超短半徑側(cè)鉆水平井軌跡控制技術(shù)

夏 凱

（大慶鉆探工程公司鉆井工程技術(shù)研究院，黑龍江 大慶 163413）

超短半徑側(cè)鉆水平井是利用老井眼中的油層套管在目的層上部預(yù)定位置開窗側(cè)鉆，利用MWD 隨鉆監(jiān)測、多彎角導(dǎo)向螺桿、無磁鈦合金鉆桿等工藝，造斜后進(jìn)行水平鉆進(jìn)的技術(shù)，形成了精確定位、快速調(diào)整、水平段可達(dá)100m 以上的超短半徑水平井技術(shù)。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)定向挖潛改造，擴(kuò)大泄油面積，改善油井生產(chǎn)條件，提高采收率。

1 超短半徑側(cè)鉆水平井的特點(diǎn)

（1）提高低滲儲層及稠油層儲量動(dòng)用程度。超短半徑側(cè)鉆水平井使直井轉(zhuǎn)變?yōu)樗骄?，提高油層滲流面積，油流狀態(tài)從徑向流轉(zhuǎn)變成水平流，提高低滲透油層及稠油層產(chǎn)量。

（2）挖潛厚油層頂部剩余油。厚油層或側(cè)積體沉積油層底部水淹嚴(yán)重，側(cè)鉆水平井可穿透厚油層頂部物性變差部位及側(cè)積層面，挖潛頂部剩余油。

（3）定向挖潛注采不完善區(qū)剩余油。對斷層遮擋、河道發(fā)育較窄、局部井網(wǎng)不完善等形成注采不完善型剩余油定向挖潛；另外同層多分支可實(shí)現(xiàn)儲量多向挖潛。

2 超短半徑側(cè)鉆水平井軌道控制難點(diǎn)

（1）井眼尺寸小，大角度螺桿鉆具下入困難。超短半徑側(cè)鉆水平井一般在5-1/2″油層套管內(nèi)開窗側(cè)鉆，套管內(nèi)徑一般在120～124mm。超短半徑水平井設(shè)計(jì)曲率高，需要大角度螺桿鉆具造斜，而大角度單彎螺桿鉆具由于偏心距較大，實(shí)際施工中很難通過油層套管。

（2）套管內(nèi)定向存在磁干擾。超短半徑側(cè)鉆水平井初始定向時(shí)，由于隨鉆MWD儀器仍在套管內(nèi)，套管本身的磁場直接干擾MWD 儀器測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，尤其是磁性工具面的準(zhǔn)確性。儀器無法準(zhǔn)確測量磁性工具面，直接導(dǎo)致無法正常的定向施工。一般流程是初期采用有線陀螺定位工具面后“盲定”，待出套管后沒有磁干擾后更換MWD隨鉆儀器進(jìn)行后續(xù)施工。

（3）螺桿角度大，造斜率控制難度大。由于超短半徑側(cè)鉆水平井所使用的螺桿鉆具彎角較大，造斜施工中不能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向鉆進(jìn)，只能滑動(dòng)鉆進(jìn)。

（4）水平段導(dǎo)向鉆進(jìn)增斜、方位右漂嚴(yán)重。由于螺桿尺寸較小柔性大以及鉆頭右旋效應(yīng)，導(dǎo)向鉆進(jìn)過程中井斜增斜較快，方位右漂嚴(yán)重。

3 主要技術(shù)措施

（1）采用特種雙彎鉸接螺桿配合自研的短保徑PDC 鉆頭。雙彎替代單彎，在不降低造斜能力的前提下有效縮小鉆頭偏心距，同時(shí)配合鉸鏈?zhǔn)竭B接設(shè)計(jì)，有效地保證了螺桿鉆具在套管內(nèi)和高造斜率井段的通過性。

（2）采用隨鉆陀螺儀器替代常規(guī)MWD。陀螺儀器具有自尋北功能，不受磁干擾。采用隨鉆陀螺儀器能有效地解決套管內(nèi)定向磁干擾的問題，同時(shí)直接使用隨鉆陀螺施工造斜段，避免了不必要的起下鉆更換儀器作業(yè)。

（3）實(shí)際施工中選取理論造斜率稍高于設(shè)計(jì)造斜率的螺桿，當(dāng)實(shí)鉆造斜率偏高時(shí)采取“扭擺”的方式滑動(dòng)鉆進(jìn)，滑動(dòng)鉆進(jìn)結(jié)束后，多次上提下放鉆柱劃眼，能夠有效控制造斜率。

（4）針對水平段復(fù)合鉆進(jìn)增斜和方位漂移問題，采取雙螺扶穩(wěn)斜鉆具組合、增加劃眼次數(shù)、根據(jù)地層傾角方向預(yù)判方位漂移情況，預(yù)留方位等措施，得到了有效控制。

4 取得的效果

經(jīng)過前期五口井的實(shí)際施工情況，通過采取的一系列有效控制措施，實(shí)現(xiàn)了井身質(zhì)量逐步提高，鉆速不斷提高，施工周期逐漸縮短，為以后的超短半徑側(cè)鉆水平井的施工提供有效的指導(dǎo)。詳見表1、表2。

表1 施工情況統(tǒng)計(jì)表

表2 中靶和鉆遇率情況統(tǒng)計(jì)表

5 結(jié)論與認(rèn)識

（1）通過現(xiàn)場試驗(yàn)與攻關(guān)，研制了高造斜率的螺桿鉆具系列和形成了無線隨鉆測量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了超短半徑側(cè)鉆水平井的井眼軌跡的精確控制。

（2）該項(xiàng)技術(shù)在大慶油田外圍區(qū)塊已經(jīng)得到了初步應(yīng)用，目前在5口側(cè)鉆水平井，并取得了十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益，該項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用為大慶剩余油開采提供一條切實(shí)可行的方法。