風(fēng)城油田SAGD井側(cè)鉆技術(shù)

任 堯，黃晨翔，常景瑞，劉福欽，田曉江，傅 強

（西部鉆探定向井技術(shù)服務(wù)公司，新疆克拉瑪依834000）

1 概述

FHW316U井組是部署于風(fēng)城油田重1井區(qū)內(nèi)的加密井組，該井組為由生產(chǎn)井FHW316UP和注汽井FHW316UI組成的SAGD雙水平井。該井組為三開井身結(jié)構(gòu)，采用“直—增—穩(wěn)—增—穩(wěn)”五段制井眼軌跡（見表1），按SAGD雙水平井施工工藝先進(jìn)行FHW316UP井的鉆完井施工。FHW316UP井在二開造斜段施工過程中，按設(shè)計軌跡定向鉆進(jìn)至井深336m（井斜67.01°，方位86.58°，垂深250.8m），鉆達(dá)穩(wěn)斜段結(jié)束后因地層發(fā)生變化，按地質(zhì)指令要求穩(wěn)斜鉆進(jìn)以下探油層?，F(xiàn)場穩(wěn)斜68°左右鉆進(jìn)至井深356m，實鉆軌跡垂深較設(shè)計偏下7.5m，后接軌跡調(diào)整指令，將設(shè)計靶點垂深上調(diào)2m，即由原來的263.15m上調(diào)為261.15m，同時A靶位移按設(shè)計方位前移8.01m?，F(xiàn)場經(jīng)過軌跡計算發(fā)現(xiàn)，如要滿足著陸要求，后續(xù)施工井段全角變化率最大達(dá)29°/30m，無法進(jìn)行施工。為實現(xiàn)地質(zhì)目標(biāo)，同時考慮后續(xù)完井作業(yè)的順利實施，決定采用注灰側(cè)鉆的方案。

表1 FHW316UP井井身剖面設(shè)計數(shù)據(jù)表

2 側(cè)鉆及后續(xù)施工難點分析

（1）設(shè)計二開造斜段井段短，靶前位移小，用于調(diào)整的井段少，加之靶窗?。?m×2m）[2]，實際側(cè)鉆軌跡較設(shè)計過高或者過低都會影響軌跡的順利著陸。

（2）地層埋深淺且膠結(jié)疏松，側(cè)鉆前鉆灰塞時容易提前掃出老井眼。

（3）造斜段設(shè)計造斜率高，下入大度數(shù)螺桿鉆具實際造斜率控制難度高。

（4）設(shè)計要求生產(chǎn)井（P井）的穩(wěn)斜井段不得少于30m，并且該段井斜需小于60°，用于調(diào)整軌跡的井段較短。

（5）在?311.2mm井眼中注灰側(cè)鉆難度比較大，注灰過程中渾漿較多，一次側(cè)鉆成功率難以得到保證。

（6）“螺桿鉆具+MWD”測點距鉆頭位置距離達(dá)到15m左右，較大的測點滯后距對側(cè)鉆是否成功難以做出及時正確的判斷。

（7）SAGD井組為雙水平井，P井實鉆軌跡將直接影響后續(xù)I井的順利施工。

3 側(cè)鉆施工過程

3.1 第一次側(cè)鉆

3.1.1 側(cè)鉆點選擇

側(cè)鉆點的選擇不僅要考慮能順利側(cè)鉆出新井眼[3]，還要結(jié)合設(shè)計要求和后續(xù)井眼軌跡控制可能存在的問題，以保證順利著陸。本次側(cè)鉆施工選擇在穩(wěn)斜段進(jìn)行，因該井段不要求對造斜率進(jìn)行控制，便于側(cè)出。采用將側(cè)鉆工具面放到270°（GTF）穩(wěn)斜降方位的措施，側(cè)鉆成功后方位預(yù)計比老井眼小2°，30m段長夾層墻達(dá)1.8m厚。后續(xù)施工過程中兩井眼最遠(yuǎn)空間距離2.06m，繞過老井眼后將方位調(diào)整至設(shè)計方位。該側(cè)鉆方案設(shè)計軌跡最大造斜率12.7°/30m，完全滿足施工要求。故側(cè)鉆點選擇在井深315m（井斜60.93°，方位85.79°，垂深241.72m）。3.1.2 側(cè)鉆鉆具組合

本次側(cè)鉆鉆具組合與造斜段施工鉆具組合一致，方便側(cè)鉆成功后繼續(xù)對造斜段進(jìn)行施工，減少頻繁提下鉆對井壁的破壞，節(jié)約施工周期。選用2.25°單彎螺桿能保證鉆具側(cè)向力，易于形成新井眼，同時提供較高的造斜能力。

?311.2mm牙輪鉆頭+?197mm單彎螺桿（2.25°/?308mm螺旋扶正器）+?177.8mm定向接頭+?127mm無磁鉆桿+?127mm無磁鉆桿+?127mm加重鉆桿（26根）+?165mm隨鉆震擊器+?127mm加重鉆桿（4根）+?127mm斜坡鉆桿+方鉆桿。

3.1.3 側(cè)鉆措施

（1）注灰填井前與固井方做好交底，要求注灰井段305～356m，水泥漿密度不低于1.9g/cm3，水泥漿候凝48h后方能下入常規(guī)鉆具鉆灰塞。

（2）掃灰塞至側(cè)鉆點進(jìn)行側(cè)鉆施工前，保證水泥漿候凝48h后停泵承壓需達(dá)到100kN,開泵承壓需達(dá)到80kN。

（3）采用降方位的技術(shù)措施，工具面穩(wěn)定在270°左右，以達(dá)到最佳的分離老井眼的效果。

（4）側(cè)鉆過程中，每側(cè)鉆1m撈取砂樣一包，及時分析側(cè)鉆過程中地層與水泥量的百分比。

（5）側(cè)鉆中嚴(yán)格控制鉆時，前5m按照1m/h左右施工，待地層巖屑占巖屑總量的80%后，鉆時控制在2m/h；待返出全部為地層巖屑時，確定側(cè)鉆成功后加至正常鉆壓鉆進(jìn)。

（6）側(cè)鉆過程中不得隨意轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤或上下提拉鉆具，以防止新造井壁被破壞。

3.1.4 側(cè)鉆施工簡況

本次側(cè)鉆注水泥填井，水泥封固井段 305～365m。水泥漿候凝48h后下入常規(guī)鉆具探水泥塞面為井深300m，灰面渾漿嚴(yán)重，停泵可承壓120kN，開泵無法承壓，開泵無鉆壓下入至井深325m仍未到達(dá)交界面，交界面滯后無法滿足側(cè)鉆要求，再次注灰回填側(cè)鉆。

3.2 第二次側(cè)鉆

3.2.1 側(cè)鉆點選擇

考慮到第一次注灰側(cè)鉆失敗，本次選擇在進(jìn)入穩(wěn)斜段之前（井深180m）進(jìn)行側(cè)鉆?？紤]到地層膠結(jié)疏松，井眼大、鉆進(jìn)排量大，新井眼形成后夾壁墻易被毀壞，為了保證本次側(cè)鉆成功，采用增方位微降井斜的方式。經(jīng)過軌跡設(shè)計計算，側(cè)鉆成功后新井眼軌跡方位預(yù)計比老井眼大3°，井斜預(yù)計比老井眼小2°。根據(jù)防碰掃描，兩井眼最近空間距離0.98m。故側(cè)鉆點選擇在井深150m（井斜30.39°，方位85.42°，垂深146.72m）。

3.2.2 側(cè)鉆鉆具組合

本次側(cè)鉆鉆具組合選擇原則與第一次側(cè)鉆一致，但考慮到地層膠結(jié)疏松以及第一次注灰失敗的影響，本次側(cè)鉆將單彎螺桿度數(shù)換成2.5°，以保證一次側(cè)鉆成功。

?311.2mm牙輪鉆頭+?197mm單彎螺桿（2.5°/?308mm螺旋扶正器）+?177.8mm定向接頭+?127mm無磁鉆桿+?127mm無磁鉆桿+?127mm加重鉆桿（26根）+?165mm隨鉆震擊器+?127mm加重鉆桿（4根）+?127mm斜坡鉆桿+方鉆桿。

3.2.3 側(cè)鉆施工簡況

本次側(cè)鉆注水泥填井，水泥封固井段 150～325m。水泥漿候凝48h后下入常規(guī)鉆具探灰面，灰面高度150m，經(jīng)測試水泥膠結(jié)強度滿足側(cè)鉆施工要求，掃灰塞至井深176m換螺桿鉆具下鉆開始以鉆時0.5m/h、排量26L/s控時鉆進(jìn)。控時鉆進(jìn)至井深178.01m（測深164.43m，井斜36.79°，方位84.05°），返出巖屑中水泥占比為100%?，F(xiàn)場繼續(xù)控時鉆進(jìn)至井深187.3m（測深173.72m，井斜40.98°，方位84.17°)，返出巖屑中地層巖屑含量仍舊較少，指重表鉆壓由此前的20kN升至40kN，現(xiàn)場判斷鉆頭已部分進(jìn)入地層，為保證完全形成新井眼，繼續(xù)控時鉆進(jìn)。

控時鉆進(jìn)至井深196.53m（測深182.95m，井斜36.9°，方位88.7°）。井深187～193m井段鉆進(jìn)過程中返出巖屑中地層巖屑含量較少，約為30%左右，井深193～196.53m返出巖屑水泥占比逐漸降低，井深196.53m返出巖屑水泥占比降至20%，現(xiàn)場判斷已側(cè)鉆成功。

但本次側(cè)鉆，由于井眼大且地層膠結(jié)疏松，整個側(cè)鉆過程水泥返出量很少，給側(cè)鉆帶來很大的困難，無法及時根據(jù)返出巖屑比例判斷是否側(cè)鉆成功，加上MWD測點距鉆頭位置達(dá)到15m左右，以至于本次側(cè)鉆施工在側(cè)鉆出新井眼后現(xiàn)場人員無法做出及時準(zhǔn)確的判斷，仍按降方位微降井斜進(jìn)行控時鉆進(jìn)，致使新井眼井眼軌跡與待鉆設(shè)計偏離較多。

4 側(cè)鉆后軌跡調(diào)整

側(cè)鉆過程中測得側(cè)鉆井眼測深182.95m的井斜為36.9°，方位為 88.7°，與待鉆設(shè)計測深 182.95m（井斜46.33°，方位83.09°）相比偏離較多。為驗證后續(xù)井段井眼軌跡實際情況，下常規(guī)鉆具投測多點（滯后距5m），測得測深191.73m，井斜34.3°，方位91.5°，MWD測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，但實鉆軌跡嚴(yán)重偏離側(cè)鉆的設(shè)計軌跡（圖1），為滿足SAGD開采工藝“水平段垂深以上20～30m井斜小于60°，斜井段留有約50m微增段（曲率1.03°/30m）”[2]的要求，再次進(jìn)行了軌跡調(diào)整，調(diào)整后井眼軌跡設(shè)計最大狗腿度為15.66°/30m，段長9.47m，狗腿度15.45°/30m，段長40m（在原設(shè)計最大狗腿度18°/30m范圍內(nèi)），后期著陸最大狗腿度為14.53°/30m。

本井在側(cè)鉆成功后雖順利著陸完成造斜段施工，但經(jīng)過了2次注灰、3次軌跡調(diào)整（圖1），耗費過多施工工期且井眼軌跡頻繁調(diào)整，為該井后續(xù)二開中完作業(yè)以及I井的順利施工都可能造成影響。

圖1 FHW316UP井軌跡圖

5 結(jié)論

（1）該區(qū)塊地層埋深淺、可鉆性好，在大井眼、高造斜率的情況下通過穩(wěn)斜扭方位側(cè)鉆，為同類井側(cè)鉆提供了經(jīng)驗，但側(cè)鉆過程中應(yīng)避免井斜降低。

（2）大井眼注灰時存在渾漿嚴(yán)重的情況，注灰側(cè)鉆時應(yīng)預(yù)留較多的注灰井段。

（3）側(cè)鉆時要根據(jù)綜合鉆壓、巖屑以及軌跡測量數(shù)據(jù)的變化及時對是否側(cè)鉆出新井眼做出判斷，必要時可采取投測多點（5m左右）的方式對井眼軌跡進(jìn)行測量驗證。

（4）在地質(zhì)資料不是很明確、目的層出現(xiàn)變化的情況下施工該類型水平井，建議維持原設(shè)計軌跡鉆進(jìn)來進(jìn)行探頂，以避免重新填井側(cè)鉆，浪費進(jìn)尺。

（5）地層膠結(jié)疏松，可鉆性好，同時考慮減少測量滯后距，可考慮選擇使用彎接頭進(jìn)行此類側(cè)鉆施工。

[1] 李慶，萬教育，李俊勝，等.風(fēng)城油田SAGD水平井軌跡控制技術(shù)[J].西部探礦工程，2015（1）：57-58.

[2] 林晶，宋朝暉，等.SAGD水平井鉆井技術(shù)[J].新疆石油天然氣，2009,5（3）：56-60.

[3] 劉文兵.DP6水平井?311.15mm井眼側(cè)鉆技術(shù)探討[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2011,38（12）：27-31.

[4] 謝爾扎提.DXHW142復(fù)雜水平井施工要點分析[J].西部探礦工程，2010（11）：63-66.

[5] 韓志勇.定向鉆井設(shè)計與計算[M].2版.東營：中國石油大學(xué)出版社，2007.