滴404小井眼大位移側(cè)鉆水平井技術(shù)的應(yīng)用

李峰 于海蛟

摘要：滴404井是新疆油田為提高儲(chǔ)量動(dòng)用，降低采氣成本而進(jìn)行的一口開發(fā)井，是該區(qū)塊首口大位移側(cè)鉆水平井。通過MWD +伽馬探管技術(shù)（隨鉆測(cè)井）在滴404井的實(shí)踐應(yīng)用，也能夠有效的發(fā)現(xiàn)氣藏，井眼軌跡控制平穩(wěn)并通過嘗試應(yīng)用楔形尺PDC鉆頭+單彎螺桿和液力推進(jìn)器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大位移提速目標(biāo)，為克拉美麗氣田大位移小井眼水平井開發(fā)油氣藏提供了很好的借鑒經(jīng)驗(yàn)

主題詞：側(cè)鉆水平井;大位移;MWD+伽馬軌跡控制

1.滴404井概況

滴404井是滴西14井區(qū)部署的一口評(píng)價(jià)井，位于滴西14復(fù)合巖體東南部。2008年4月19日開鉆，6月29日完鉆，完鉆井深3900m，完鉆層位石炭系。石炭系鉆遇巖性主要為暗色泥巖、沉凝灰?guī)r、凝灰?guī)r及煤層，無油氣顯示。

為進(jìn)一步證明中上部為老井側(cè)鉆有利區(qū)域。滴西14復(fù)合巖體南部是開發(fā)動(dòng)用的有利區(qū)域。該區(qū)其它老井側(cè)鉆證實(shí)，石炭系上部?jī)?chǔ)層為有利儲(chǔ)層，是滴404井側(cè)鉆目的層，為了提高氣層鉆遇長(zhǎng)度和儲(chǔ)量動(dòng)用，采用水平井方式實(shí)施側(cè)鉆。2.本井工程地質(zhì)設(shè)計(jì)與技術(shù)難點(diǎn)：

2.1滴404井基本情況

設(shè)計(jì)井深4237.14m，垂深3649.3m，設(shè)計(jì)方位266°，井身剖面采用增-穩(wěn)增-穩(wěn)，兩段造斜率分別為都為6/30m、5/30m，造斜點(diǎn)3280m（白堿灘組），最大井斜91.30°。井身結(jié)構(gòu)為：裸眼完井壓裂管柱完井。

該井普遍存在的問題是：造斜段軌跡控制難，地層造斜率低，梧桐溝組存在大段紅褐色泥巖，易泥包鉆頭。靶窗著陸前后存在石炭系風(fēng)化殼易漏地層。提前進(jìn)入石炭系巴山組（C2b）（水平段鉆進(jìn)）導(dǎo)致變更井眼軌跡，需快速將井斜挑至89°。鑒于地層原因和地質(zhì)預(yù)告的不確定性，通過積極運(yùn)用MWD +伽馬探管和液推技術(shù)順利穿越了造斜段，完成水平位移 838m，實(shí)現(xiàn)了該區(qū)塊水平段平均機(jī)速 1.23m/ h的突破，使小井眼水平井快速鉆井技術(shù)日益成熟。

2.2水平段靶點(diǎn)設(shè)計(jì)

滴404井目的層位石炭系巴山組砂帶上，靶前位移550m，入靶點(diǎn)A氣層對(duì)應(yīng)垂深3630.3m，預(yù)測(cè)入靶處目的層段氣層厚度19m，水平延伸321m后，末端預(yù)測(cè)氣層厚度19m。而在實(shí)鉆過程中，該井于井深3862m、井斜74.85°、位移421m、海拔-2992.2m處鉆遇灰色熒光安山巖，較設(shè)計(jì)（-3002m）提高了9.8m，靶前位移縮短了54m，若按原設(shè)計(jì)軌跡執(zhí)行，地質(zhì)效果難以保證。建議按工程能力增斜至89.0°后穩(wěn)斜鉆進(jìn)，同時(shí)增加中間控制點(diǎn)C靶點(diǎn)，重新設(shè)計(jì)A靶點(diǎn)、B靶點(diǎn)。建議C靶點(diǎn)坐標(biāo)為Y：15562811.1、X：5017386.4，海拔為-3004.0m;A靶點(diǎn)坐標(biāo)不變，海拔為-3005.1m;B靶點(diǎn)坐標(biāo)不變，海拔為-3009.5m變更為寬10m、高12m的矩形靶窗。見圖1。

2.3施工技術(shù)難點(diǎn)：

側(cè)鉆井眼軌跡技術(shù)實(shí)施有一定難度。（圖1設(shè)計(jì)靶點(diǎn)位置圖）要造斜段同時(shí)要滿足變更后設(shè)計(jì)軌跡和原A、B點(diǎn)靶窗不變要求，對(duì)軌跡施工要求較高。設(shè)計(jì)雙增剖面對(duì)側(cè)鉆后軌跡的控制帶來更多不確定因素。按照設(shè)計(jì)造斜率 12°/30m達(dá)到89.02°。直接提前進(jìn)入水平段（靶前位移372.59m、 C點(diǎn)垂深3618.3m），要在50m的造斜段里完成垂深調(diào)整和準(zhǔn)確著陸，對(duì)整個(gè)造斜段軌跡控制和施工進(jìn)度很不利。

設(shè)計(jì)水平位移800m是該區(qū)塊最長(zhǎng)井段，施工難度與風(fēng)險(xiǎn)共存。一是側(cè)鉆后初終靶點(diǎn)垂深落差減為5m（設(shè)計(jì)19m），地質(zhì)要求砂層鉆遇率100%，探高或探底形成的局部大狗腿度會(huì)導(dǎo)致井壁失穩(wěn)。二是解決防塌、加壓困難及小井眼凈化問題是水平段鉆進(jìn)面臨的共性問題。MWD儀器總長(zhǎng)15m，伽馬傳感器距離鉆頭9.5m，水平著陸進(jìn)靶的關(guān)鍵井段及靶窗內(nèi)良好氣層的走向都是在預(yù)測(cè)基礎(chǔ)上進(jìn)行判斷的。

3.技術(shù)對(duì)策

通過該區(qū)塊已完井經(jīng)驗(yàn)和側(cè)鉆前數(shù)據(jù)，確定的對(duì)策如下：采用直增或局部多微增剖面軌跡。首先考慮是在梧桐溝組增加一個(gè)穩(wěn)斜段進(jìn)行復(fù)合鉆進(jìn)，在（側(cè)鉆）造斜段使用1.75°螺桿，造斜率高，每個(gè)單根鉆進(jìn)中，造斜鉆進(jìn)段短，復(fù)合鉆進(jìn)段長(zhǎng)，提高了鉆進(jìn)速度，降低了定向鉆進(jìn)時(shí)間和卡鉆風(fēng)險(xiǎn)。

采用MWD +伽馬探管技術(shù)進(jìn)行井眼軌跡的掃描與跟蹤。百口泉組地層相對(duì)穩(wěn)定，側(cè)鉆鉆具全力增斜。造斜段采用鉀鈣基有機(jī)鹽鉆井完井液體系提高造壁和降失水性。井斜 30°一40°后逐步提高密度做好物理防塌，調(diào)整潤(rùn)滑性能降低摩阻，帶液力推進(jìn)器解決拖壓?jiǎn)栴}。水平段優(yōu)化鉆具組合，突出工具面的穩(wěn)定性來降低軌跡回調(diào)形成的狗腿度。整個(gè)裸眼段施工采用頂驅(qū)裝置，提高預(yù)防和處理井下復(fù)雜的實(shí)戰(zhàn)性。

4.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

滴404井采用海藍(lán)MWD無線隨鉆測(cè)量?jī)x器，井下工作環(huán)境溫度適應(yīng)在120°。（伽馬）探管讀取數(shù)據(jù)穩(wěn)定，軌跡預(yù)測(cè)和處理軟件為WPMS軟件，具備井眼軌跡監(jiān)控監(jiān)測(cè)等功能模塊。該井造斜段為3280一3677m、3862-3912共進(jìn)行了五趟鉆，井斜從3.43°增至88.59°后入靶點(diǎn)C，平均機(jī)速0.89m/h，最高機(jī)速1.1m/h。水平段共進(jìn)行了四趟鉆，井段3912一4280m，平均機(jī)速0.69m/h，最高機(jī)速1.23m/ h，實(shí)鉆軌跡與最終變更設(shè)計(jì)吻合。

造斜鉆進(jìn)段短采用1.75°螺桿，造斜率高，在滿足造斜率的情況下，復(fù)合鉆進(jìn)段長(zhǎng)，提高了鉆進(jìn)速度，在定向過程中機(jī)械鉆速低，由于增斜段多為全力定向，半小時(shí)活動(dòng)一次鉆具，降低了定向鉆進(jìn)時(shí)間和卡鉆風(fēng)險(xiǎn)。優(yōu)選適當(dāng)?shù)你@壓、轉(zhuǎn)速，同時(shí)定向人員需要通過調(diào)整定向長(zhǎng)度及復(fù)合長(zhǎng)度來保證井眼的圓滑和狗腿度的控制，保證能入靶。鉆具組合：Φ118mmPDC鉆頭+ Φ95mm×1.75°螺桿+Φ95mm定向接頭+Φ88.9mm無磁鉆鋌+Φ105mm浮閥+Φ73mm斜坡鉆桿。

在穩(wěn)斜段施工中，盡量都采用了復(fù)合鉆進(jìn)方式鉆進(jìn)，調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，以增強(qiáng)穩(wěn)斜效果，做到了軌跡平滑，降低摩阻和扭矩，及時(shí)進(jìn)行短起下鉆作業(yè)，每次都起至套管內(nèi)，這樣可以清除巖屑床，使井眼暢通，保證了井下的安全。

進(jìn)入水平段后，為了控制好軌跡在靶區(qū)內(nèi)運(yùn)行，采用螺桿+MWD+伽瑪?shù)你@具組合，降低井下風(fēng)險(xiǎn)，通過勤測(cè)斜、勤預(yù)測(cè)、勤計(jì)算等辦法，保證了油層鉆遇率的同時(shí)軌跡控制在靶區(qū)之內(nèi)。為了防止托壓和長(zhǎng)時(shí)間鉆進(jìn)砂子堆積形成巖屑床卡鉆，提高泥漿的攜砂能力和潤(rùn)滑性，及時(shí)短起下作業(yè)。

MWD施工井段3280m-4280m，共計(jì)1000m; MWD+GAMA施工井段3560m-4280m，共計(jì)720m。如圖2：

5.結(jié)論

（1）滴404井是在φ139.7mm套管開窗、使用Φ118mm PDC+Φ95mm螺桿組合，進(jìn)行側(cè)鉆施工的井，在Φ118mm井眼尺寸條件下，裸眼段段長(zhǎng)到1020m，井眼曲率圓滑，完井管柱下入過程未出現(xiàn)任何阻卡情況。

（2）鉆頭選擇針對(duì)性加強(qiáng)，在梧桐溝組泥巖井段，屬致密性泥巖，鉆時(shí)較慢，選用攻擊性較強(qiáng)的4刀翼13mm復(fù)合片PDC鉆頭，最高機(jī)械鉆速達(dá)到1.19m/h;在石炭系優(yōu)選研磨性較強(qiáng)的5刀翼11mm復(fù)合片鉆頭，根據(jù)地層巖屑變化，及時(shí)調(diào)整鉆頭類型與之相適應(yīng)，最高機(jī)械鉆速達(dá)到1.23m/h，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提速效果。

（3）滴404開窗側(cè)鉆井鉀鈣基有機(jī)鹽鉆井完井液體系，實(shí)踐證明該體系適合本區(qū)塊的鉆井施工任務(wù)。施工過程中，該體系成功避免了井漏、井塌等復(fù)雜情況，對(duì)梧桐溝組泥巖段有良好的抑制性，有效防止井眼縮徑。在小井眼排量小的情況下，提供了極佳的攜巖能力。其成膜封堵的特性，防止有害固相侵入地層，保護(hù)了油氣層。在今后類似井的施工中，該鉆井液體系可作為首選。

（4）本井施工中，采用北京海藍(lán)公司生產(chǎn)的Φ48mm小井眼 MWD隨鉆測(cè)斜儀器。該工具抗高溫，外徑小，適合118mm井眼施工。

（5）滴404井共發(fā)生復(fù)雜井況1次，其原因有主要是下入水利振蕩器入井后，泵壓過高，沒法滿足鉆進(jìn)施工要求，提出鉆具后發(fā)現(xiàn)定向接頭公扣斷裂在螺桿母扣中，后期打撈井下落伍耗時(shí)5天左右時(shí)間。施工中加強(qiáng)管理，一方面要嚴(yán)格落實(shí)工藝技術(shù)要求，督促操作人員嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求和操作規(guī)程，記錄好工具使用時(shí)間，嚴(yán)格控制好工程技術(shù)參數(shù)。另一方面要認(rèn)真分析地質(zhì)資料和錄井?dāng)?shù)據(jù)，做好地質(zhì)預(yù)報(bào)和風(fēng)險(xiǎn)管控，減少工程復(fù)雜。

西部鉆探井下作業(yè)公司