軌跡控制技術(shù)在找老井眼施工中的應(yīng)用

趙光耀

（中國石化江漢石油工程有限公司鉆井二公司，湖北 潛江433121）

1 基本情況

1.1 設(shè)計(jì)概況

焦頁24－5HF井是一口三維非常規(guī)水平井，設(shè)計(jì)井深5 030m，A 靶點(diǎn)垂深2 674m，B靶點(diǎn)垂深2 682m；AB段長(zhǎng)1 800.02m，完鉆井深5 070m。完鉆層位：志留系龍馬溪組。設(shè)計(jì)水平段井斜89.75°，方位180°，靶半高5m，靶半寬10m（表1，圖1）。

表1 焦頁24－5HF井設(shè)計(jì)剖面

圖1 焦頁24－5HF井設(shè)計(jì)軌道圖

1.2 老井眼情況

老井眼實(shí)鉆剖面為直－增－穩(wěn)－增－水平，實(shí)際造斜點(diǎn)為770m，完鉆井深5 090m（圖2）。二開中完時(shí)，由于下套管遇阻，244.5mm套管僅下至2 942.23m，所以距離二開中完井底有38.37m長(zhǎng)的井段是被水泥封固的。

圖2 焦頁24－5HF井身結(jié)構(gòu)

1.3 故障經(jīng)過

焦頁24－5HF井鉆進(jìn)至完鉆井深后，循環(huán)2小時(shí)短起進(jìn)套管內(nèi)，準(zhǔn)備回下測(cè)油氣上竄速度。在回下過程中遇阻，遇阻井深2 948m（二開井深2 980m，套管下深2 942.23m）。開泵后可正常下鉆，至井深2 951m處遇阻，開頂驅(qū)開泵擴(kuò)劃眼，鉆壓2t，擴(kuò)至井深2 959m，頂驅(qū)發(fā)生倒轉(zhuǎn)，上提鉆具，開頂驅(qū)（轉(zhuǎn)速40r／min），之后擴(kuò)眼至2 980m過程無鉆壓顯示，振動(dòng)篩出現(xiàn)大量水泥，現(xiàn)場(chǎng)分析為水泥環(huán)脫落。2 980m后保持鉆壓4t、扭矩10 KN·m～15KN·m，擴(kuò)眼至2 992m已基本擴(kuò)不動(dòng)。螺桿有壓差，扭矩正常。上提下放在2 980m處有20t顯示。繼續(xù)擴(kuò)眼至2 995m后判斷出現(xiàn)新井眼起鉆。

1.4 故障原因分析

1）根據(jù)復(fù)測(cè)井斜情況分析，三開掃塞出套管鞋后有8m井段放空，繼續(xù)鉆塞鉆時(shí)20min／m，出套管鞋即出“新井眼”，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，完成三開進(jìn)尺。

2）二開最后一個(gè)測(cè)點(diǎn)：測(cè)深：2 951.57m，井斜57.2°；三開第一個(gè)測(cè)點(diǎn)：測(cè)深：2 962.51m，井斜59.8°。兩個(gè)測(cè)點(diǎn)井斜相差2.6°，未能夠引起足夠重視。

3）三開完鉆后通井，出套管鞋遇阻后，遇阻原因分析判斷不準(zhǔn)確，未采取正確的方式處理，而是開泵下探，造成回到二開311.2mm口袋。

2 施工前期準(zhǔn)備

2.1 井眼數(shù)據(jù)的收集與分析

老井眼全井軌跡數(shù)據(jù)為隨鉆LWD測(cè)量數(shù)據(jù)，為保證找眼的成功，新井眼的軌跡數(shù)據(jù)也應(yīng)用隨鉆LWD進(jìn)行采集?，F(xiàn)場(chǎng)將所用的儀器，在地面進(jìn)行反復(fù)校對(duì)，確保工作狀態(tài)正常，所出數(shù)據(jù)準(zhǔn)確（表2）。

經(jīng)過數(shù)據(jù)對(duì)比和探討，老井眼三開掃塞出套管鞋后，215.9mm井眼未沿著二開311.2mm井眼進(jìn)入地層，而是出套管鞋即沿著井眼高邊直接切入地層，隨后完成三開進(jìn)尺。后出的新井眼，沿著二開中完水泥封固段進(jìn)入地層，位于老井眼正下方（圖3）。

表2 新、眼測(cè)斜數(shù)據(jù)對(duì)比

圖3 新井眼與老井眼位置關(guān)系示意圖

2.2 找眼方式的選擇

在鉆井工程中，出新井眼是常見的復(fù)雜情況，常規(guī)解決方法是采用公錐、領(lǐng)眼公錐、彎鉆桿、彎接頭等工具進(jìn)行找老眼施工，此種方法優(yōu)勢(shì)在于成本較低；而回填側(cè)鉆的方式，施工過程可以精確把握，成功率相對(duì)較高，但耗時(shí)長(zhǎng)、成本高。本井兼顧成本和效率，決定先采用不同的工具進(jìn)行找眼施工，最后選擇回填側(cè)鉆。

2.3 找眼鉆具組合的確定

1）采用公錐、彎接頭、彎鉆桿等工具進(jìn)行找眼。由于老井眼在新井眼上方，要確保在工具面擺至0°時(shí)鉆具下部能夠緊貼井眼高邊，從而達(dá)到自然探入老井眼的目的，所以下部鉆具組合的偏心距要足夠，并且要考慮井徑擴(kuò)大率的影響。

2）采用回填側(cè)鉆方式進(jìn)行找眼。原則上采用三開該井段的原鉆具組合，但為確?；氐嚼涎鄣某晒β剩瑳Q定采用“起降式”的方法連通老井眼，即將側(cè)鉆井眼井斜挑大、垂深抬高，然后穩(wěn)斜鉆進(jìn)從上部切回老井眼，以避免回到之前的新井眼，所以選擇螺桿的度數(shù)要高于原鉆具組合。

2.4 測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)備

定向測(cè)斜儀器中，探管負(fù)責(zé)采集測(cè)點(diǎn)的井斜、方位及工具面角，直接指導(dǎo)定向施工。由于不同探管間可能存在誤差，甚至有個(gè)別探管在出廠時(shí)就存在質(zhì)量問題。為避免這些因素的干擾，確保儀器精度誤差的一致性，決定采用三開施工時(shí)的同一根探管進(jìn)行跟蹤測(cè)量，以滿足找眼施工的準(zhǔn)確率。本井三開定向儀器采用渦輪發(fā)電 HT－LWD，井斜精度 ±0.1°，方位精度 ±0.5°，抗溫150℃。

3 現(xiàn)場(chǎng)施工情況

3.1 采用公錐、彎接頭、彎鉆桿等工具找眼施工過程

1）第一趟鉆下入鉆具組合：公錐＋短鉆桿＋3.4°彎接頭＋212mm STB＋無磁承壓鉆桿＋無磁懸掛＋127 mm加重鉆桿×9根 ＋127mm鉆桿 ×300根＋127 mm加重鉆桿。

2）第二趟鉆下入鉆具組合：公錐＋短鉆桿＋短節(jié)＋3.4°彎接頭＋212mmSTB＋無磁承壓鉆桿＋無磁懸掛＋127mm加重鉆桿×9根＋127mm鉆桿×300根＋127 mm加重鉆桿。

3）第三趟鉆下入鉆具組合：公錐＋彎鉆桿＋212 mmSTB＋無磁承壓鉆桿＋無磁懸掛＋127mm加重鉆桿×9根＋127mm鉆桿×300根＋127mm加重鉆桿。

三趟鉆遵循偏心距逐步增大的原則，調(diào)整鉆具組合。由于老井眼在新井眼的正上方，只要保證找眼工具緊貼井眼高邊方向下行，即有可能探入老井眼。每趟鉆在下鉆至套管鞋處后，即把重力工具面擺在0°附近，反復(fù)下探，均未能探入老井眼。分析可能是由于新、老井眼之間較薄弱的夾壁墻已經(jīng)垮塌，加之井徑擴(kuò)大率的影響，所下入工具要想進(jìn)入老井眼難以找到支撐。

3.2 回填側(cè)鉆找眼

1）打水泥情況：光鉆桿下深2 982m，注隔離液2方，注水泥漿8方，注后置液0.5方，替漿25方，候凝48h。

2）掃塞情況：探至塞面2 947.8m，掃塞至2 948m，承壓16t。

3）下入鉆具組合：Φ215.9mm牙輪鉆頭＋Φ172mm×1.5°單彎螺桿＋Φ210mmSTB＋浮閥＋Φ127mm無磁承壓鉆桿×1根＋LWD組件＋Φ158.8mm無磁短節(jié)＋Φ127mmHWDP×9根＋Φ127mmDP×240根＋Φ127 mmHWDP×24根＋Φ127mmDP

下鉆至套管外2 945m開泵、開頂驅(qū)，劃眼至2 948 m，上提下放無掛卡顯示后，用鉆壓1t試掃0.4m，將工具面擺在0°后控時(shí)鉆進(jìn)。側(cè)鉆期間，必須安排專人嚴(yán)格按照技術(shù)指令扶鉆；安排專人每0.2m進(jìn)尺撈取一次巖屑，并將巖屑沖洗干凈后集中放置；安排專人坐崗，監(jiān)測(cè)泥漿罐液面；安排專人及時(shí)分析砂樣，以便判斷側(cè)鉆效果。

在井段2 948.4m～2 953m側(cè)鉆返出砂樣全部為水泥，鉆時(shí)控制在50min／m～60min／m。側(cè)鉆至2 959 m時(shí)，返出砂樣中有明顯的地層巖屑，鉆至2 963m時(shí)，地層巖屑已經(jīng)占到60% 以上。側(cè)鉆至2 968.28m時(shí)，持續(xù)放空，判斷已經(jīng)找回老眼。進(jìn)老井眼后下探30m，開頂驅(qū)用扶正器在窗口位置進(jìn)行劃眼，修整窗口，上提下放鉆具不少于6次，保證井眼光滑。

找回老井眼后，要做好防止再出新眼的技術(shù)措施和井控預(yù)防措施。對(duì)側(cè)鉆窗口稍加修整后，立即起鉆更換為三開原鉆具組合，再對(duì)窗口反復(fù)修整至無明顯掛卡。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間靜置的水平段，下鉆過程中要分段循環(huán)，降低井控風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）原井眼軌跡數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、側(cè)鉆過程的軌跡控制及預(yù)測(cè)準(zhǔn)確是側(cè)鉆找老眼成功的關(guān)鍵。

2）采用公錐、彎接頭等工具進(jìn)行找眼時(shí)，要充分考慮到井徑擴(kuò)大率的影響，確定合適的偏心距，以提高成功率。

3）回填側(cè)鉆找眼時(shí)，注塞水泥漿密度要高，候凝時(shí)間要長(zhǎng)，使之達(dá)到最大強(qiáng)度，減少與地層硬度的級(jí)差。

4）對(duì)于老井眼在新井眼上部的情況，要確保鉆具造斜能力強(qiáng)于原鉆具組合，通過“起降式”的方法，由上部切入老井眼，有效避免回到新井眼。

5）新、老井眼數(shù)據(jù)的測(cè)量，以及找眼施工過程中，最好保證是同一套儀器，以減少因不同儀器而引起的誤差干擾判斷。

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