從式井井眼軌跡防碰技術(shù)

朱軒呈 王笑強

摘要：叢式井在油田建設(shè)和采油方面有其優(yōu)點，但是隨著單平臺內(nèi)井口數(shù)目越來越多，在鉆井過程中井眼碰撞的風(fēng)險越來越大。叢式井井眼防碰技術(shù)作為叢式井定向鉆井的配套技術(shù)，旨在降低叢式井井眼碰撞的風(fēng)險。叢式井設(shè)計對于井眼防碰尤為重要。在設(shè)計中，采用鄰井距離掃描計算設(shè)計井眼軌道。在施工中，與井眼軌跡監(jiān)測和預(yù)測相結(jié)合的鄰井距離掃描計算貫穿叢式井井眼軌跡的非安全區(qū)，尤其是直井段和定向造斜段。由于井眼軌跡誤差隨著井深的增加而增加，因此鄰井距離掃描計算有其不足之處。防碰測距可以直接降低鉆頭與鄰井距離及鉆頭位置的測量誤差。

關(guān)鍵詞：叢式井;定向鉆井;井眼防碰;設(shè)計;鄰井距離掃描計算;防碰測距

1.叢式井防碰問題的提出

叢式井設(shè)計、施工是一個嚴(yán)密的系統(tǒng)工程，對整個平臺的作業(yè)中起著舉足輕重的影響，一個環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，就會造成事故，解決得當(dāng)就會帶來上百萬的經(jīng)濟效益。設(shè)計是小井距密集叢式井平臺成功的關(guān)鍵，小井距密集叢式井設(shè)計體現(xiàn)安全第一的原則，把安全第一的原則貫穿到整個設(shè)計中。小井距密集叢式井平臺定向作業(yè)，井眼防碰是主要解決的問題。

1.1 叢式井平臺中的三個防碰問題。

第一個問題：平臺內(nèi)各井之間的防碰。包括直井段偏斜、造斜點深淺和初始方向。

第二個問題：平臺內(nèi)各井與本平臺所覆蓋油田內(nèi)的探井之間的防碰。

第三個問題平臺內(nèi)各井與臨近平臺各井的防碰問題，主要是在加密調(diào)整井平臺鉆井時與同一區(qū)塊平臺井之間的防碰問題。

1.2 防碰問題里面存在的不確定因素：

1.2.1 客觀因素

大平臺、小井距、高密度叢式井的作業(yè)方式在觀上增加了防碰風(fēng)險，表層、直井段偏斜（0.5°井斜在200米的井段連續(xù)偏移達到0.65米，300米偏移0.95米）表層測量數(shù)據(jù)誤差，多點受磁干擾影響，方位不準(zhǔn)確測量數(shù)據(jù)不全、不準(zhǔn)，個別測量數(shù)據(jù)失常油藏的特殊要求。

1.2.2主觀因素

1.2.2.1定向井工程師思想麻痹，事先未進行防碰掃描計算和采取防碰措施

1.2.2.2防碰措施不周密（防碰設(shè)計、鉆頭選擇、測量儀器選擇）

1.2.2.3防碰措施雖然合理，但未得到嚴(yán)格執(zhí)行（沒有嚴(yán)格執(zhí)行防碰預(yù)案）

1.2.2.4僥幸心理，不按客觀情況采取防碰措施（應(yīng)該使用牙輪鉆頭和陀螺而不使用）

1.2.2.5配合環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差（溝通、執(zhí)行不力）

2.開鉆前的準(zhǔn)備

2.1.施工人員在開鉆前認(rèn)真閱讀設(shè)計，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，做好防碰掃描并且認(rèn)真編寫防碰預(yù)案（特殊井、井段要求必須做防碰設(shè)計），在距離最近點要以書面形式提示監(jiān)督以及井隊技術(shù)人員。

2.2.對于施工井以及周邊防碰井的補心高，海拔深度在到達現(xiàn)場后拿設(shè)計與實際的校對，以免因為井深的錯誤造成防碰數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。

2.3.對于MWD及單，多點儀器在出場前都做好校驗工作，以免由于儀器的測量誤差造成碰撞事故。

2.4鉆井隊在整拖后為防止鉆臺前傾而使井口指向老井，應(yīng)認(rèn)真校驗井架水平，并確保天車、轉(zhuǎn)盤、井口在同一條鉛垂線上。

3.施工過程中的措施

3.1表層防斜打直

3.1.2使用鐘擺組合、導(dǎo)向組合，低鉆壓，儀器跟蹤（目前一般沒有儀器跟蹤，表層完鉆后投多點，不能及時發(fā)現(xiàn)井眼偏斜）。

3.1.3獲得全面準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)。

3.1.4使用牙輪鉆頭鉆表層，一開鉆進要嚴(yán)格按設(shè)計要求控制鉆壓，均勻送鉆，確保一開井眼打直，要求一開鉆具組合中加入無磁鉆鋌，起鉆前投電子多點。下完表層套管后，視井架底座高低，量好聯(lián)入，以正拖不碰井口為基準(zhǔn)。

3.2直井段防斜打直、防碰

3.2.1利用本井表層數(shù)據(jù)和臨井?dāng)?shù)據(jù)進行防碰掃描，掌握最近距離和危險井段

3.2.2二開直井段是防碰的重點井段，確保上直段井眼打直是防碰關(guān)鍵。二開采用牙輪鉆頭+螺桿，預(yù)斜、繞障以便于電子多點的使用和校驗，及時測斜檢驗井眼偏斜。鉆完水泥塞鉆出表套30-50米后要有測斜數(shù)據(jù)，兩井間距嚴(yán)禁小于5米，若井斜不利于防碰要立即向正位移方向控制，井斜在1-2°之間定向鉆進。使防碰距離越來越遠(yuǎn)。據(jù)統(tǒng)計，直井段碰撞、鉆穿套管多發(fā)生在250-600米，而以井深300米左右的碰撞機率為最高。淺于這個深度，井眼的偏斜不足以產(chǎn)生碰撞，超過此深度井眼易錯開。

3.2.3每30-50米測斜一次，特殊井段加密測斜，并根據(jù)測斜數(shù)據(jù)由定向井工程師繪制防碰圖，計算防碰距離，防止兩井相碰。

3.2.4在本井直井段鉆進時，井眼軌跡走向還應(yīng)考慮相鄰下口井的安全距離。

3.2.5在兩井并行井段鉆進時，必須由副司鉆以上人員操作剎把，如果發(fā)現(xiàn)有鉆速突然加快、放空、蹩跳等現(xiàn)象要立即停止鉆進，將鉆頭提離井底，分析情況后再決定下步措施。

3.2.6在兩井并行井段鉆進時，震動篩要有專人負(fù)責(zé)觀察、撈取砂樣，如有垮塌掉快、鐵屑、水泥塊、泥漿污染、性能變化等異?，F(xiàn)象，要立即停鉆分析原因。

3.2.7直井段要使用電子單點不定點進行測量，隨時對MWD的控制井段進行校驗，以確保所有數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。如發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果不統(tǒng)一應(yīng)立即停鉆，查明原因，采取措施方可鉆進。

3.3造斜段的防碰

3.3.1選擇合適的造斜點、造斜率、造斜方向;使用牙輪鉆頭、螺桿定向盡量保證初始造斜的方位、造斜率接近設(shè)計;及時根據(jù)最新測點進行防碰趨勢預(yù)測，根據(jù)防碰需要調(diào)整造斜段軌跡;使用長測量模式測斜，根據(jù)磁干擾情況判斷與臨井的防碰距離（距離大于4米，MWD不存在磁干擾）。穩(wěn)斜段防碰，及時預(yù)測防碰形勢，必要時繞障。

3.3.2用 MW D長測量模式進行測斜，觀察 Bto tal值（地磁因素）是否正常（± 2% 范圍）。

3.3.3如果 Bto tal值（地磁因素）超出± 2% 范圍，并且水泥含量高于 30% 時，采取如下措施：在本井鉆桿內(nèi)用陀螺測量井眼軌跡;用防碰軟件分析本井和鄰井的軌跡;決定繞障方位及進尺，保證給周圍未鉆的井留有空間;經(jīng)過分析，做出防碰方案。

3.3.4防碰作業(yè)方案做出后，及時向基地匯報（當(dāng)時的作業(yè)情況以及下步作業(yè)方案），并取得基地的支持。

4.結(jié)論

（1）不要片面夸大牙輪鉆頭在防碰中的作用，牙輪鉆頭要與合理的防碰措施相結(jié)合才能達到理想的防碰效果，否則難免產(chǎn)生后患。

（2）由于井眼軌跡參數(shù)存在誤差，軌跡擬合方法過于理想化，防碰掃描過程存在近似，使得現(xiàn)有防碰技術(shù)難以適應(yīng)密集井區(qū)井眼防碰的要求，增大了鉆井的風(fēng)險。

（3）以往及現(xiàn)用的防碰方法應(yīng)該屬于計算防碰，這種方法過于依賴于測斜數(shù)值及軌跡擬合算法，要想提高防碰繞障施工的成功率，應(yīng)該深入研究利用探測方法定位井眼相對位置技術(shù)，即主動防碰技術(shù)。

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