南海東部深層定向井防電測(cè)卡“S”井身設(shè)計(jì)及應(yīng)用

李世舉，夏竹君，盧昌，李朝，王世磊

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)深圳分公司，深圳 518067)

0 引言

南海東部勘探走向中深層，深層井越來(lái)越多，為控制作業(yè)成本，井身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，裸眼越來(lái)越長(zhǎng)，最長(zhǎng)裸眼段達(dá)到3500 m；為實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)兼探，定向井占比也越來(lái)越高，新的勘探形勢(shì)下，電纜測(cè)井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)極大，因此防電纜測(cè)井卡井身設(shè)計(jì)方案非常必要[1-4]。以H-1dSa井為例，介紹南海東部深層定向井A井目的層直井段防電測(cè)卡井身設(shè)計(jì)方案及應(yīng)用情況。

1 概況

惠州某構(gòu)造被一條北西西向斷層分隔為A、B、E三塊，E塊位于斷層上升盤(pán)，下降盤(pán)為A塊和B塊。鑒于惠州某構(gòu)造的復(fù)雜性，對(duì)該構(gòu)造進(jìn)行整體勘探部署，提出惠州某構(gòu)造E塊和A、B塊采用1井3眼的方式進(jìn)行鉆探，計(jì)劃自H-1d井800 m側(cè)鉆H-1dSa井，鉆探構(gòu)造西南部的A塊。鉆探主要目的層為珠海組-恩平組，次要目的層為珠江組下段、前古近系潛山。

2 井身優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 鄰井風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查

收集惠州某構(gòu)造鄰近區(qū)塊近半年10口井作業(yè)情況，僅4口直井電測(cè)作業(yè)較為順利，其余6口井斜24°～31°的定向井均出現(xiàn)復(fù)雜情況或打撈。本井為了取全各類(lèi)測(cè)井資料，必須優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，將目的井段設(shè)計(jì)為直井段，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

而通過(guò)對(duì)近十年電測(cè)遇卡的測(cè)井項(xiàng)目、井型井斜、裸眼長(zhǎng)度、鉆井液比重等多方面深入分析研究，發(fā)現(xiàn)存在以下特點(diǎn)：(1)遇卡井型主要為定向井，遇卡打撈的井中定向井占比63.6%；(2)遇卡項(xiàng)目主要為測(cè)壓取樣占63.6%、旋轉(zhuǎn)井壁取心22.7%，該兩項(xiàng)占比超過(guò)86%；(3)遇卡井中裸眼長(zhǎng)度超過(guò)1000 m的井占比72.7%；(4)最大壓差超過(guò)6.89 MPa的井占比68.2%。電纜測(cè)井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)極大，防電纜測(cè)井卡井身設(shè)計(jì)方案非常必要。

2.2 “S”型井眼可行性分析

如圖1所示，為了分析“S”型井眼設(shè)計(jì)，從本井鉆探的地質(zhì)目的、工程安全、電測(cè)作業(yè)安全、綜合成本等分析將目的井段設(shè)計(jì)為直井段的可行性。從地質(zhì)目的方面，其他目的層疊合性好，具備設(shè)計(jì)成直井段的地質(zhì)條件；從工程安全考慮，閉合位移1554.53 m，可將造斜段集中在非目的層，且用套管封固；從電測(cè)作業(yè)安全方面分析，鄰近區(qū)塊10口井電測(cè)作業(yè)中，僅4口直井電測(cè)較為順利，說(shuō)明直井的電測(cè)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)更低；從綜合成本高低考慮，與挪井位打直井相比，現(xiàn)井眼側(cè)鉆能節(jié)省約7天鉆機(jī)時(shí)間，可節(jié)約更多的勘探成本。綜合分析認(rèn)為，“S”型井眼設(shè)計(jì)，將目的井段設(shè)計(jì)為直井段的方案是可行的。

圖1 “S”型井眼示意圖

2.3 “S”型井眼優(yōu)勢(shì)分析

綜合分析地質(zhì)目的、工程作業(yè)安全、資料錄取風(fēng)險(xiǎn)、綜合成本，最終確認(rèn)在非目的層31.12 cm(12.25 in)井段完成造斜和降斜并用套管封固，21.59 cm(8.5 in)直井段揭開(kāi)目的層，形成“S”型井眼，實(shí)現(xiàn)資料錄取目的。

本井“S”型井眼設(shè)計(jì)方案的優(yōu)勢(shì)主要為：(1)21.59 cm井段鉆具托壓概率小，有利于快速鉆進(jìn)；(2)“變斜為直”，電測(cè)儀器摩阻減小，相對(duì)下入較容易；(3)儀器和電纜不貼底邊，減少臺(tái)階阻卡和電纜吸附卡；(4)井壁巖屑或掉塊堆積概率降低，儀器遇卡風(fēng)險(xiǎn)降低。

2.4 “S”型井眼難點(diǎn)分析

本井“S”型井眼設(shè)計(jì)方案的難點(diǎn)主要為：(1)31.12 cm(12.25 in)井段軌跡復(fù)雜，井斜最大43.87°，不利于井眼清潔；(2)“S”型井眼井斜先增后降，鉆進(jìn)摩阻扭矩較大；(3)套管下入難度增加。

2.5 “S”型井眼優(yōu)化設(shè)計(jì)

本井“S”型井眼設(shè)計(jì)方案時(shí)針對(duì)以上難點(diǎn)進(jìn)行研究，制定了相應(yīng)的改進(jìn)措施：(1)提高鉆井液動(dòng)塑比，提高巖屑攜帶能力；(2)提高鉆井液潤(rùn)滑性，多次驗(yàn)證鉆井摩阻扭矩適宜；(3)套管下入前墊入高潤(rùn)滑能力泥漿，提前進(jìn)行模擬校核，套管采用半掏空，并準(zhǔn)備循環(huán)頭。

3 “S”型井眼實(shí)施

3.1 井身結(jié)構(gòu)

根據(jù)以上研究，設(shè)計(jì)井號(hào)為H-1dSa井，如圖2所示，水深108.00 m，補(bǔ)心海拔25.0 m，設(shè)計(jì)井深5190.00 mMD/4625.00 mTVD，鉆探主要目的層為珠海組-恩平組，次要目的層為珠江組下段、前古近系潛山，在非目的層集中造斜，且用套管封固，在鉆探目的層段設(shè)計(jì)為直井段，整體井身結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為“S”型井眼。

圖2 H-1dSa井井身結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 電纜測(cè)井實(shí)施

根據(jù)勘探地質(zhì)設(shè)計(jì)要求，在目的層段要進(jìn)行測(cè)壓取樣和旋轉(zhuǎn)井壁取心作業(yè)，在 H-1dSa井21.59 cm(8.5 in)井段，由斯倫貝謝提供井下儀器和地面采集系統(tǒng)，超大直徑探針、速星模塊、超高壓泵、多取樣瓶模塊組合下井，流體識(shí)別模塊為IFA，MDT多取樣模塊(MRMS_1)設(shè)置為低震動(dòng)(low-shock)取樣模式；旋轉(zhuǎn)井壁取心作業(yè)工具為MRCT/GR。為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目的，針對(duì)提到的測(cè)井作業(yè)難點(diǎn)及措施方案，本井在電纜測(cè)井過(guò)程中解決方案如下：

(1)針對(duì)井眼清潔度，采用工程處理措施，主要是主動(dòng)劃眼修整關(guān)鍵井段井壁和大排量循環(huán)至無(wú)明顯巖屑返出。

(2)針對(duì)井壁穩(wěn)定性，采用鉆井液性能調(diào)整方式，例如增加PF-FT-1、PF-NRL提高鉆井液封堵能力；增加X(jué)P20N、PD-RESIN提高控制高溫失水能力；增加PF-EXLUBE、PF-LUBE HT提高潤(rùn)滑性；增加Dristemp、PF-DFL 180抗高溫聚合物和PF-COK提高抗溫能力和抑制性，改善鉆井液的抗溫性、潤(rùn)滑性、封堵性和控制高溫高壓濾失量，確保井壁穩(wěn)定性。

(3)針對(duì)電測(cè)阻卡風(fēng)險(xiǎn)，一方面精簡(jiǎn)儀器組合、優(yōu)選扶正器，用更靈活的飛輪代替扶正器，如圖3所示，現(xiàn)場(chǎng)交底預(yù)案完備；另一方面是電測(cè)操作步驟明確、應(yīng)急預(yù)案完備等，以降低電測(cè)阻卡風(fēng)險(xiǎn)。

圖3 改井測(cè)井工具扶正器

4 應(yīng)用效果分析

本井在21.59 cm(8.5 in)井段順利進(jìn)行測(cè)井作業(yè)五次，其中地層測(cè)試作業(yè)兩次、旋轉(zhuǎn)井壁取心作業(yè)三次，測(cè)井時(shí)間累計(jì)142.75 h，儀器起下過(guò)程中無(wú)明顯阻卡。

本井在目的層段的77個(gè)深度點(diǎn)進(jìn)行測(cè)壓，其中包含有效點(diǎn)32個(gè)、超壓點(diǎn)2個(gè)、低滲點(diǎn)7個(gè)、致密點(diǎn)19個(gè)、失封點(diǎn)17個(gè)，經(jīng)過(guò)泵抽取樣，清楚認(rèn)識(shí)了ZJ530、ZH121、ZH130、ZH132層的物性以及流體性質(zhì)，達(dá)到了最初設(shè)計(jì)的目的。其中在深度4410.46 m測(cè)壓取樣過(guò)程中，泵抽509 min結(jié)束后，依靠?jī)x器自重放活儀器，沒(méi)有遇阻遇卡現(xiàn)象發(fā)生，如圖4所示。

圖4 在深度4410.46 m測(cè)壓取樣過(guò)程圖

本井在目的層段設(shè)計(jì)45個(gè)深度點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)井壁取心，作業(yè)3次，實(shí)取45個(gè)深度點(diǎn)45顆心，收獲率100%，壁心處泥餅質(zhì)量較好，出井儀器無(wú)夾帶掉塊。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)海上油田深層定向井“S”型井眼防電纜測(cè)卡的井身設(shè)計(jì)研究，在非目的層31.12 cm(12.25 in)井段完成造斜和降斜并用套管封固，在21.59 cm(8.5 in)井段采用直井段揭開(kāi)目的層，形成“S”型井眼，并通過(guò)優(yōu)化鉆井液性能，確保井壁穩(wěn)定性，優(yōu)選飛輪代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測(cè)井工具扶正器等措施，最終實(shí)現(xiàn)資料錄取目的，效果良好，目前已在南海東部推廣應(yīng)用。