墾西薄油層水平井鉆井技術(shù)

劉峰

【摘 要】墾西地區(qū)中深井目的層厚度不足5米，針對這種薄油層利用水平井鉆井技術(shù)使水平段的井眼軌跡始終穿行于儲層中，從而增加油藏的裸露面積，可提高開采效果，在分析薄油層鉆井難點的基礎(chǔ)上.從優(yōu)化鉆具組合、井眼軌跡控制和地質(zhì)導(dǎo)向三方面對薄油層水平井鉆井技術(shù)進行了介紹。

【關(guān)鍵詞】薄層；水平井；地質(zhì)導(dǎo)向；井眼軌跡；PDC+動力鉆具

一、墾西薄油層水平井設(shè)計特點

（1）設(shè)計井眼裸眼段、水平段較長。

（2）入靶精度要求高，軌跡控制難度大。尤其是墾西地區(qū)屬于新區(qū)塊，儲層位置不明確。

（3）在增斜段、水平段基本設(shè)計采用單彎動力鉆具和轉(zhuǎn)盤鉆鉆具相結(jié)合的鉆具組合。

（4）由于油層薄，所以入靶范圍小，合理選擇入靶井斜角是關(guān)鍵技術(shù)之一。

二、鉆井技術(shù)難點

（1）對于薄油藏，只有準確確定其垂深，才能使實鉆井眼軌跡按設(shè)計軌道準確鉆達目的層。

（2）油層較薄，井眼軌跡控制精度要求極高，實鉆井眼軌跡垂深范圍限制在上下1m的范圍內(nèi)。

（3）如何利用FEWD 的實時測井曲線，準確判斷地層變化， 及時調(diào)控井眼軌跡。

（4）對于長裸眼水平井。下部井段滑動鉆進時鉆壓傳遞困難。

（5）井身結(jié)構(gòu)設(shè)計時，在滿足油藏特性和地質(zhì)條件的前提下，根據(jù)工具造斜能力，優(yōu)選靶前位移和造斜井段長度，改善井眼摩阻、扭矩及清洗效果，簡化套管程序。

（6）在選擇剖面的造斜率時，應(yīng)考慮地層的自然造斜規(guī)律、地層的可鉆性、現(xiàn)有工具的造斜能力、FEWD無線隨鉆測量儀器使用井眼曲率等影響因素。

（7）為滿足井下安全的需要，盡量縮短斜井段的長度，以提高鉆井速度。要綜合考慮斜井段旋工后期可能出現(xiàn)的摩阻、扭矩過大以及滑動鉆進時傳壓困難等問題。

三、施工工藝

（一）造斜率的選擇

造斜率是確定井身剖面的基礎(chǔ).應(yīng)根據(jù)地層造斜規(guī)律、工具的造斜能力確定造斜段的造斜率。而對于薄油層水平井，存在入靶范圍小的問題，同時考慮到測量儀器與鉆頭之間的距離，其關(guān)鍵技術(shù)是斜井段井眼軌跡的調(diào)整，保證矢量中靶。

（二）軌跡控制技術(shù)

1.對薄層水平井軌跡控制的總體要求

（1） 具有較高的控制精度；

（2）具有較強的應(yīng)變能力；

（3）具有較高的預(yù)測準確度；

（4）達到較穩(wěn)、較快的施工水平。

2.直井段

由于靶前位移受薄油藏開發(fā)的限制，直井段防斜打直技術(shù)是薄層水平井施工的基礎(chǔ)，若正位移偏大，勢必造成實際造斜點下移，造斜率提高，嚴重影響軌跡控制、施工速度和提高入靶點的難度，為此，在直井段施工中，加強防斜打直技術(shù)措施，合理調(diào)配鉆進參數(shù)，若發(fā)現(xiàn)井斜角偏大，及時吊打糾斜或采用螺桿鉆具糾偏，確保井身質(zhì)量。

3.斜井段

根據(jù)直井段的多點測量數(shù)據(jù)對設(shè)計造斜點加以調(diào)整。必要時修改設(shè)計剖面。斜井段的鉆具組合主要是：單彎增斜鉆具組合（ 215.9mm 井眼）： 215.9mm 鉆頭+ 172mm 單彎+ 無磁鉆鋌+MWD（或FEWD）+ 127mm 無磁承壓鉆桿+ 127mm斜坡鉆桿+127mm 加重鉆桿+ 127mm 鉆桿，嚴格按工程設(shè)計施工，選擇彎度合適的造斜工具，利用MWD或FEWD測量儀器進行跟蹤監(jiān)測。并及時利用landmark軟件進行計算。根據(jù)軌跡控制需要及時更換鉆具組合或調(diào)整鉆進方式和鉆進參數(shù)。加強待鉆井眼的預(yù)測，保證對下部井眼軌跡的有效控制。關(guān)鍵是著陸點井斜角的控制。要保證人靶后井斜角不能波動太大。

4.水平段

由于油層薄，入窗口精度要求極高，相對應(yīng)施工難度極大。精確入靶技術(shù)是保證水平段軌跡控制的前提，是水平段鉆進的關(guān)鍵一步，入靶點時要求矢量中靶，入靶井斜角必須留一定角差，將造斜率調(diào)整到10°/100m左右，采用導(dǎo)向鉆進技術(shù)探明油頂，實現(xiàn)安全著陸。水平段軌跡控制是薄層水平井施工中的難點，運用FEWD地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)精細控制軌跡，防止鉆穿底水和鉆遇邊水，保證油層鉆穿率。在施工中，始終以保證實鉆井眼軌跡最大限度地在儲層中鉆進為目標，以獲得最佳的油氣開發(fā)效果為目的。

（1）鉆具組合的選擇。

通過幾口井的現(xiàn)場試驗，基本確定了如下鉆具組合。FEWD組合： 215.9mm鉆頭+172mm單彎+172mmFEWD+172mmFEWD短節(jié)+ 127mm無磁承壓鉆桿+127mm斜坡鉆桿+127mm加重鉆桿+127mm鉆桿

（2）鉆進參數(shù)優(yōu)選。

鉆進參數(shù)主要取決于動力鉆具的工作特性，其排量隨動力鉆具的尺寸不同而異。對于215.9mm井眼，動力鉆具的尺寸主要是172mm，排量一般在27～30L/s，旋轉(zhuǎn)鉆進時的鉆壓一般為30～40kN，滑動鉆進時的鉆壓根據(jù)井眼的實際情況而定。另外合理選擇好鉆頭也對鉆井起到很大的作用。針對墾西地區(qū)選擇PDC+動力鉆具，不僅提高了機械鉆速，還大大的節(jié)省了鉆頭費用和頻繁的起下鉆作用。

（3）工程技術(shù)措施

在井斜角合適的情況下，實現(xiàn)滑動鉆進和旋轉(zhuǎn)鉆進的合理配合，避免大段滑動鉆進，以保證井眼軌跡的平滑性及準確性。在井斜達到30°時，應(yīng)加大泥漿的投入，使泥漿在防塌、潤滑和攜巖方面都達到很好的要求。

四、地質(zhì)導(dǎo)向無線隨鉆測斜技術(shù)

（1）FEWD的地質(zhì)導(dǎo)向作用主要體現(xiàn)在當實鉆井眼軌跡相對于儲層位置發(fā)生變化時.FEWD測取的電阻率和伽馬值相應(yīng)發(fā)生變化。

（2）曲線劃分地層界面、預(yù)測到油層的距離利用自然伽馬曲線、電阻率曲線，能準確地劃分出巖性界面。在隨鉆監(jiān)測中，結(jié)合巖屑錄井，能分析軌跡是否接近油層，有效調(diào)整軌跡方向。FEWD曲線指導(dǎo)精確入靶和控制水平段施工充分利用FEWD地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)精確入靶。

（3）FEWD可正確判別油頂、油底，劃分油水界面及斷層位置。當井眼軌跡接近油層頂界和低界時，電阻率和伽馬也有明顯的變化，電阻率的變化和進油層時變化基本一致，即由低變高，從電阻率開始升高到進入泥巖垂深變化約0.94m；伽馬值由砂巖的低值逐漸升高，自開始升高至泥巖的正常值，垂深變化約0.30m。電阻率和伽馬的變化情況和進油層時基本一致。進出油層時FEWD電阻率和伽馬的變化規(guī)律，對水平段的井眼軌跡控制提供可靠導(dǎo)向作用。

五、結(jié)論

1）進一步研究優(yōu)化鉆具組合，掌握各種鉆具組合在不同地層、不同參數(shù)下的穩(wěn)斜效果和造斜能力，成功采用PDC+動力鉆具，優(yōu)化鉆井參數(shù)，達到最佳使用效果，提高在油層中的鉆穿率。

（2）薄油藏水平井鉆井技術(shù)適應(yīng)于各種類型的薄油藏的開發(fā)，利用現(xiàn)有技術(shù)裝備，完成各種類型薄油藏水平井的施工是可行的。

【參考文獻】

[1]趙景山.勝利油田薄油層水平井鉆井技術(shù).石油鉆探技術(shù).2003：第31卷

[2]都振川. 勝利油田薄油層水平經(jīng)鉆井技術(shù)綜述.石油鉆井工藝.2003：第25卷