BA油田叢式水平井鉆井工藝技術(shù)研究與應(yīng)用

隋紅偉（長城鉆探工程有限公司鉆井技術(shù)服務(wù)公司， 遼寧 盤錦 124010）

BA油田叢式水平井鉆井工藝技術(shù)研究與應(yīng)用

隋紅偉（長城鉆探工程有限公司鉆井技術(shù)服務(wù)公司， 遼寧 盤錦 124010）

BA油田為一個新開發(fā)區(qū)塊，該地區(qū)臨井資料少，地質(zhì)條件復(fù)雜，井溫高，有異常高壓層，涌漏同層，地層可鉆性差，且含有硫化氫。該區(qū)塊布置的井大部分都為三維叢式水平井，本文通過研究，實現(xiàn)安全、快速鉆井。

叢式平臺水平井；軌跡控制；儀器改進(jìn)；施工模板

該地區(qū)每個平臺布置2-5口井不等，井深超過4000米，位移1500米，水平段6寸井眼，長度1000米，平臺井口井距離僅為8-10米左右，施工難度大。為了解決叢式水平井鉆井平臺大小、數(shù)量和位置等的規(guī)劃問題，研究叢式水平井技術(shù)條件下平臺的大小、數(shù)量和位置與油田地面工程建設(shè)投資和油氣井建井投資之間的內(nèi)在規(guī)律。

1 叢式水平井布井

叢式水平井鉆井平臺大小、數(shù)量和位置等的規(guī)劃問題可以通過建立以油田建設(shè)總投資（地面工程建設(shè)投資與油氣井建井投資之和）最小為目標(biāo)的混合整型非線性規(guī)劃模型來求解。應(yīng)用這一方法，在BA油田叢式水平井鉆井平臺規(guī)劃中，結(jié)合當(dāng)?shù)氐孛婀こ探ㄔO(shè)費用和建井工程費用，得出均布井網(wǎng)條件下的最優(yōu)平臺模式，區(qū)塊最優(yōu)平臺設(shè)置數(shù)量，計算實例表明是可行的。

2 水平井直徑段防碰問題

平臺井井間間距小，防碰問題突出，尤其在直井段。以下是影響井眼發(fā)生碰撞的主要因素：

①直井段偏斜：現(xiàn)有的鉆井技術(shù)不可能將所有的直井段吊直為零，其原因是地層的不均一、鄰井水泥環(huán)的影響等因素，使井眼產(chǎn)生偏斜。②鉆井順序不符合井眼防碰原則：定向鉆井原則是“先外后里，先淺后深”---即先鉆造斜點淺的定向井、依次鉆造斜點深的井、最后鉆直井；也就是說先鉆位移大的邊緣井、依次向平臺中心鉆。如果違背上原則，易產(chǎn)生碰撞。③小井距儀器的精度誤差：我們知道所有的測量工具都有系統(tǒng)誤差，隨著井深的增加，其誤差橢圓越來越大。④鄰井套管對MWD磁干擾，產(chǎn)生測量偏差。

3 避免井眼碰撞的措施

除大平臺小井距、儀器系統(tǒng)誤差、鄰井套管對MWD的干擾和現(xiàn)有的鉆井技術(shù)不可能將直井段吊直為零，現(xiàn)場無法人為控制外。鉆井順序、直井段測量和巖屑判斷等都可人為控制。措施如下：①采用鐘擺鉆具盡量防斜打直，盡量減輕下步作業(yè)的壓力。②鉆完直井段投測電子多點，對于井斜大于1度的井測陀螺。

4 造斜點的選擇

根據(jù)甲方提供的原始數(shù)據(jù)計算出位移和方位，按照定向井原則，井網(wǎng)布置避免交叉，位移大的安排在邊緣槽口，造斜點的選擇原則是在地層均一、可鉆性好的地層，但密集型叢式井為降低穩(wěn)斜段的井斜角，造斜點盡量淺，相鄰井的造斜點相互錯開，平臺從外到里造斜點依次加深，避免來自橫向的磁干擾及井眼碰撞。鉆井順序必須按照定向井施工原則，即采用先淺后深（造斜點）、先外（邊緣大位移、大斜度）后里，否則會后患無窮。如果采用定向井鉆井原則，還避免不了，就要用陀螺定向，要避免磁干擾、碰撞，除按以上原則外，必須保證一次造斜的成功，否則就會打亂整個鉆井順序，給下步作業(yè)帶來困難。

5 減少滑動井段

①提高造斜點，可減少滑動井段（如下部建議中所提）。外排井少下一根套管，并且造斜點在220米的井，出套管10米，用陀螺定向提前造斜，其它井相應(yīng)提高KOP來減少滑動井段。②提高造斜率來降低最大穩(wěn)斜角，同樣對定向井工程師的技術(shù)要求高。③選擇合適的扶正器：根據(jù)臨井各平臺總結(jié)出無論用多小的扶正器，對于大井斜都有0.5～0.8度/30米的降斜率，④初始井眼軌跡走設(shè)計上線：對于井斜大于50度的井，造斜終了位移比設(shè)計位移超前30米以上；井斜在40～50度的井，造斜終了位移比設(shè)計位移超前25米以上；井斜在20～40度的井，造斜終了位移比設(shè)計位移超前15米以上。

6 井型井眼軌跡優(yōu)化

水平井井眼軌跡控制技術(shù)是水平井施工工藝的核心，軌跡控制的水平直接反映了水平井施工的水平。影響井眼軌跡的主要因素是下部鉆具組合（BHA）、鉆井參數(shù)、已鉆井眼幾何形狀和待鉆地層特性等因素。井眼軌跡的控制主要依靠鉆具組合和鉆井參數(shù)的調(diào)控來實現(xiàn)，不同的鉆井方式有不同的鉆具組合和參數(shù)調(diào)控方式。軌跡控制要求根據(jù)鉆井工程設(shè)計的井眼軌跡選擇合適的鉆具組合和鉆井參數(shù)進(jìn)行鉆井施工；利用軌跡控制軟件實時掌握實鉆井眼軌跡情況，通過調(diào)整鉆具組合和鉆井施工參數(shù)，使實鉆井眼軌跡接近設(shè)計井眼軌跡。

水平井井眼軌跡的控制包括直井段、增斜段（定向段、穩(wěn)斜段）和水平段三個階段。在直井段要求井斜盡可能小，以減小造斜點以上井段產(chǎn)生的位移，為下步定向造斜段創(chuàng)造條件；在定向段要求實鉆井眼盡可能與設(shè)計軌跡線重合，要求軌跡光滑以減小摩阻和扭矩；穩(wěn)斜段依據(jù)掌握地層造斜規(guī)律和方位漂移規(guī)律，靈活地選擇鉆具組合和鉆井參數(shù)；水平段根據(jù)地層實鉆情況適時調(diào)整軌跡，確保水平段在油層中穿過。

［1］崔海林.大慶油田雙30區(qū)塊多階梯水平井井眼軌跡控制技術(shù).探路者，2010，（1）.

［2］閆鐵，邵帥，孫曉峰.井眼清潔工具作用下巖屑顆粒運動規(guī)律研究.石油鉆采工藝，2013，（3）.

［3］陳濤，蔣西平，魏強(qiáng)，冉照輝，帕提古麗·亞爾買買提.阿北1井垂直鉆井工具應(yīng)用分析.石油鉆探技術(shù)，2012，（5）.

［4］劉成貴，許軍富，徐云龍.永3平9跨斷塊階梯水平井鉆完井技術(shù).石油鉆采工藝，2013，（1）.