艾哈代布油田?152.4mm大位移水平井鉆井技術(shù)探討

王 成 (中石油大慶鉆探國(guó)際鉆井技術(shù)服務(wù)公司定向井分公司，黑龍江 大慶 163412)

艾哈代布油田?152.4mm大位移水平井鉆井技術(shù)探討

王 成 (中石油大慶鉆探國(guó)際鉆井技術(shù)服務(wù)公司定向井分公司，黑龍江 大慶 163412)

ADMa-1H井是艾哈代布油田一口小井眼大位移水平井。針對(duì)該井鉆井技術(shù)難點(diǎn)，介紹了施工設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)闡述了具體施工內(nèi)容，即直井段防斜打直、造斜段精確控制井眼軌跡、水平段確保軌跡平滑和定向順利，同時(shí)注重采用防碰繞障技術(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)施工表明，采取上述措施能夠解決小井眼大位移水平井施工中存在的摩阻扭矩大、循環(huán)壓耗高等問(wèn)題，從而為艾哈代布油田小井眼大位移水平井施工作業(yè)提供參考。

井眼軌跡；小井眼；大位移水平井

ADMa-1H 井位于伊拉克南部，ADMa-1H井是艾哈代布油田一口小井眼大位移水平井，在施工中存在水平段長(zhǎng)、摩阻扭矩大、循環(huán)壓耗高、井身質(zhì)量要求嚴(yán)格等鉆井難點(diǎn)。為解決上述問(wèn)題，筆者對(duì)艾哈代布油田?152.4mm大位移水平井鉆井技術(shù)進(jìn)行了研究。

1 鉆井技術(shù)難點(diǎn)分析

1)易發(fā)生井下復(fù)雜事故 從直井段到著陸穿過(guò)8套地層，在三開(kāi)井眼中由于巖性變化大及穿過(guò)K2主力油層，K2層的開(kāi)發(fā)造成地層壓力虧空，容易發(fā)生井漏和井塌等井下復(fù)雜事故。

2)井眼軌跡控制困難 ?152.4mm井眼水平段長(zhǎng)1500m，水平段裸眼過(guò)長(zhǎng)，鉆具與井壁磨阻大，滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)易發(fā)生托壓，井眼軌跡調(diào)整困難。

3)排量受限，易形成砂橋 由于?88.9mm小鉆具長(zhǎng)達(dá)2750m，受泵壓的限制，排量較低，環(huán)空返速低，造成泥漿攜屑困難，容易形成砂橋卡鉆。

4)防碰問(wèn)題突出 在施工過(guò)程中，需對(duì)6口井進(jìn)行防碰掃描計(jì)算，距離防碰風(fēng)險(xiǎn)最大的ADR4-6井僅有25.33m。

2 施工設(shè)計(jì)方案

表1 ADMa-1H井井身結(jié)構(gòu)

1)井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 良好的井身結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)安全、快速、高效鉆井。根據(jù)ADMa-1H井井深和水平段長(zhǎng)等實(shí)際情況，采用四開(kāi)井身結(jié)構(gòu)，水平位移最大化延伸，三開(kāi)入靶后完鉆，為四開(kāi)小井眼鉆井提供有利條件(見(jiàn)表1)。

2)井眼軌道設(shè)計(jì) 井身剖面采用雙增準(zhǔn)懸鏈線剖面[1]，起始造斜率3.1°/30m，后期造斜率5°/30m，該剖面優(yōu)點(diǎn)是漸增曲率剖面具有傳遞鉆壓容易，復(fù)合鉆進(jìn)扭矩小、附加拉力小等，這有利于安全、快速鉆井。

3 不同井段施工內(nèi)容

1)直井段 對(duì)直井段嚴(yán)格執(zhí)行防斜打直的措施,采用鐘擺鉆具組合[2]，合理選擇鉆進(jìn)參數(shù),使用單點(diǎn)或多點(diǎn)測(cè)斜進(jìn)行監(jiān)控,使整個(gè)直井段的最大井斜控制在1.5°以內(nèi),控制水平位移小于15m,確保后續(xù)施工的順利進(jìn)行。

2)造斜段 造斜段從2640m一直鉆進(jìn)到3273m，鉆具組合如下：?215.9mm PDC+?172mm Motor+?172mm FloatSub+?172mm MWD+?127mm NMHWDP+X/O+?139.7mm HWDP×58m+?139.7mm DP×580m+?139.7mm HWDP×168m+X/O+?165mm DrillingJar+X/O×0.47m+?139.7mm HWDP×48m +?139.7mm HWDP。該段施工重點(diǎn)是根據(jù)直井段的位移、方位等的誤差進(jìn)行軌跡修正設(shè)計(jì)，把好定向造斜關(guān)，在造斜初期將方位擺正，采用滑動(dòng)鉆進(jìn)和復(fù)合鉆進(jìn)相結(jié)合的方式，保證井眼軌跡精確控制，跟蹤控制直至入靶。

3)水平段 由于水平段長(zhǎng)使用?88.9mm鉆桿，常規(guī)螺桿鉆具在水平段鉆進(jìn)會(huì)有很多困難，鉆具組合如下：?152.40mm PDC×0.18m+?120mm Motor×7.07m+?146mm STB×0.56m+?120mm FloatSub×0.31m+?120mm MWD×10.50m+?88.9mm NMHWDP×9.29m+?88.9mm HWDP×55.56m+?88.9mm DP×2530.60+X/O×1.01m+?139.7mm DP×86.16m+X/O×0.48m+?159mm DrillingJar×9.71m+X/O×0.47m+?139.7mm DP。為此采取以下措施：①在水平段鉆具組合上每隔15根鉆桿加1根加重鉆桿，共加9根加重鉆桿,目的是增加鉆具的剛度，這樣防止水平段鉆具過(guò)度彎曲造成托壓而導(dǎo)致定向困難；②優(yōu)選合適的120mm螺桿，型號(hào)為C7LZ120*7.0-IX-SF的7級(jí)馬達(dá)，帶有146mm直棱螺扶，這種螺桿功率大不易憋泵，并且在螺桿上端配有146mm螺旋穩(wěn)定器，更有利于在水平段穩(wěn)斜鉆進(jìn)。③在水平段復(fù)合中采取合適的施工參數(shù)(40r/min；2t；13L/s；7min/m；20.3～21.5MPa)。水平段定向進(jìn)尺100m, 占總水平段的6%。僅定向調(diào)整40次，水平段共鉆進(jìn)156個(gè)單根。水平段的最大全角變化率僅為2.5°/30m。確保軌跡平滑,降低水平段定向摩阻和復(fù)合鉆進(jìn)的扭矩。④采取定期短起下鉆以及全井起鉆和劃眼技術(shù)措施減少托壓，保證軌跡平滑，也保證了1500m水平段順利定向。

4 防碰繞障技術(shù)

在施工過(guò)程中，對(duì)其相鄰井需要做好防碰工作。為此，施工前制定出一套完善的防碰措施：①優(yōu)化剖面設(shè)計(jì)，選擇合理的剖面類型，設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到鄰井情況，通過(guò)優(yōu)化剖面類型、合理選擇造斜點(diǎn)、造斜率，盡量避開(kāi)老井。②確保表層井段段數(shù)據(jù)的精確性。要求對(duì)表層段進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)斜，并與單點(diǎn)測(cè)斜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)判斷數(shù)據(jù)是否有磁干擾，如果有磁干擾時(shí)需要重測(cè)，一定要保證數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。③做好井眼軌跡控制工作，進(jìn)行防碰掃描計(jì)算。及時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)實(shí)鉆井眼軌跡，進(jìn)入關(guān)鍵段后，加密測(cè)斜，及時(shí)進(jìn)行防碰掃描。同時(shí)預(yù)測(cè)出待鉆井段軌跡，進(jìn)行預(yù)測(cè)掃描。一旦預(yù)測(cè)出有相碰的危險(xiǎn)，則需及時(shí)采取防碰措施。④應(yīng)用三維繞障技術(shù)[3]，防止軌跡相碰，從而成功避開(kāi)老井，保證井眼安全。

5 施工效果

ADMa-1H井完鉆井深4773m，視平移1859.60m，水平段長(zhǎng)1500.00m，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求(見(jiàn)表2)。

表2 靶點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比表

[1]韓志勇.三維定向井軌道設(shè)計(jì)和軌跡控制的新技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù),2003,31(5):1-3.

[2]劉乃震.定向井井眼軌道的最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[J].石油鉆探技術(shù),2001,29(4):14-16.

[3]曹陽(yáng)，狄勤峰，朱偉平．等高效導(dǎo)向螺桿鉆具的研究與應(yīng)用[J].鉆采工藝，2011,34(3)：67-70.

2013-06-26

王成(1965-)，男，工程師，現(xiàn)主要從事鉆井工程方面的研究工作。

TE243.1

A

1673-1409(2013)26-0087-02

[編輯] 李啟棟