春光油田K435—30H水平井軌跡控制技術(shù)

孫乖平

【摘要】由于地層展布復(fù)雜，各種誤差的累積作用，致使油層設(shè)計(jì)垂深與油層實(shí)鉆垂深不一致，甚至相差較大，造成井眼軌跡控制難度大，鉆井后續(xù)施工風(fēng)險(xiǎn)加大，找油層時(shí)大量損失水平段，另外，靶前位移小，中靶精度高，使得剖面的待鉆軌跡設(shè)計(jì)非常困難。通過(guò)立足剖面優(yōu)化設(shè)計(jì)，充分利用地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，MWD監(jiān)控及相關(guān)技術(shù)措施的應(yīng)用，成功完成了K435-30H水平井，為以后薄油層水平井技術(shù)更好的追蹤油層進(jìn)行了有益的探索。

【關(guān)鍵詞】K435-30H；水平井；鉆井技術(shù)；井眼軌跡；LWD地質(zhì)導(dǎo)向

一、概述

所謂 “薄油層水平井” 是指利用水平井技術(shù)控制水平段井眼軌跡在2m左右厚度的油層里穿行，確保最大限度地鉆穿油層的水平井。薄油層主要來(lái)自兩個(gè)方面：一是自然形成的層間油藏，這類薄油藏在我國(guó)的勝利、大慶及塔里木等油田分布較廣；二是由于老油田長(zhǎng)期深度注采，形成厚度僅有1～2m 左右的頂部剩余油，這類薄油藏在很多油田的難動(dòng)用儲(chǔ)量中占有較大比例。因此，利用薄層水平井技術(shù)來(lái)提高采收率是國(guó)內(nèi)薄油層精細(xì)開采的發(fā)展趨勢(shì)。

二、K435-30H的基本設(shè)計(jì)

K435-30H是在春光油田施工的一口水平井，該井位于新疆維吾爾自治區(qū)伊犁哈薩克自治州烏蘇市農(nóng)七師123團(tuán)17連。

三、施工技術(shù)難點(diǎn)與技術(shù)關(guān)鍵

（一）軌跡控制精度要求高

常規(guī)水平井靶半高一般都在2m以上，而春光油田水平井靶半高0.5m，實(shí)鉆軌跡要求控制在很小的范圍內(nèi)，加上標(biāo)志層深度或地層展布存在誤差，油藏地質(zhì)人員依據(jù)實(shí)鉆情況隨時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)，目的層的準(zhǔn)確垂深難定，因而施工難度大。要確保 A點(diǎn)的矢量中靶，必須確定合適的入靶角度，否則會(huì)造成因角度不合適而沒(méi)有余地調(diào)整井眼軌跡。

（二）中半徑水平井

在增斜段用彎外殼井下動(dòng)力鉆具進(jìn)行造斜，必要時(shí)使用導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)控制井眼軌跡。固井、完井也與常規(guī)定向井相同，只是難度更大。而春光油田井身質(zhì)量考核3o/30m連續(xù)三點(diǎn)不超，限制了造斜率的選用，浪費(fèi)了靶前位移。

（三）測(cè)量盲區(qū)

目前測(cè)量位置距井底一般存在15m的測(cè)量盲區(qū)（零長(zhǎng)未測(cè)距離），信息滯后，只能靠經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)和隨鉆測(cè)量曲線分析是否在薄油層中鉆進(jìn)。因此對(duì)井眼軌跡控制的精度要求非常高，要求現(xiàn)場(chǎng)定向人員有較強(qiáng)的預(yù)測(cè)、調(diào)整能力。

（四）精確控制

為保證實(shí)鉆軌跡在設(shè)計(jì)要求內(nèi)，隨時(shí)進(jìn)行鉆進(jìn)方式（滑動(dòng)鉆進(jìn)和復(fù)合鉆進(jìn)）的調(diào)整。由于井眼曲率效應(yīng)和地層傾角的影響，滑動(dòng)和復(fù)合鉆進(jìn)交替進(jìn)行時(shí)鉆具組合的造斜率規(guī)律性較差，給軌跡控制精度帶來(lái)困難。另外，隨著位移的延伸，井斜的增大，工具面的擺放及控制非常困難使方位控制很不精確。

（五）泥漿要求

由于目的層地層松軟，鉆時(shí)快，鉆井液必需具備較好的攜巖能力和井壁穩(wěn)定性能。

（六）直井段的施工質(zhì)量

直井段一開和二開均采用塔式鉆具組合，采用高轉(zhuǎn)速低鉆壓控制井斜。

（七）根據(jù)實(shí)鉆井眼軌跡進(jìn)行待鉆軌道設(shè)計(jì)

優(yōu)化軌道設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)化鉆具結(jié)構(gòu)，采用“三增”軌道和前高后低曲率進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡量減小鉆具摩阻，預(yù)防井下不安全事故的發(fā)生。

四、現(xiàn)場(chǎng)施工

（一）直井段（0～665m）

直井段采用傳統(tǒng)的塔式鉆具，開始鉆進(jìn)時(shí)吊打，輕壓慢轉(zhuǎn)。正常鉆進(jìn)時(shí)鉆壓50～60KN，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速170r/min，排量35L/s，確保打直，控制井斜不超過(guò)1°。

（二）待鉆剖面設(shè)計(jì)

該井直井段實(shí)鉆井深至665m時(shí)，井斜方位是0.93°×60.43°，計(jì)算閉合方位63.85°，閉合距2.3m，與設(shè)計(jì)方位相近，如繼續(xù)鉆進(jìn)井斜會(huì)增大，從而減少靶前位移，為了踐行探油頂剖面，決定在665m提前定向（設(shè)計(jì)造斜點(diǎn)680m），造斜點(diǎn)的選擇在初始井斜大，靶前位移小的情況下尤為重要。設(shè)計(jì)待鉆剖面有三種選擇，即原工程設(shè)計(jì)剖面、穩(wěn)斜探油頂剖面、微增探油頂剖面。

1.原工程設(shè)計(jì)剖面類型為：直-增-穩(wěn)-增-平五段制

該理想化的剖面鉆達(dá)著陸點(diǎn)時(shí)即剛好滿足矢量A靶的要求，實(shí)際上由于各種誤差的累積及直井段軌跡的不確定性，設(shè)計(jì)靶框往往變?yōu)閯?dòng)態(tài)靶框，現(xiàn)場(chǎng)需要根據(jù)地質(zhì)綜合判斷進(jìn)行靶點(diǎn)數(shù)據(jù)的更改，即使先打?qū)а垡膊荒艽_定靶心垂深，因此該剖面在水平井施工中根本不予采用。

2.穩(wěn)斜探油頂剖面類型為：直-增-穩(wěn)-增-穩(wěn)-增-平七段制

該剖面其突出特點(diǎn)是在3個(gè)增斜段之間設(shè)計(jì)了兩段穩(wěn)斜段，第一穩(wěn)斜2-3段用于采油掛泵的需要，第二穩(wěn)斜4-5段則用于探油項(xiàng)，即調(diào)整目的層頂界誤差。這種剖面適用目的層頂界和造斜率都有一定誤差的情況，薄油層水平井常采用這種剖面。該穩(wěn)斜段井斜比靶點(diǎn)小3°-4°，穩(wěn)斜段垂深與靶點(diǎn)垂深相差3-4m或更多。

3.微增探油頂剖面類型為：直-增-穩(wěn)-增-增-增-穩(wěn)七段制

與穩(wěn)斜探油頂剖面不同的是著陸前設(shè)計(jì)成三個(gè)連續(xù)增斜段，即3-4段、4-5段、5-A段。中間4-5段的造斜率較小，只有0.3～0.5°/10m。微增段的井斜、垂深與上面要求相同。

五、鉆井液技術(shù)

一開井段井眼大，采用不分散聚合物泥漿體系開鉆，鉆完后用大排量洗井，保證表層套管下入順利。二開后選用聚合物混油防塌泥漿體系，白油比例達(dá)到10%，斜井段后泥漿密度控制在設(shè)計(jì)上限1.20g/cm3，泥漿性能滿足潤(rùn)滑防卡和懸浮攜砂能力。為了保證MWD無(wú)線隨鉆的正常使用，含砂控制在0.3%。充分利用固控設(shè)備，振動(dòng)篩、除砂器、除泥器在實(shí)鉆中有效運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到了100%。井斜大于70°以后，鉆時(shí)明顯變慢，振動(dòng)篩出砂減少，巖屑重復(fù)切削，離心機(jī)的有效使用，極大穩(wěn)定了泥漿性能。

六、認(rèn)識(shí)與體會(huì)

1.K435-30H井眼軌跡控制的成功可以為其它水平井提供借鑒并可進(jìn)一步推廣應(yīng)用；2.井身質(zhì)量考核指標(biāo)限制了造斜率的選擇，本井采取前高后低的造斜率進(jìn)行剖面設(shè)計(jì)，以最大限度的爭(zhēng)取靶前位移；3.當(dāng)油藏地質(zhì)復(fù)雜時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)時(shí)地質(zhì)錄井、巖屑分析等技術(shù)綜合判斷，提高油層的穿透距離和砂巖鉆遇率。

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