项目依托实钻工况，建立适配区块地层的旋导工具、钻头、减振设备标准化配套体系，彻底解决前期钻具匹配混乱、参数不协同的施工短板。结合井眼轨迹特征差异化选型导向工具，常规井采用国产Lucida系统，复杂方位井适配ATC-Pro升级工具，有效降低进口工具租赁成本。
根据地层岩性分级优选钻头型号，砂泥岩互层段选用高攻击性钻头，强化夹层破岩效率；长水平页岩段配套高耐磨钻头，有效延长单趟钻进尺，减少中途起钻频次。
现场开展减振工具对比试验，依托NOV、DAS减震工具实物图（图3）开展工况分析，明确两类工具适配场景。其中进口NOV减振效果稳定但成本偏高，国产DAS双向减振器性价比优势显著。
最终标准化确定：高振动井段规范加装DAS减振设备，地层稳定井段简化配套，同时匹配大扭矩专用螺杆，优化钻井参数匹配关系，充分释放井下提速潜能，保障旋导连续稳定钻进。
 

图3  NOV与DAS减震工具实物图
 
革新井筒与轨迹施工工艺，压降无效时效。轨迹管控优化：地质导向提前预判地层起伏，统一采用平滑轨道设计，单井旋导指令控制在60条以内，平均1.5立柱调整一次，减少停钻等待时间；依托近钻头伽马成像实时追踪页岩甜点，无需频繁大幅度纠方位。
       井筒清洁革新：全面取消逐柱倒划作业，钻具组合内置偏心扩眼器、清砂接头保障井眼通畅；以专项循环清砂替代固定500m短起，根据返砂量动态调整清洁频次，大幅削减起下钻、倒划非生产时间。
      井壁稳定配套：优化钻井液封堵配方，严格控制泥浆固相含量，配套强磁除铁装置，磁性固相稳定控制500g/h以内，避免金属碎屑堵塞旋导脉冲通道；块状掉块风险井加装随钻震击器，降低卡钻遇阻概率。
搭建旋导工具全生命周期前置管控机制。入井多级检测：所有旋导、脉冲器、电路板必须完成高温、振动台模拟测试，钻具第三方探伤，电池、密封件全新抽检合格后方可入井；建立工具维保台账，完整记录井下时长、故障类型，同类故障设备暂停投入现场。
    分级备用保障：单井首趟旋导出现故障，立即启动进口工具备用预案，连续两趟故障直接更换服务商，杜绝多趟钻连续失效。
    远程实时支撑：设立24小时远程技术中心，实时读取井下振动、伽马、轨迹数据，现场每三小时上报工况，异常工况远程快速给出参数调整方案，压缩现场处置等待时长。
优化改造后取得综合应用成效
通过成套优化方案落地，复兴区块旋导施工在趟次效率、机械钻速、钻井周期、井下安全、综合成本、技术示范六大维度实现全方位突破，多项指标刷新涪陵页岩工区施工纪录。
优化后成熟施工模式下一趟钻占比稳定50%，7口标杆井全部实现造斜+水平段单趟连续钻进，一趟钻进尺区间2756~3246m。其中兴页L213-6-1HF完钻井深5839m，3035m超长水平段仅8.75天完成，刷新国内页岩3000m水平段一趟钻最短施工纪录；兴页L185-6-1HF单趟日进尺最高700m，复兴区块钻井周期首次突破20天大关。
经过工艺优化与工具配套升级，区块钻井提速成效十分显著。造斜段平均机械钻速提升至10-18m/h，同比增幅53.08%，水平段机械钻速可达24.7-37.22m/h，其中兴页L257-4-1HF井创下37.22m/h的区块最高钻速纪录。区块整体钻完井周期由60-70天压缩至30-40天，单井平均缩短20天，标杆井完井周期仅20.08天，刷新区块最优施工纪录。
通过优化旋导入井工况及配套减振工艺，区块井下复杂情况得到有效管控。旋导在井斜50°~60°下入后，全井段井下振动稳定可控，彻底杜绝高振动引发的工具失效、信号异常等故障。区块井漏、井壁掉块、高摩阻蹩卡等隐患大幅减少，一趟钻施工井全程无井下险情。旋导工具故障起钻频次显著下降，井筒稳定性、施工连续性大幅提升，整体钻井安全保障能力得到全面增强。
通过成套旋导优化工艺落地，区块单井钻井施工成本实现大幅压降，经济效益十分突出。以兴页L211-6-1HF井为例，采用国产Lucida旋导配套工艺施工，相较前期进口工具两趟钻施工井，单井直接节约成本229万元，降幅超46%。同时国产DAS减振设备替代进口NOV产品、钻井周期大幅压缩，有效降低设备租赁、钻机日费及泥浆运维等综合消耗，规模化应用降本成效显著。
本次优化形成的复兴区块旋导一趟钻标准化施工工艺，提速降本成效突出、工况适配性强，获得甲方单位高度认可与书面表彰。依托国产Lucida旋导配套优化方案，有效解决了复杂页岩地层钻井施工难题，技术成熟度高、可复制性强。目前该成套施工工艺已列为涪陵工区标准化施工模板，成功推广至周边同类复杂地层钻井作业，为区域页岩气高效开发提供了优质技术示范。
 
本次针对复兴区块旋转导向钻井施工短板开展专项优化攻关，通过优化旋导入井时机、标准化配套钻具、革新井筒施工工艺、完善工具全流程管控等举措，有效解决了井下振动大、一趟钻成功率低、钻井周期长、施工成本高等难题，形成适配本地页岩地层的旋导成套施工技术。优化后钻井时效、施工安全性与经济效益大幅提升，可为同类复杂区块钻井施工提供可靠借鉴。