大古33-斜1井長距離防碰技術(shù)分析

劉釗，宋文婷

大古33-斜1井長距離防碰技術(shù)分析

劉釗1，宋文婷2

（1. 中石化勝利石油工程有限公司黃河鉆井總公司，山東 東營 257100；2. 中石化石油工程設(shè)計有限公司，山東 東營 257100）

大古33-斜1井由于距離臨井過近，導(dǎo)致施工受臨井限制嚴重，且施工難度增加，在施工過程中通過對井眼軌跡的高精度的實時監(jiān)測，時刻進行與臨井大古33井之間進行空間上的掃描測算，加強直井段井身軌跡控制，合理選擇鉆具進行搭配組合、通過操作人員進行鉆進過程中對井眼軌跡精確地控制，達到預(yù)期效果。因此，通過科學手段對存在碰撞可能的井段進行預(yù)測和掃描，加上優(yōu)良的操作技術(shù)去操控井眼軌跡防止產(chǎn)生碰撞，很有實際意義。

防碰間距；鉆具組合；井眼軌跡；井深結(jié)構(gòu)；精度測量

井眼相碰及是指空間上客觀存在的井眼軌跡，其中新鉆井眼軌跡有一個或多個連續(xù)變化并與鄰近的井眼軌跡相交于一點。井與井之間的碰撞，除了極少數(shù)的為了井噴及煤礦坍塌等事故而不得已所打的救援井[1]以外。對于絕大多數(shù)井眼軌跡間相互碰撞來說，是其工程上對軌跡失控而導(dǎo)致的, 且碰撞所帶來的后果是災(zāi)難性的，會極大程度的影響正常的生產(chǎn)。

由空間幾何中的碰撞幾何學得知，鉆進過程中兩個路徑呈90度角相互交插的鉆井路線比兩個相互平行的鉆進路線更有風險，但其風險更為短暫。因為一旦穿越了障礙井的路線，風險就隨之而去了。所以從一線鉆井的角度看來，井位間相互平行造成的井位間長時間相鄰，或者多井之間呈現(xiàn)高角度的交叉會使得發(fā)生碰撞事故的概率增大。

1 大古33-斜1井工程設(shè)計

大古33-斜1井，井別新區(qū)產(chǎn)能建設(shè)井。位于大古33井口方位30°，距離1.50 m。完鉆層位位于奧陶系[2]，構(gòu)造位置：濟陽坳陷[3]車鎮(zhèn)凹陷大王莊油田中部潛山帶大古33斷塊高部位。鉆探目的：開發(fā)大王莊油田中部潛山帶奧陶系油藏[4]。大王莊中部潛山帶儲層發(fā)育在潛山頂部，為奧陶系八陡組中厚層海相灰?guī)r、白云巖和灰質(zhì)白云巖。儲集空間以裂縫及溶蝕孔洞為主[5]，裂縫密度12~27條/m，裂縫傾角集中在20~50°之間，傾向300°。

大古33-斜1井，A靶點垂深為2 140.00 m，位于井口方位198.89°，與井口水平距離[6]為173.29 m。該區(qū)塊構(gòu)造落實，大古33-斜1井周圍已有多口完鉆井。由于該區(qū)塊內(nèi)井網(wǎng)非常密集[7]，縱橫交錯，固將該井軌跡剖面設(shè)計為“直井-增斜-穩(wěn)斜”。因為大古33-斜1井距離臨井大古33井過近，所以每測一點都要掃描、搜索出正鉆井與鄰井的近空間距離[8]，從而來判斷是否在空間上會與大古33井產(chǎn)生相交碰撞?？臻g上在前1 600 m的直井段都有可能產(chǎn)生碰撞，因此鉆井設(shè)計和施工難度很大。

表1 軌道參數(shù)

2 大古33-斜1井技術(shù)難點

2.1 技術(shù)難點

大古33-斜1井施工難點和重點主要是一開及直井段防碰，東營組、沙三段斷層防漏，造斜點處防大肚子井眼，卡潛山奧陶系界面，防進山太多漏失。具體有以下幾點：

圖1 井身結(jié)構(gòu)圖

一開及直井段防漏，鄰井大古33井距離本井1.50 m，鉆進施工防碰間距非常小。

明化鎮(zhèn)組地層及其上部地層成巖性差，需要防坍塌，防卡鉆，而館陶組砂層發(fā)育，防蹩漏[9]。

東營組及沙三段可能存在斷層，在鉆進至1 650.00 m造斜點附近后，加強坐崗觀察，觀察有沒有發(fā)生漏失，是否順利穿過斷層。

造斜點位于東營組地層，定向鉆進時避免開泵時間過長，產(chǎn)生大肚子井眼，保證井眼的規(guī)則。

防止鉆遇斷層、古生界地層及不整合面附近注意防漏失。

所施工大古33-斜井為三開井，井下的摩阻、扭矩大，鉆井風險相對較大。

鉆進過程中一旦出現(xiàn)鉆具碰到技術(shù)套管的特征[10]，按以下防碰程序執(zhí)行。

表1 軌道參數(shù)

2.2 直井段防碰程序

（1）上提鉆具3~5 m，禁止在井底循環(huán)。

（2）用MWD不間斷地進行長距離測斜,密切觀察其相關(guān)參數(shù)值是否處于±2%正常浮動范圍[11]。

向井筒內(nèi)灌入稠泥漿對巖屑進行攜帶時，注意探查井口反出的泥漿里是否含有鐵屑，若含有鐵屑，立即進行處理[12]。

（3）如果Btotal值超出正常值±2%范圍，并且水泥含量高于30%時，采取如下措施：

分析本井和周圍鄰井的軌跡，保證給周圍未鉆的井留有空間，經(jīng)過分析，作出防碰方案。

3 大古33-斜1井軌跡控制及防碰分析

3.1 一開井段0-300.00

大古33-斜1井一開時因為距離大古33井過近，接好鉆具后，不得采用方鉆桿直線過猛下放的方式，應(yīng)采取相應(yīng)的防碰預(yù)案，考慮到初期水龍帶對鉆具產(chǎn)生的作用力造成側(cè)向影響。在轉(zhuǎn)盤啟動之后，司鉆控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速，對方鉆桿采取勻速下放的策略，保證鉆頭勻速接觸地層，使得一開井眼呈直線，避免過多晃動，不產(chǎn)生偏移。

表層垂直井段，為了防斜打直，避免在直井段結(jié)束時與大古33井有相碰的危險，一開采用清水，鉆井液密度小于1.05 g/cm3。一開采用了塔式鉆具組合: ? 444.5 mm牙輪SKG124鉆頭+730×610雙母+610×410接頭+ ? 178 mm鉆鋌×6根+ ? 127 mm鉆桿。

3.2 直井段鉆進

二次開鉆出套管進行吊打300 m以上。

對于從一開到1 650 m造斜點間的長直井段作業(yè)就可能與臨井發(fā)生碰撞的大古33-斜1井，按預(yù)案直接下入牙輪鉆頭，穩(wěn)定鉆壓，平穩(wěn)接觸井底切削作業(yè)，保障軌跡平直。

直井段選擇用小鉆壓、轉(zhuǎn)速90 r/min、大鐘擺鉆具組合方式鉆進。嚴格執(zhí)行大古33-斜1井防碰技術(shù)措施。

二開直井段鉆進300.00~1 592.00

造斜點以上直井段要打直，井斜控制在1゜以內(nèi)。二開采用聚合物防塌鉆井液體系，鉆井液密度1.10～1.15 g/cm3, API失水≤5 mL。二開采用鐘擺鉆具組合為? 215.9 mm牙輪HAT127鉆頭+430×410雙母+ ? 178 mm鉆鋌×19.61 m+210 mm扶正器+ ? 178 mm鉆鋌×4根+ ? 127 mm加重×169.29 m+ ? 127 mm鉆桿。

二開直井段鉆進中，除了采用18 m扶正器外，還下入了定向井儀器，每鉆進30 m測斜一次，測量磁場強度，通過磁干擾大小來判斷實鉆軌跡與鄰井軌跡距離的遠近。

3.3 斜井段鉆進

斜井段起于造斜點1 650.00 m，定向點提前降低泵的排量，防止大井眼的產(chǎn)生。鉆具采用了? 215.9 mm PDC+ ? 172 mm（1.25°）動力鉆具+431×410配合接頭+ ? 173 mm無磁鉆鋌+ ? 173 mm無磁懸掛+ ? 127 mm無磁承壓+ ? 127 mm加重鉆桿×169.29 m+ ? 127 mm+保護接頭: ? 165.00 mm+旋塞接頭: ? 165.00 mm+轉(zhuǎn)換接頭: ? 165.00 mm鉆桿的鉆具組合

圖2 防碰距離掃描圖

大古33-斜1井在鉆進至2 051 m后發(fā)現(xiàn)灰?guī)r，起鉆下常規(guī)鉆具卡界面，通過循環(huán)撈沙判斷巖心，防止鉆遇斷層、古生界地層及不整合面附近漏失，加強坐崗觀察。本井進奧陶系2 m，發(fā)現(xiàn)及時；

三開換小鉆桿時，主要注意井口安全，防井下落物。三開采用清水鉆進，鉆井液密度小于1.05 g/cm3。

圖3 防碰誤差橢圓掃描圖

三開鉆具? 118 mm單牙輪YC517鉆頭長度0.20 m +雙母: ? 105.00 mm 長度0.52 m +止回閥+ ? 88.9 mm鉆鋌2柱長度54.37 m + ? 73 mm鉆桿長度2151.80 m+保護接頭: ? 105.00 mm 長度0.36 m，順利完鉆，下尾管篩管。

4 結(jié) 論

（1）一開采用塔式鉆具鉆表層，增強鉆具剛性強度使其不偏擺，嚴格防斜打直。啟動轉(zhuǎn)盤，嚴格控制轉(zhuǎn)速，同時考慮初期水龍帶對鉆具產(chǎn)生的作用力造成側(cè)向影響，軟吊硬打，控制方鉆桿勻速下放，保證井眼不偏斜。

（2）二開下入HAT127鉆頭，采用7寸鉆鋌+18 m扶正器的鐘擺鉆具組合，在鉆進中合理控制鉆壓，防斜打直。同時下入定向井儀器，通過測斜防止與鄰井套管打碰。

（3）在鉆進至石炭系2 051 m后發(fā)現(xiàn)灰?guī)r立即起鉆簡化鉆具組合，卡奧陶系界面?？ń缑鏁r充分配合好地質(zhì)錄井，循環(huán)撈沙判斷巖心，防止進入潛山奧陶系太多發(fā)生漏失，該井進山2 m，發(fā)現(xiàn)及時。

（4）三開鉆進采用無固相鉆井液體系，泥漿懸浮能力差，通過延長循環(huán)時間，少鉆多拉防止砂卡。完鉆后用稠泥漿清理井底巖屑，保證了井眼的清潔，井壁平滑。

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Analysis on Long-distance Anti-collision Technology in Dagu 33-Xie 1 Well

1,2

（1. Sinopec Shengli Petroleum Engineering Co., Ltd.，Huanghe River Drilling Company, Shandong Dongying 257100, China;2. Sinopec Petroleum Engineering Design Co., Ltd., Shandong Dongying 257100, China）

Dagu 33-Xie1 well is too close to the adjacent well, resulting in severe restrictions on the construction, so the construction difficulty increases. During the construction process, through the high-precision real-time monitoring of the wellbore trajectory, scanning and calculating the spatial locationbetween Dagu 33-Xie1welland the adjacent wellat all times, wellbore trajectory control in vertical well sections was strengthened. Through reasonable selection of drilling tools for matching and combination, accurate control of the wellbore trajectory was achieved by the operator during the drilling process. Therefore, it is of practical significance to use scientific methods to predict and scan well sections where collisions are possible, and to use excellent operating techniques to control well trajectories to prevent collisions.

Anti-collision distance; Drilling tool combination; Wellbore trajectory; Well depth structure; Accuracy measurement

2020-02-10

劉釗（1987-），男，山東濱州人，工程師，碩士，畢業(yè)于遼寧石油化工大學，研究方向：鉆井工程。E-mail：765043361@qq.com。

TE 242

A

1004-0935（2020）05-0601-04