華北油田雁63斷塊水平井提速潛力分析

徐恒元 李紅燕 劉天峰 寧　軍 韓向陽 魏英輝 劉廣輝

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華北油田雁63斷塊水平井提速潛力分析

徐恒元 李紅燕 劉天峰 寧軍 韓向陽 魏英輝 劉廣輝

雁63斷塊水平井是華北油田重點產(chǎn)能區(qū)，能夠有效實現(xiàn)鉆井速度是提高效益的重要措施。而雁63平15井的成功實施對提高雁63斷塊水平井鉆井速度有著實質(zhì)作用和重要意義。

雁63斷塊水平井施工現(xiàn)狀及提速潛力分析

到目前為止，雁63斷塊在2012-2013年雁63平15井完成前共完成水平井7口，平均鉆井周期21.94d。雁63斷塊所鉆水平井均為二開井，目前在該斷塊因館陶組礫巖層發(fā)育的比較好，但PDC鉆頭經(jīng)過合理的控制依然可以將其穿過，礫巖層穿過后鉆頭均達(dá)到報廢標(biāo)準(zhǔn)，需要在井深1830m左右起鉆換鉆頭。經(jīng)實鉆及調(diào)研分析，穿過礫巖后影響此斷塊水平井提速的關(guān)鍵因素有以下幾方面。

（1）水平井要求的造斜率較高。一般集中在（4～7）o/30m，單根造斜率接近甚至超過2o，需選用1.25o或1.5o單彎螺桿進(jìn)行造斜施工，然而1.25o單彎螺桿有可能因鉆進(jìn)中的種種困難造成造斜率不足；1.5o單彎螺桿在大段及長時間的復(fù)合鉆進(jìn)中可能提早損壞。這兩方面原因都有可能導(dǎo)致增加起下鉆次數(shù)而延長鉆井周期。

（2）造斜點較深。一般在2200m以下，定向難度較大，在定向造斜后有數(shù)口井因造斜率不足或拖壓嚴(yán)重而起鉆將PDC鉆頭更換成牙輪鉆頭，而造斜結(jié)束后還要將牙輪鉆頭換成PDC鉆頭，不但鉆速慢而且增加了起下鉆的次數(shù)，嚴(yán)重影響了鉆井周期。

（3）鉆井過程中的復(fù)雜較多。油頁巖垮塌導(dǎo)致鉆進(jìn)負(fù)荷過重影響鉆進(jìn)速度甚至造成卡鉆及巖屑床導(dǎo)致拖壓嚴(yán)重加大定向難度甚至造成卡鉆等，嚴(yán)重影響了鉆井周期。

實鉆井設(shè)計情況

井基本情況

雁63平15井是華北油田冀中地區(qū)的一口開發(fā)水平井，位于冀中坳陷饒陽凹陷蠡縣斜坡北段雁63斷塊雁63～80井區(qū)，地面海拔：6.2m，磁偏角：-4.87o；用于開發(fā)動用雁63斷塊雁63-80井區(qū)Es1下段油層儲量，增加產(chǎn)能；設(shè)計垂深：2803.7m，完鉆層位：Es1；完鉆原則：靶點間井身軌跡與設(shè)計線縱向上下擺動不超過0.5m，A、B靶點橫向左右擺動均不超過15m，B靶中靶后留足口袋完鉆；完井方法：套管完成。

設(shè)計井身結(jié)構(gòu)（見圖1）

設(shè)計剖面節(jié)點數(shù)據(jù)表（見表1）

技術(shù)應(yīng)用

上直段技術(shù)應(yīng)用

圖1　井身結(jié)構(gòu)示意圖

（1）本井上直段較長，井身軌跡的好壞對下部定向影響較大，因此上直段的防斜打直要求較高。在上直段的施工過程中采用大鐘擺復(fù)合鉆具組合鉆進(jìn)：D215.9mm（TH1942D）PDC。

鉆頭+D172mm直螺桿+托盤+ D165mmNDC×1根+D213mm扶正器+ D165mmNDC×1根+ D165mmDC×4根+ D127mmWDP×24根+D127mmDP。

（2）鉆井參數(shù)：鉆壓≤30KN，排量34～35L/S，泵壓12～17Mpa。

（3）措施及效果：堅持150～200m定點測斜一次，在井斜出現(xiàn)即將超標(biāo)時加密測斜并采取輕壓吊打的方式進(jìn)行有效控制，鉆進(jìn)至1854m穿完礫巖，井斜控制在2o以內(nèi)，位移不大于20m，為下部的定向鉆進(jìn)奠定了基礎(chǔ)。

表1　設(shè)計剖面節(jié)點數(shù)據(jù)表

增斜段技術(shù)應(yīng)用

換LWD之前（即井斜60o以前）

（1）井段1854～2755m。鉆具組合為：D215.9mm（TH1942D）PDC鉆頭+D172mm×1.5o單彎螺桿+D165mmNDC×1根+MWD短節(jié)+D165mmNDC×1根+D127mmWDP×36根+D127mmDP。

（2）鉆井參數(shù)：鉆壓30～60KN，排量32～34L/S，泵壓15～18Mpa。

（3）措施及效果：由于1.5o單彎螺桿在大段的復(fù)合鉆進(jìn)中易過早損壞，因此在1854～2390m井段將鉆壓控制在30KN以內(nèi)，降低了鉆壓對螺桿產(chǎn)生的傷害，同時為下部定向鉆進(jìn)的安全施工提供了保障。將造斜點提前10m開始定向，并對原設(shè)計軌跡進(jìn)行優(yōu)化處理，將造斜率優(yōu)化至平均4.2o/30m，并對此井段采用1.5o單彎螺桿進(jìn)行施工，實際造斜率不但滿足了此井段的要求更加長了復(fù)合鉆進(jìn)的長度，加快了定向效率的同時也提高了鉆井速度，設(shè)計要求在井斜60o以前將MWD更換成LWD，但由于在預(yù)計井底井斜在55o左右時定向難度明顯加大，固在此及時起鉆將鉆具組合進(jìn)行倒裝同時將MWD更換成LWD。

著陸前

（1）井段2755～3000m。鉆具組合為：D215.9mm（F251）PDC鉆頭+D172mm×1.5o單彎螺桿+LWD+D127mmNWDP×1根+D127mmDP×96根+D127mmWDP×25根+D159mm隨鉆震擊器+D127mmWDP×11根+ D127mmDP。

（2）鉆井參數(shù)：鉆壓50～80KN，排量30～32L/S，泵壓16～18Mpa。

（3）措施及效果：此組合的倒裝鉆具將下部鉆桿長度設(shè)定為920m，目的是著陸后不起鉆，直接用此組合鉆至完鉆。該井段井斜由55.1o增至82.77o，實際平均造斜率3.77o/30m。本井設(shè)計要求在井斜85o左右時為探油頂井段，但由于甲方根據(jù)實鉆分析，為提高油層鉆遇長度決定在井斜82o～83o時提前找到油頂再快速將井斜增至產(chǎn)狀井斜88.8o。

在此井段的鉆進(jìn)過程中，井斜角61o～77o井段為油頁巖井段，其段長近150m，為防止油頁巖垮塌影響鉆井周期或發(fā)生井下復(fù)雜，因此在此之前便將泥漿密度提至設(shè)計上限，并加入足量的防塌劑同時為降低增斜期間的困難更是投入了足量的潤滑劑，固控設(shè)備的使用率達(dá)到100%，控制泥漿固相含量的同時補充密度始終處于設(shè)計上限，為此井段及后期的安全及速度提供了重要保障。在井斜角達(dá)到82.77o時，現(xiàn)場人員經(jīng)過分析比對，確認(rèn)在此著陸即鉆達(dá)A點，并要求在40m內(nèi)將井斜角增至88o。

水平段

（1）井段3000～3477m。此井段采用滑動及轉(zhuǎn)動鉆進(jìn)相結(jié)合的方式，鉆井參數(shù)：鉆壓60～80KN，排量28～30L/S，泵壓17～19Mpa。

（2）措施及效果：應(yīng)甲方要求，在著陸后40m內(nèi)將井斜角增至88o后正式進(jìn)入水平段的施工。在此期間，通過調(diào)整鉆壓來控制井斜的變化，雖然其變化不是很穩(wěn)定，但幾乎都是增斜效果，復(fù)合鉆進(jìn)增斜率在0.57o～1.59o/30m之間。在需要降斜時通過滑動鉆進(jìn)進(jìn)行降斜控制，其造斜率在1.43o～5.99o/30m，完全可以滿足井身軌跡控制的要求。

由于此井段受到泵壓過高的限制，在復(fù)合鉆進(jìn)期間排量30L/S時泵壓會接近20Mpa，因此只能降低排量來控制泵壓，這樣就出現(xiàn)了嚴(yán)重的攜砂問題，并且水平段產(chǎn)生的砂子攜帶到井斜30o～60o井段時會形成巖屑床，這樣不但會造成滑動鉆進(jìn)時拖壓嚴(yán)重，更有可能造成卡鉆。為防止以上情況的發(fā)生，在此期間采取了以下控制措施。

①時間24h以內(nèi)，井段100m以內(nèi)，在滿足以上任一條件時及時進(jìn)行短起下，并且每次短起下的長度都達(dá)到井斜30o以內(nèi)。

②滑動鉆進(jìn)期間為防止粘卡，定時對鉆具進(jìn)行大幅度

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.01.008