SX5056井大斜度井軌跡控制技術(shù)研究與應(yīng)用

于天巍

（大慶鉆探工程公司鉆井二公司，黑龍 江大慶 163413）

待鉆井SX5056井為大斜度平行斷面井，井眼軌跡位于斷層的上盤，靶點(diǎn)設(shè)計(jì)在SX5052井南側(cè)53m處，大斜度井軌跡沿?cái)鄬幼呦?，井段水平位?033.49m。大斜度井走向接近南北方向，油層入靶點(diǎn)設(shè)計(jì)在SⅠ組頂部，井底為水頂，軌跡與斷層面基本平行。該井為二開井身設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)井深2008m，垂深1541.5m，表層226m，最大井斜角76.54°，水平位移1033.49m，目的層為S層。

1 概述

1.1 地質(zhì)概況

待鉆井井區(qū)域S油層整體呈東南高西北低的構(gòu)造格局，構(gòu)造高點(diǎn)為東南部S4023井區(qū)海拔深度-1123m，構(gòu)造低點(diǎn)為北部SX2356井區(qū)海拔深度為-1255m，構(gòu)造高差122m。布井區(qū)大斷層發(fā)育，斷層走向以近南北向、近東西向?yàn)橹?，呈網(wǎng)狀分布，斷層相互切割，進(jìn)一步復(fù)雜化，受多條大斷層橫縱切割，形成多個(gè)壘塹相間的封閉斷塊。

1.2 施工難點(diǎn)

（1）淺部地層成巖性差，膠結(jié)疏松，易井漏、易井塌；

（2）待鉆井井斜角較大，因鉆遇斷層，注意防止井眼軌跡漂移；

（3）N四段、N三段地層硬夾層較多，注意軌跡控制；

（4）N二段地層發(fā)育大段泥巖，泥巖吸水水化膨脹易剝落，造漿性能強(qiáng)易泥包鉆具，鉆井過程中防井塌卡鉆；

（5）S油層地層壓力較高，注意預(yù)防油、氣、水侵；

（6）井眼軌跡防碰難度大。設(shè)計(jì)井與SX5052井相距48m、與S5223井軌跡相距29m、與SX5021井軌跡相距26m，施工防碰難度極大；

（7）待鉆井軌跡靠近斷層，注意防漏；

（8）套損井環(huán)繞，底層縱向壓力矛盾突出。統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)井450m范圍內(nèi)有13口套損井，其中注水井套損6口，采油井套損7口，套損類型主要為變形（8口）、錯(cuò)斷（5口），套損層位多為S1-S2。

2 軌跡控制與施工要點(diǎn)

2.1 軌跡數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)

為有效指導(dǎo)SX5056井現(xiàn)場(chǎng)井眼軌跡控制，對(duì)該井進(jìn)行了紙上軌跡設(shè)計(jì)，相應(yīng)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 定向軌跡設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

2.2 軌跡設(shè)計(jì)說明

SX5056井，造斜點(diǎn)650m，最大井斜角76.54°，最大造斜率5.0°/30m.靶區(qū)長方體靶，窗口距靶心上偏6m，下偏5.5m，左右11m。方位從造斜點(diǎn)開始由146.87°穩(wěn)方位到1166.31m，到靶點(diǎn)A降方位到139.71°，有7.16°的調(diào)整，屬三維定向井，偏移距56.3m。

2.3 定向軌跡施工防碰要點(diǎn)

2.3.1 軌跡防碰數(shù)據(jù)

根據(jù)《SX5056井鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)》提示，設(shè)計(jì)井軌跡與已鉆井SX5052井、SX5055井、S5022井距離較近，鉆井施工中注意防碰。防碰井軌跡數(shù)據(jù)已與甲方溝通確定無誤，隨鉆過程及時(shí)測(cè)算防碰距離，保障施工順利進(jìn)行。設(shè)計(jì)井軌跡與臨井軌跡數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 設(shè)計(jì)井與鄰井掃描最近距離數(shù)據(jù)表

2.3.2 定向防碰施工要點(diǎn)

（1）開鉆前必須復(fù)測(cè)井口坐標(biāo)，校正天車、轉(zhuǎn)盤和井口，確保三者中心偏差不大于10mm，以確保表層直井段打直。

（2）二開直井段鉆進(jìn)中嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)定的鉆進(jìn)參數(shù)，送鉆要均勻，不允許加壓鉆進(jìn)，應(yīng)減壓鉆進(jìn)，保證造斜點(diǎn)處井斜角不大于1°。

（3）二開造斜段鉆進(jìn)中及時(shí)進(jìn)行單點(diǎn)測(cè)斜，并實(shí)時(shí)進(jìn)行防碰數(shù)據(jù)跟蹤掃描比對(duì)，根據(jù)防碰實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)情況及時(shí)調(diào)整施工井眼軌跡。

2.4 分井段定向施工要求

為降低定向施工難度、保證軌跡控制平滑，確?，F(xiàn)場(chǎng)施工安全順利，避免井下事故發(fā)生，分井段對(duì)定向施工進(jìn)行詳細(xì)具體的要求。

2.4.1 直井段施工要求二開直井段嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)定的鉆進(jìn)參數(shù)，認(rèn)真執(zhí)行單點(diǎn)定點(diǎn)測(cè)斜，根據(jù)防碰要求，適當(dāng)加密測(cè)斜，直井段結(jié)束井斜角小于1°，位移小于10m。直井段結(jié)束必須測(cè)多點(diǎn)，根據(jù)多點(diǎn)數(shù)據(jù)，重新調(diào)整設(shè)計(jì)軌跡數(shù)據(jù)。

2.4.2 造斜段、穩(wěn)斜段施工要求

該井段用1.25°螺桿造斜，電磁波隨鉆監(jiān)測(cè)。采用電磁波隨鉆隨測(cè)監(jiān)控井眼軌跡，根據(jù)實(shí)際情況采用滑動(dòng)鉆進(jìn)和復(fù)合鉆進(jìn)兩種方式施工，隨時(shí)調(diào)整井斜和方位。定向鉆進(jìn)施工，注意全角變化率滿足設(shè)計(jì)要求，保證井身質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

造斜段、穩(wěn)斜段，嚴(yán)格執(zhí)行短起下制度，本井1000m、1250m、1500m、1750m要求各做短起下一次，每次短起下300m以上。如遇特殊情況，可隨時(shí)做短起下作業(yè)。斜井段必須采用低速起鉆，上提拉力不得超過正常拉力100kN，否則應(yīng)采用充分循環(huán)或倒劃眼方式起出。帶彎曲工具鉆柱不得用轉(zhuǎn)盤卸扣。

斜井段下鉆速度應(yīng)控制在0.5m/s內(nèi)，遇阻不得超過正常摩阻50kN，否則應(yīng)采取不開泵試通過、開泵沖過、點(diǎn)劃通過等方式，進(jìn)行斜井段劃眼。造斜段、穩(wěn)斜段施工中，注意每鉆進(jìn)完一個(gè)單根，要認(rèn)真劃眼，保證返砂良好，充分清洗井底后，再接單根，進(jìn)行下一步施工。

完鉆后，要充分循環(huán)，處理好鉆進(jìn)液，鉆井液達(dá)到要求后，先做短起下一次，再做長起。完鉆后，在通井后長起時(shí)，投測(cè)多點(diǎn)。

3 井下安全保障技術(shù)措施

3.1 工程技術(shù)措施

（1）表層防斜打直：一是井架安裝符合要求；二是表層鉆進(jìn)中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)參數(shù)施工，保證井眼規(guī)則。

（2）二開必須使用?245mm牙輪鉆頭鉆塞；上部地層鉆進(jìn)過程中防止泥包、環(huán)空憋壓、鉆具上頂。

（3）鉆進(jìn)過程中直井段注意防斜，鉆具組合嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)參數(shù)施工。N四段至N三段地層，硬夾層較多，鉆井過程中直井段注意防井斜，斜井段注意井眼軌跡控制。

（4）加強(qiáng)鉆具、工具管理。鉆具、接頭和各種工具使用前，一定檢查好，存在安全隱患嚴(yán)禁使用；每次使用牙輪鉆頭前認(rèn)真檢查牙輪轉(zhuǎn)動(dòng)、固定及磨損情況。

（5）加強(qiáng)事故與復(fù)雜預(yù)防，緊盯關(guān)鍵環(huán)節(jié)，強(qiáng)化重點(diǎn)工況過程監(jiān)督管理。定期進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡查和上井指導(dǎo)，每天打電話關(guān)注井上情況，督促現(xiàn)場(chǎng)操作嚴(yán)格執(zhí)行事故與復(fù)雜預(yù)防措施，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，防止井下情況惡化。

3.2 鉆井液技術(shù)措施

（1）一開表層鉆井液措施。用鉆井液開鉆,密度和粘度達(dá)到性能設(shè)計(jì)要求后方可開鉆，及時(shí)測(cè)量鉆井液性能，保證鉆井液性能達(dá)標(biāo)。

（2）二開配漿使用一開老漿稀釋后配制約80m3鉆井液，然后加入抑制劑、防塌降濾失劑、復(fù)合銨鹽等處理劑。利用加重泵充分剪切鉆井液兩周后方可鉆塞開鉆。

（3）鉆進(jìn)中，主要以降濾失劑和封堵防塌劑的水溶液交替維護(hù)，并根據(jù)井深變化，隨鉆補(bǔ)充防塌降濾失劑，降低鉆井液濾失量，有效穩(wěn)定井壁。

（4）全井鉆進(jìn)過程中，根據(jù)鉆進(jìn)情況及時(shí)補(bǔ)加抑制劑，保證鉆井液抑制性，抑制劑加量可根據(jù)實(shí)際情況確定在膠液中的濃度，根據(jù)振動(dòng)篩返砂成型度和泥漿流型，補(bǔ)充抑制劑。

（5）鉆進(jìn)至造斜點(diǎn)之前加入液體潤滑劑，提高鉆井液潤滑性能。并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況適時(shí)調(diào)整補(bǔ)充，利用液、固多種潤滑劑復(fù)配并用保證井下潤滑安全，隨時(shí)補(bǔ)充鉆井液潤滑材料，保證其含量不低于7%。

（6）進(jìn)入油層前加入封堵劑和超細(xì)碳酸鈣，調(diào)整鉆井液性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，方可鉆開油層。

（7）進(jìn)入油層后，提高封堵防塌劑的加量，加強(qiáng)鉆井液的封堵能力，同時(shí)根據(jù)地層特點(diǎn)，及時(shí)調(diào)整鉆井液密度，提高井壁穩(wěn)定性。

（8）完鉆后充分循環(huán)鉆井液三周以上，鉆井液性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，然后起鉆換相應(yīng)的通井裝置通井，下鉆到底后要循環(huán)三周以上，方可電測(cè)。

3.3 井控安全措施

（1）本井原設(shè)計(jì)安裝7MPa防噴器，因本井井斜較大、地理位置特殊原因按水平井升級(jí)管理，本井安裝21MPa防噴器，并安裝壓井管匯、節(jié)流管匯及回收管線。

（2）防噴器中心與井口中心對(duì)齊，減少鉆進(jìn)中井架擺動(dòng)。井口兩側(cè)預(yù)留放噴通道，主放噴管線接出井口30m。遠(yuǎn)控臺(tái)距井口不小于15m。

（3）做好一次井控工作，防止因井內(nèi)壓力失衡誘發(fā)井噴。備用旋塞閥，防噴單根靈活好用。本井儲(chǔ)備重晶石粉不少于30t。

（4）下鉆時(shí)應(yīng)控制下放速度不超過1.0m/s，避免因井下壓力激動(dòng)導(dǎo)致井漏。若靜止或下鉆時(shí)間過長，應(yīng)分段循環(huán)鉆井液。鉆井隊(duì)落實(shí)好起下鉆“雙盯”工作。

（5）測(cè)井前井內(nèi)情況應(yīng)正常、穩(wěn)定，若電測(cè)時(shí)間將要大于安全作業(yè)時(shí)間時(shí)，應(yīng)中途通井循環(huán)。

4 現(xiàn)場(chǎng)施工效果

（1）全井鉆進(jìn)周期5.2d，純鉆進(jìn)時(shí)間82.56h，平均機(jī)械鉆速24.32m/h。單根最快定向鉆進(jìn)速度30m/h，最快復(fù)合鉆進(jìn)速度60m/h。

（2）從二開到完鉆1772m總進(jìn)尺使用一趟鉆完成。（3）所用3個(gè)靶點(diǎn)均100%中靶。

（4）施工順利，井下事故復(fù)雜率為0。

5 結(jié)論

（1）通過定向軌跡設(shè)計(jì)，有效保障了大斜度、大位移井軌跡控制平穩(wěn)施工。

（2）井眼軌跡防碰實(shí)時(shí)跟蹤掃描，利于井眼軌跡防碰預(yù)判，有效預(yù)防了井眼相碰事故的發(fā)生。

（3）制定的井下安全保障技術(shù)措施，有效預(yù)防了井下工程復(fù)雜事故的發(fā)生。