Z703-H1井軌跡控制技術(shù)

楊嘯

（大慶鉆探工程公司頁巖油項(xiàng)目經(jīng)理部 黑龍江大慶 163411）

Z703工區(qū)位于被近南北向斷裂切割的S鼻狀構(gòu)造上，井區(qū)內(nèi)多發(fā)育斷階、地壘和地塹構(gòu)造，斷裂帶附近是滾動(dòng)背斜和斷塊圈閉的發(fā)育部位，構(gòu)造位置及構(gòu)造形態(tài)都對(duì)油氣有一定的誘導(dǎo)作用，有利于生烴凹陷側(cè)向運(yùn)移來的油氣及Q一段源巖通過斷層下排油氣的運(yùn)聚。由于試驗(yàn)區(qū)內(nèi)斷裂非常發(fā)育，試驗(yàn)區(qū)所處的斷塊與側(cè)向Q組泥巖也具有一定的接觸面積，在空間上有利于油氣聚集成藏。但Z703區(qū)塊雖然在平面上整體含油，但油層的發(fā)育程度主要受砂體類型及儲(chǔ)層物性等因素控制，在斷層配合下，形成大面積巖性背景下的斷層-巖性油藏。為了更好開發(fā)這一區(qū)塊，部署了Z703-H1井。該井設(shè)計(jì)斜深2732m，垂深1939.38m，最大井斜角93°，方位角210.85°，水平位移909.59m，水平段長(zhǎng)560m。

1 地質(zhì)情況

1.1 構(gòu)造情況

Z703區(qū)塊F余油層構(gòu)造整體表現(xiàn)為西高東低，為一向東北傾伏的單斜形態(tài)，由于構(gòu)造具有繼承性，各油層組具有相似的構(gòu)造特征。本區(qū)目的層斷裂系統(tǒng)發(fā)育，主要由近南北向、北西向、近南北向、北東向斷層相互切割，斷層延伸長(zhǎng)度0.5km～6.5km，斷距3m～50m。

1.2 儲(chǔ)層巖性情況

F油層砂巖碎屑成分中石英含量15%～31%，長(zhǎng)石17%～36%，巖屑含量23%～35%，粒度中值0.05mm～0.20mm，泥質(zhì)含量3%～17%，屬含泥長(zhǎng)石巖屑粉～細(xì)砂巖，膠結(jié)物以泥質(zhì)膠結(jié)為主。F一組砂巖碎屑組分中石英含量平均26.1%，正長(zhǎng)石含量平均26.7%，斜長(zhǎng)石含量平均4.3%，巖屑含量平均27.2%；扶二組砂巖碎屑組分中石英含量平均25.2%，正長(zhǎng)石含量平均23.7%，斜長(zhǎng)石含量平均5.5%，巖屑含量平均31.2%。

1.3 儲(chǔ)層物性情況

區(qū)塊內(nèi)有5口井鉆井取心，共有孔隙度樣品105塊、滲透率樣品94塊。儲(chǔ)層有效孔隙度在9.0%～16.2%，平均為11.9%；空氣滲透率在0.1×10-3μm2～8.1×10-3μm2，中值滲透率0.22×10-3μm2，平均0.65×10-3μm2，屬于低孔致密儲(chǔ)層。

2 井身結(jié)構(gòu)與剖面設(shè)計(jì)概況

2.1 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況

該井采用的是二開井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，Φ311.2mm鉆頭×Φ244.5mm套管+Φ215.9mm鉆頭×Φ139.7mm套管，一開和二開固井采用全封固井工藝，水泥漿都上返到地面。井身結(jié)構(gòu)見表1所示。

表1 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表

2.2 井眼剖面設(shè)計(jì)概況

這口井采用的二維變曲率井眼軌跡設(shè)計(jì)方式，初始的造斜率設(shè)計(jì)為5.5°/30m，井斜角達(dá)到42.18°后有一段30m的穩(wěn)斜井段，接著進(jìn)行6°/30m造斜，井斜角達(dá)到90°后進(jìn)行探油頂，發(fā)現(xiàn)目的層后及時(shí)將井斜角調(diào)整到91.22°。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見表2所示。

表2 井眼剖面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

3 施工中井眼軌跡控制措施

3.1 軌跡監(jiān)測(cè)措施

在一開井段的時(shí)候根據(jù)設(shè)計(jì)要求使用電子單點(diǎn)自浮式測(cè)斜儀進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)量井斜角，一般鉆井150-200m進(jìn)行測(cè)斜一次，如果發(fā)現(xiàn)井斜角有增加的趨勢(shì)采取加密測(cè)斜。在二開直井段施工中直接下入MWD隨鉆儀器進(jìn)行施工，能夠隨時(shí)監(jiān)測(cè)井斜角的變化情況，保證井斜角不超出設(shè)計(jì)范圍。

3.2 儲(chǔ)層導(dǎo)向措施

從造斜開始就下入LWD儀器進(jìn)行施工，該儀器不僅可以測(cè)量井斜角和方位角，還能夠測(cè)量地質(zhì)參數(shù)，包括地層伽馬和電阻率，利用測(cè)得的伽馬和電阻率數(shù)值，與臨井?dāng)?shù)值進(jìn)行比對(duì)，這樣就能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)地層的走向，從而指導(dǎo)軌跡控制施工。

3.3 待鉆井眼預(yù)測(cè)措施

由于測(cè)量工具與鉆頭之間存在一定的距離，因此要根據(jù)最近幾個(gè)測(cè)量點(diǎn)的井斜角、方位角情況，結(jié)合每個(gè)單根的施工工況對(duì)井底的井斜角和方位角進(jìn)行預(yù)測(cè)，這樣才能準(zhǔn)確把握井底井眼軌跡的走向，達(dá)到精確控制井眼軌跡的目的。在待鉆井眼預(yù)測(cè)的時(shí)候，首先要選擇最近的3個(gè)測(cè)點(diǎn)信息，計(jì)算出每個(gè)測(cè)點(diǎn)的井眼曲率，然后根據(jù)剩余距離的定向進(jìn)尺、工具面角度情況來計(jì)算出井底的井斜角和方位角。

4 井眼軌跡控制技術(shù)

4.1 直井段井眼軌跡控制技術(shù)

直井段是一口井施工的最初井段，如果直井段施工不好，造成井斜角偏大，那么將會(huì)給造斜段施工造成很大的麻煩，因此控制好直井段井斜角，防止水平位移超出設(shè)計(jì)范圍是施工的關(guān)鍵。在Z703-H1井的直井段施工中，對(duì)鉆具組合進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化，最終在一開、二開直井段選用鐘擺組合：Φ215.9mm鉆頭+Φ177.8mm鉆鋌×（17～18）m+Φ210.0mm穩(wěn)定器+Φ177.8mm鉆鋌×（8.5～9）m+Φ210.0mm穩(wěn)定器+Φ165.1mm螺旋鉆鋌×（78～81）m+Φ127.0mm加重鉆桿×334.8m+Φ127.0mm鉆桿。開始施工的時(shí)候保證鉆壓小宇20KN，把井眼開直，每鉆進(jìn)150m投測(cè)單點(diǎn)進(jìn)行測(cè)斜，如果井斜角偏大就要進(jìn)行輕壓吊打，保證井段軌跡符合設(shè)計(jì)要求。

4.2 造斜段井眼軌跡控制技術(shù)

造斜段是施工最為關(guān)鍵的井段，如果造斜段軌跡控制出現(xiàn)誤差，那么就很難準(zhǔn)確中靶。在造斜段軌跡控制過程中先是要選擇造斜率高于設(shè)計(jì)造斜率的造斜工具，根據(jù)Z703-H1井設(shè)計(jì)最大造斜率為6°/30m的實(shí)際，選擇1.5°斷彎矩螺桿進(jìn)行造斜施工比較合適。鉆具組合Φ215.9mm鉆頭+Φ172.0mm單彎螺桿（1.25°）+鉆具浮閥+Φ165.1mm LWD +Φ165.1mm無磁鉆鋌×（8.5～9）m+Φ165.1mm螺旋鉆鋌（32～36）m+Φ127.0mm斜坡鉆桿+Φ127.0mm加重鉆桿×334.80m +Φ127.0mm鉆桿。在造斜施工中在遵從原來設(shè)計(jì)軌跡的基礎(chǔ)上對(duì)井眼軌跡進(jìn)行優(yōu)化，準(zhǔn)確把握定向進(jìn)尺與復(fù)合進(jìn)尺的比例，同時(shí)預(yù)測(cè)好井底鉆頭處的井斜角和方位角，做好待鉆井眼軌跡設(shè)計(jì)，保證能夠準(zhǔn)確中靶。

4.3 水平段軌跡控制技術(shù)

由于水平段油層比較薄，平均厚度在1m左右，而且發(fā)育還不夠連續(xù)，因此在水平段施工中選用具有近鉆頭伽馬，電阻率和井斜角的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具組合。Φ215.9mm鉆頭+Φ172.0mm旋轉(zhuǎn)地質(zhì)導(dǎo)向+鉆具浮閥+Φ127.0mm無磁加重鉆桿×9.30m+Φ127.0m斜坡鉆桿+Φ127.0mm加重鉆桿×334.80m+Φ127.0mm鉆桿。施工中隨時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)巖屑情況進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，保證井眼軌跡在油層中行進(jìn)。

5 結(jié)論與建議

（1）在施工之前仔細(xì)研讀地質(zhì)設(shè)計(jì)與工程設(shè)計(jì)，找出其中的施工要點(diǎn)，制定相應(yīng)的軌跡控制措施是準(zhǔn)確中靶施工的關(guān)鍵。

（2）在定向造斜施工中把握好定向進(jìn)尺比例，同時(shí)做好鉆頭處井斜角、方位角預(yù)測(cè)及待鉆設(shè)計(jì)，才能準(zhǔn)確進(jìn)入油層。

（3）水平段根據(jù)油層特點(diǎn)選擇旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具施工可以保證油層鉆遇率。