堿井HV027-8水平井連通技術(shù)

潘廣業(yè)，李 忠，李保東，劉培鑫，曹 鋒，付志輝

(中國石化河南石油工程有限公司鉆井工程公司，河南南陽 473132)

堿井HV027-8水平井連通技術(shù)

潘廣業(yè)，李 忠，李保東，劉培鑫，曹 鋒，付志輝

(中國石化河南石油工程有限公司鉆井工程公司，河南南陽 473132)

HV027-8井是河南石油工程公司在堿礦實施的第一口水平連通井，針對HV027-8水平井要連通兩口直井的難點，通過對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)校核、井眼剖面優(yōu)化設(shè)計、使用RMRS連通儀器、加強(qiáng)連通段技術(shù)措施及井眼軌跡的精細(xì)控制， 成功實現(xiàn)HV027-8水平井與兩口直井的連通對接，為堿井后續(xù)開采奠定了基礎(chǔ)。

HV027-8堿井；水平井連通；鉆井技術(shù)

定向?qū)舆B通井技術(shù)是采用定向鉆探技術(shù)和水平井技術(shù)，使地面相距數(shù)百米的兩井或多井在地下的目的開采層定向?qū)舆B通，實現(xiàn)兩井或多井連通采礦。對接連通水平井鉆井工藝技術(shù)涉及井位的確定、剖面的優(yōu)選、井眼軌跡控制等諸多方面[1]。定向?qū)舆B通技術(shù)是近幾年來發(fā)展起來的一門特殊技術(shù)，主要用于可溶性礦物的開采，實現(xiàn)一口井注水，另一口井生產(chǎn)的目的。本文以河南堿礦HV027-8水平井與VT012-8和VT013-8兩口直井成功對接為例，介紹和分析了接連通水平采堿井的鉆井工藝。

1 連通儀器簡介

連通儀器(RMRS)由強(qiáng)磁短節(jié)、探管、地表接口箱、筆記本電腦等組成。強(qiáng)磁短節(jié)安裝在鉆頭與螺桿之間，在螺桿驅(qū)動下，強(qiáng)磁短接跟著旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生一個人工磁場。探管采用測斜絞車下入目標(biāo)井內(nèi)靶點處，采集旋轉(zhuǎn)強(qiáng)磁短接產(chǎn)生的信號，傳輸至地表接口箱，電腦接收到信號后通過專用的分析軟件分析定向預(yù)測的井底數(shù)據(jù)，計算出強(qiáng)磁短節(jié)與靶點之間的距離、方位偏離角等數(shù)據(jù)，為井斜和方位調(diào)整提供支持。

國內(nèi)目前使用的隨鉆測井儀器(MWD)測斜存在一定的井斜和方位誤差，而且存在一個累計誤差，井越深，累計誤差越大[2]。RMRS儀器克服了累計誤差，能夠引導(dǎo)鉆頭直接鉆穿目標(biāo)井，中靶精度可達(dá)0.25 m。

2 連通難點分析

(1)對井眼數(shù)據(jù)要求高。HV027-8井水平連通兩直井，兩直井分別為φ118 mm和φ105 mm井眼，屬于精確點對點連通井；直井較深，井眼數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性直接決定著能否一次連通；靶點數(shù)據(jù)誤差大，將造成連通失敗，需要回撤一定距離去側(cè)鉆。

(2)剖面設(shè)計難度大。堿井水平井設(shè)計剖面不同于普通水平井，不僅要考慮A、B靶入靶方位要一致，而且連通靶點前80 m需要設(shè)計成穩(wěn)斜或微增斜；設(shè)計靶點和RMRS儀器測量的目標(biāo)點不一致時，需要留夠造斜率去調(diào)整井眼軌跡。

(3)井眼軌跡控制難度大。連通前要嚴(yán)格按照設(shè)計軌跡施工；連通時要一直按RMRS系統(tǒng)不斷給出的目標(biāo)“點”，精細(xì)控制井眼軌跡。

3 連通對接的技術(shù)措施

(1)開鉆前要做好連通施工方案，根據(jù)校核后的各項數(shù)據(jù)，優(yōu)化軌跡剖面，確保兩連通點在待鉆軌跡線上。

(2)按照設(shè)計要求，水平段鉆進(jìn)至距離連通點80 m左右起鉆，下入強(qiáng)磁短節(jié)，進(jìn)行連通作業(yè)。

(3)當(dāng)水平井鉆至井底前兩小時左右，在直井中下入連通儀器。

(4)水平井下鉆到底后，提離井底1～2 m 開泵，按照定向井工程師的要求鉆進(jìn)，定向井工程師和儀器工程師及時根據(jù)連通儀器反饋的信號調(diào)整軌跡，如果偏差較大，需更換高一級別角度的螺桿。

(5)每鉆進(jìn)5～10 m測井一次，快速確定軌跡的增降斜、增降方位的趨勢，以連續(xù)監(jiān)測井眼的方向，及時調(diào)整井眼軌跡。

(6)當(dāng)水平井鉆進(jìn)至距離連通點5 m左右進(jìn)行鉆井液循環(huán)，待直井起出連通儀器后，對接直井；當(dāng)水平井泵壓下降、直井出水或者直井井口塑料口袋被吹破，表明對接成功。

(7)如果一次連接不上，需對水平井定向劃眼，定向劃眼前必須確定偏差的方向及垂深的誤差；如果再次連通不上，往前再鉆進(jìn)10～20 m，測出過連通點的實際井斜和方位，上提鉆具至連通點上，找出進(jìn)行磁導(dǎo)向計算的最近井段，采用定向復(fù)錄數(shù)據(jù)，對兩套數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，判斷出實際偏差的方向，再定向劃眼；如果劃眼還沒連通，退回重新側(cè)鉆，再次進(jìn)行連通作業(yè)。

4 現(xiàn)場施工分析

4.1 校核誤差

HV027-8井是安棚鼻狀構(gòu)造南翼一口垂直水平復(fù)合采堿生產(chǎn)井，水平連通兩直井VT012-8和VT013-8。連通之后水泥封固造斜段，再側(cè)鉆打垂直分支井。水平連通井設(shè)計井深3 508 m，實際井深3 513 m。對接直井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表1。由于直井井眼小且需要精確點對點連通，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確尤為重要。復(fù)測三口井井口坐標(biāo)和兩直井的陀螺數(shù)據(jù)，通過兩直井的數(shù)據(jù)算出靶點坐標(biāo)，如表2。通過直井陀螺數(shù)據(jù)、8#層垂深、地面海拔及補(bǔ)心高，推算出靶點垂深，見表3和表4。

表1 對接直井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

表2 依據(jù)兩直井?dāng)?shù)據(jù)計算出的水平井靶點坐標(biāo)

表3 8#層頂海拔數(shù)據(jù)

表4 HV027-8井靶點垂深(8#層)數(shù)據(jù)

4.2 剖面優(yōu)化

數(shù)據(jù)準(zhǔn)確是連通的前提，剖面優(yōu)化設(shè)計才是連通的重點，優(yōu)化剖面可大大減小施工難度，表5為優(yōu)化后剖面數(shù)據(jù)。

表5 優(yōu)化后剖面數(shù)據(jù)

除了考慮井眼軌跡和造斜率，還得考慮工程方面的要求，比如2 700 m以上有出水層。考慮螺桿、鉆頭類型及地層對造斜率的影響，選擇造斜率(23°/100 m)。

RMRS儀器在靶點前80 m可以測到信號，由于測斜的累積誤差，設(shè)計靶點和RMRS測量靶點不重合，需要調(diào)整方位去中RMRS靶點。因此要留夠造斜率去調(diào)整軌跡，此段剖面應(yīng)設(shè)計為不增斜或微增斜，本井靶前位移長，要留足120 m靶前位移。

4.3 軌跡控制

4.3.1 直井段控制(0～2 700 m)

HV027-8水平雙連通井是三開次井,一開199m,二開1300m,三開3513m。其中三開在2 700 m處造斜。一開、二開采用塔式鉆具組合，穩(wěn)斜效果好；三開直井段采用雙扶螺桿鉆進(jìn)，隨時調(diào)整井斜方位。2 700 m前井斜不超4°，閉合距11.15 m。鉆具組合：φ216 mm鉆頭+φ172 mm雙扶螺桿(1°)+回壓閥爾+φ127 mm承壓無磁鉆桿+LWD無磁懸掛接頭+φ127 mm承壓無磁鉆桿+φ127 mm加重鉆桿+φ127 mm斜坡鉆桿。

4.3.2 造斜段控制(2 700～3 100 m)

單扶1.25°螺桿保證了造斜率；采取復(fù)合半根滑動半根的鉆井方式，保證井眼軌跡平滑，嚴(yán)格按照設(shè)計剖面鉆進(jìn)。井斜、方位都與設(shè)計保持一致，有利于下一步連通施工。鉆具組合：φ216 mm鉆頭+φ172 mm單扶螺桿(1.25°)+回壓閥爾+φ127 mm承壓無磁鉆桿+LWD無磁懸掛接頭+φ127 mm承壓無磁鉆桿+φ127 mm加重鉆桿+φ127 mm斜坡鉆桿。

4.3.3 連通時井眼軌跡的精細(xì)控制(3 100～3 513 m)

連通對接要求對井底井斜、方位預(yù)計要精確，采用牙輪鉆頭加雙扶螺桿的鉆具組合：φ216 mm鉆頭+強(qiáng)磁短節(jié)+φ172 mm雙扶螺桿(1.25°)+回壓閥爾+φ127 mm承壓無磁鉆桿+LWD無磁懸掛接頭+φ127 mm承壓無磁鉆桿+φ127 mm加重鉆桿+φ127 mm斜坡鉆桿。

鉆進(jìn)至3 150 m時，第一次連通測量。RMRS測量要求：上提5 m，開泵勻速下放，并提供預(yù)計的井底井斜、方位、垂深、相對北坐標(biāo)、相對東坐標(biāo)。通過軟件計算出靶點離鉆頭相距89.27 m，偏離角-0.71°，說明目前方位偏大，調(diào)整工具面為270°，調(diào)整方位后繼續(xù)鉆進(jìn)，每鉆進(jìn)5～10 m，連通測量一次，根據(jù)反饋數(shù)據(jù)來調(diào)整軌跡，如此反復(fù)。距離靶點9.25 m，方位偏離角0.22°，基本正對靶心；起出RMRS儀器，復(fù)合鉆進(jìn)至3 239.5 m，對接井VT012-8井連通出水。

第二口直井VT013-8井在3512.6 m順利完成連通并出水。最后連通測得的兩直井靶點與設(shè)計靶點誤差較小(見表6)。

表6 設(shè)計靶點與RMRS靶點對比

5 認(rèn)識與建議

(1)連通水平井鉆井是一項系統(tǒng)工程，地質(zhì)、工程、定向、連通測控幾方面密切配合才能確保連通對接成功。

(2)數(shù)據(jù)可靠是前提：對連接井的坐標(biāo)、海拔、陀螺數(shù)據(jù)，以及各井的補(bǔ)心高進(jìn)行校核，以減小誤差。

(3)剖面優(yōu)化是重點：設(shè)計時應(yīng)考慮在靶點前80 m左右把井眼設(shè)計為穩(wěn)斜段，避免設(shè)計靶點和RMRS測量靶點不重合時沒有足夠的造斜率調(diào)整方位余地。

(4)隨鉆軌跡精細(xì)控制是關(guān)鍵：嚴(yán)格按照設(shè)計的井眼軌跡施工。

(5)連通測控可靠是保障：RMRS儀器工作性能可靠，精度高，要精心操作，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

(6)雙連通井的B靶可提前建槽，更易連通；從工程安全考慮,A點先不建槽，連通對接不上時再建槽。

(7)對接直井井筒在通井時打入泥漿，以防止連通時堿結(jié)晶卡儀器。

(8)LWD儀器的盲長應(yīng)盡可能短，以提高井底數(shù)據(jù)預(yù)測精度，提高連通對接的成功率。

[1] 姚林，樊華.RMRS測距儀在延平1水平連通井組中的應(yīng)用[J].油氣藏評價與開發(fā)，2011，1(6)：76-80.

[2] 王立黨.泌陽凹陷小斷塊薄層水平井地質(zhì)導(dǎo)向探討[J].石油地質(zhì)與工程，2014，28(3)：100-102.

編輯：李金華

1673-8217(2015)03-0101-03

2015-02-01

潘廣業(yè)，高級工程師，1962年出生，1981年畢業(yè)于重慶石油學(xué)校，現(xiàn)從事鉆井技術(shù)管理工作。

TE243

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