埕東油田埕古13區(qū)塊水平井鉆井軌跡控制技術(shù)

王忠海 張偉

摘 要：分析了埕東油田埕古13區(qū)塊水平井鉆井軌跡控制存在著地層不均勻、各井段造斜率差異大、進(jìn)入儲(chǔ)層后極易降斜等難點(diǎn)的原因，提出了精細(xì)優(yōu)化軌道設(shè)計(jì)、采用近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)、合理選擇井斜角進(jìn)行穩(wěn)斜探頂、鉆遇疏松地層及時(shí)降低循環(huán)排量等技術(shù)措施，能滿足該區(qū)塊水平井鉆井的軌跡控制要求，提高了鉆井時(shí)效。

關(guān)鍵詞：埕古油田；水平井；軌跡控制

埕東油田埕古13區(qū)塊是油田重點(diǎn)區(qū)塊，埕南斷裂帶構(gòu)造十分復(fù)雜。構(gòu)造形態(tài)西高東低，由西北向東南發(fā)育，南北兩翼地層傾角在5-6度左右，含油高度在5-25m左右。儲(chǔ)層物性較好，為高孔高滲儲(chǔ)層。為有效控制底水錐進(jìn)、提高油氣采收率，在該區(qū)塊布置了較多水平井。然而該區(qū)塊實(shí)施水平井鉆井難度較大，存在大段的疏松砂巖，造斜率低、進(jìn)入儲(chǔ)層后容易快速降斜等特點(diǎn)，對(duì)水平井軌跡控制技術(shù)提出了較高的要求。

1 施工難點(diǎn)

1.1 靶前位移小，設(shè)計(jì)造斜率高

由于地理因素制約，井位布置靈活度低，許多井靶前位移較小。靶前位移小則增斜段的軌跡控制靈活度降低，給準(zhǔn)確矢量入靶增加了難度。

1.2 地層不均勻，各井段造斜率差異大

埕古13區(qū)塊施工中發(fā)現(xiàn)存在大段的疏松砂巖。油層上部常有泥巖和致密的灰質(zhì)砂巖，鉆時(shí)很慢。這些不均勻分布的地層特征導(dǎo)致增斜段中不同井段有不同的造斜率。

1.3 進(jìn)入儲(chǔ)層后極易降斜大

埕古13區(qū)塊在水平段鉆進(jìn)過程中常常出現(xiàn)井斜快速下降的情況。如在水平段短起下井斜下降3-4°，后續(xù)施工若不能及時(shí)增斜的話實(shí)際垂深將大幅下降。

1.4 設(shè)計(jì)軌跡在油層頂部

該區(qū)塊油氣聚集于構(gòu)造高部位，且底水錐進(jìn)速度快，施工中依據(jù)地質(zhì)導(dǎo)向參數(shù)保持實(shí)際軌跡在油層頂部穿行，由于蓋層具有一定傾角，實(shí)際施工中容易觸頂。

2 原因分析

2.1 設(shè)計(jì)概況

該區(qū)塊的流沙層埋藏位置淺且壓實(shí)強(qiáng)度低，膠結(jié)疏松，井壁軟、井眼擴(kuò)徑，對(duì)造斜工具提供不了足夠的側(cè)向支撐力，造成造斜率降低。

2.2 水力破巖效果強(qiáng)導(dǎo)致造斜率低

由于地層松軟，水力破巖效果明顯，鉆頭能施加到井底的鉆壓很小，甚至鉆頭剛剛壓在井底巖石即被破碎。鉆頭加不上壓則動(dòng)力鉆具更加難以提供側(cè)向力，導(dǎo)致造斜率偏低。

2.3 井眼尺寸大

二開多采用241.3mm的鉆頭，較大的井眼尺寸也是造斜率低的原因。

2.4 測(cè)斜零長較長

常規(guī)地質(zhì)導(dǎo)向的測(cè)斜零長二十米左右，井底的井斜、方位等參數(shù)需要根據(jù)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。由于地層的不均勻性，給井底數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)帶來了難度，不能及時(shí)獲知就無法及時(shí)調(diào)整定向參數(shù)。

3 技術(shù)措施

3.1 優(yōu)化軌跡設(shè)計(jì)

①分段設(shè)計(jì)狗腿度；

②直井段造負(fù)位移；

③適當(dāng)提前造斜點(diǎn)。

3.2 使用近鉆頭測(cè)斜儀器

該井采用了MRC近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用電磁波電阻率、自然伽馬和井斜一體化設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)近鉆頭地質(zhì)參數(shù)與工程參數(shù)集成測(cè)量，大大縮短了測(cè)量零長，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)地層特征信息、辨別地層變化，有利于及時(shí)調(diào)整井眼軌跡，降低打穿油層的風(fēng)險(xiǎn)，提高儲(chǔ)層鉆遇率。

3.3 流沙層降低排量

由于松軟的流沙層中水力破巖及沖刷的效果很強(qiáng)，為提高造斜率可以適當(dāng)降低循環(huán)排量，使得在流沙層中增斜滿足了設(shè)計(jì)要求。

3.4 短起下前避免在流沙層循環(huán)

在施工中提前預(yù)測(cè)流沙層的位置，在泥巖段進(jìn)行短起下作業(yè)。進(jìn)入水平段之前同樣選擇在較為堅(jiān)硬的蓋層中循環(huán)，減少井底降斜的可能。

4 結(jié)論與建議

①埕古13區(qū)塊地層巖性不均勻、含大段流沙層的地質(zhì)特點(diǎn)決定了水平井軌跡控制十分困難，實(shí)踐證明，精細(xì)優(yōu)化井眼軌道設(shè)計(jì)、采用分段化設(shè)計(jì)井眼軌道有利于現(xiàn)場(chǎng)施工，在直井段人為制造負(fù)位移和適當(dāng)改變?cè)煨秉c(diǎn)位置對(duì)平滑設(shè)計(jì)軌道也能起到一定的作用；

②壓實(shí)強(qiáng)度低、膠結(jié)疏松是流沙層造斜率低的主要原因，也是埕南區(qū)塊水平井鉆井的主要難點(diǎn)，施工中鉆遇流沙層應(yīng)及時(shí)增加滑動(dòng)鉆進(jìn)的長度，并降低循環(huán)排量，短起下作業(yè)前也應(yīng)避免在流沙層中長時(shí)間循環(huán)；

③MRC地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)測(cè)斜零長短，準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)井底參數(shù)，避免井斜大幅度波動(dòng)時(shí)給軌跡控制帶來困難，十分適用于本區(qū)塊水平井鉆井。

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