防碰技術(shù)在金縣1-1-A平臺的應(yīng)用

孫曉飛 韓雪銀 和鵬飛 丁曉潔

（中海油能源發(fā)展監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)分公司，天津 300452）

防碰技術(shù)在金縣1-1-A平臺的應(yīng)用

孫曉飛 韓雪銀 和鵬飛 丁曉潔

（中海油能源發(fā)展監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)分公司，天津 300452）

金縣1-1-A平臺開發(fā)井作業(yè)中，在平臺槽口有限、開發(fā)區(qū)域集中、斷層眾多軌跡受限、滾動開發(fā)地質(zhì)認識不斷更新、靶點頻繁調(diào)整的背景下，充分考慮油田區(qū)塊內(nèi)上部地層極軟不易造斜、館陶底礫巖井段滑動困難、隔水導(dǎo)管錘入偏斜等因素，統(tǒng)籌設(shè)計定向井軌跡、增加控制點、優(yōu)化單井軌跡結(jié)構(gòu)，通過應(yīng)用表層預(yù)斜、防碰繞障、陀螺定向、表層直井段防斜打直等技術(shù)，配合優(yōu)選鉆具組合、優(yōu)選鉆井參數(shù)等措施，形成了一套完整的淺、深層防碰應(yīng)對技術(shù)措施，成功完成金縣1-1-A平臺首批鉆井任務(wù)，為油田的順利開發(fā)打下較好的基礎(chǔ)，對金縣1-1-A平臺后續(xù)叢式井的開發(fā)以及渤海油田的二次跨越均有著重要的借鑒意義。

叢式井；防碰技術(shù)；金縣1-1-A平臺； 遼東灣

金縣1-1油田位于渤海遼東灣海域，處于郯廬斷裂的走滑帶上，構(gòu)造的形成受走滑斷裂控制，斷層比較發(fā)育，主要呈北東向、北北東向以及近東西向展布，發(fā)育有21條主要斷層，其中南區(qū)發(fā)育有11條主要斷層。由此導(dǎo)致該油田開發(fā)過程中，鉆井軌跡受地層構(gòu)造因素影響較大，尤其是目的層位置以及斷層分布嚴(yán)重限制了軌跡的布置范圍。

1 金縣1-1油田地質(zhì)分層及巖性

平原組底垂深在海拔-372 m 左右，主要巖性為砂泥巖。明化鎮(zhèn)組底垂深在海拔-754 m 左右，厚層含礫砂巖夾泥巖。館陶組底垂深在海拔-1 120 m左右，上部為大套中砂巖、含礫中砂巖及砂礫巖夾泥巖，底部為泥巖與中砂巖、含礫中砂巖及砂礫巖呈不等厚互層。東營組底垂深在海拔-2 391 m 左右，主要巖性為泥砂巖互層。

2 工程設(shè)計及鉆井作業(yè)難點

金縣1-1油田A平臺設(shè)計共40個槽口，為4×5+4×5結(jié)構(gòu)，槽口間距為2.0 m×1.8 m，8個角上為單筒雙井槽口，預(yù)留11個槽口，其中一期開發(fā)29口井，采用分井段批鉆方式進行。主要存在以下難點。

（1）井網(wǎng)密集，設(shè)計布井29口，要同時考慮同井組、井間以及已鉆探井之間防碰，技術(shù)要求高。

（2）開發(fā)目的層集中，靶點主要在平臺西南方向，導(dǎo)致所有井都朝向同一方向，加重了防碰風(fēng)險，尤其深層防碰問題突出，如圖1為A平臺各井垂直投影圖。

圖1 JX1-1-A平臺垂直剖面圖

（3）由于隔水導(dǎo)管錘入時不能保證打直，鉆井過程測量顯示部分導(dǎo)管井斜大于0.5°，這對軌跡初期設(shè)計造成困難，加大了防碰難度。

（4）本區(qū)域上部地層疏松，不易造斜，同時超過一半的井設(shè)計為水平井，井段短，對整個井段造斜率要求高，著陸壓力大，軌跡調(diào)整范圍極其有限。

（5）施工中期，由于對地質(zhì)情況的認識不斷加深，地質(zhì)部門頻繁提出修改設(shè)計，相應(yīng)軌跡設(shè)計做了調(diào)整，導(dǎo)致防碰問題更加突出。

3 鉆井技術(shù)措施

3.1 表層作業(yè)（?444.5 mm井眼）

對于表層設(shè)計直井段井，若表層井斜超標(biāo)，不但不利于定向造斜，而且容易造成防碰風(fēng)險。A平臺首批井中有24口設(shè)計表層為直井段，采用大鐘擺鉆具防斜打直［1］，鉆具組合：?444.5 mm鉆頭+X/O+?228.6 mm鉆鋌×2+?444.5 mm扶正器+X/O+?203.2 mm鉆鋌+?203.2 mm 浮閥接頭+?203.2 mm隨鉆震擊器+?127 mm加重鉆桿×14；優(yōu)化鉆井參數(shù)，保持鉆壓小于 10 kN，排量 3 500～4 000 L/min，轉(zhuǎn)速 60～70 r/min，確保表層直井段井斜小于1°，起鉆時投測多點，結(jié)果表明大部分井斜在預(yù)計范圍內(nèi)，這為后續(xù)井眼軌跡優(yōu)化及防碰工作打下了較好基礎(chǔ)。

表層預(yù)斜是在定向井作業(yè)中為避免井眼碰撞而采取的有效措施［2］，金縣1-1-A平臺進行了5口井表層預(yù)斜作業(yè)（如表1），鉆具組合：?444.5 mm鉆頭+?244.5 mm鉆井液馬達+?425.45 mm扶正器+?203.2 mm浮閥接頭+?203.2 mm非磁鉆鋌+203.2 mm MWD+?203.2 mm非磁鉆鋌+?203.2 mm定向接頭+?203.2 mm 隨鉆震擊器 +X/O+?127 mm加重鉆桿×14。定向接頭用陀螺（GYRO）測斜儀器確定馬達的工具面，以便進行精準(zhǔn)的初始定向作業(yè)。隨鉆測斜儀（MWD）可以及時判斷鉆頭所在位置有無磁干擾。如果無磁干擾，此時磁場強度Bt在正常范圍值，表明與鄰井距離相對比較安全［3］。也可結(jié)合定向井工程軟件Landmark及時防碰掃描。一般在表層作業(yè)時，由于叢式井表層集中，鄰井磁干擾比較強烈，有時根本就無法顯示出工具面。而陀螺（GYRO）定向時顯示的工具面因不受磁干擾的影響是準(zhǔn)確的，跟磁場強度、鄰井套管等磁干擾源無關(guān)。因此，利用陀螺定向給出準(zhǔn)確的造斜方位是預(yù)斜作業(yè)中的重要步驟。

表1 金縣1-1-A平臺表層預(yù)斜數(shù)據(jù)

3.2 ?311.2 mm井眼作業(yè)

本井段鉆井作業(yè)中，幾乎每口井都存在不同程度的淺層或深層防碰問題，由于井?dāng)?shù)較多，無法一一列舉，參考其他叢式井防碰技術(shù)措施［4-8］，現(xiàn)場制定了相應(yīng)方案，下面以比較有代表性的A39H井為例，介紹在實際施工過程中防碰技術(shù)的應(yīng)用。

3.2.1 A39H井作業(yè)背景 A39H井于2009年12月31日開始進行?311.2 mm井眼作業(yè)，使用內(nèi)側(cè)槽口，為水平生產(chǎn)井，最終設(shè)計井深2 684 m，著陸井深2 445 m，著陸井斜85°，本井?311.2 mm井眼作業(yè)之前，A平臺已完鉆13口井，?311.2 mm井眼中完著陸13口井，由于完鉆及已著陸井較多，所以A39H井于上部防碰問題非常嚴(yán)重，并與另外2口井在深層有碰撞風(fēng)險。

3.2.2 防碰掃描計算與軌跡調(diào)整

（1）淺層防碰。根據(jù)防碰掃描結(jié)果，A39H與A12H井在272～283 m處最小中心距為0.31～0.32 m；與A17井在248～253 m處最小井間距為1.64～1.67 m；與A19H井在364 m處最小井間距為1.45 m。可看出，A39H淺層防碰風(fēng)險十分嚴(yán)重，因此進行了淺層三維繞障設(shè)計［9-10］，結(jié)果見下表 2，軌跡如圖 2。

表2 A39H淺層軌跡優(yōu)化前后防碰掃描結(jié)果對比

圖2 淺層防碰繞障示意圖

（2）深層防碰。A39H井與A32H井兩井方位基本相同，所以在1 400 m以下井段兩井軌跡平行（見圖3），垂深相差15 m，針對該情況，在下部增加一個控制點，提前扭方位增加井間距。

圖3 A39H與A32H水平投影圖

（3）另外，地層方面因為該井要鉆穿館陶底礫巖（垂深1 100～1 200 m），根據(jù)現(xiàn)場施工經(jīng)驗，在該地層鉆進很難控制工具面，且滑動困難，所以對原有的控制點做了調(diào)整，增加一段穩(wěn)斜井段，使用馬達旋轉(zhuǎn)鉆進鉆穿館陶組。

3.2.3 實際作業(yè)情況 本井?311.2 mm井眼淺層防碰段采用銑齒牙輪鉆頭+常規(guī)馬達鉆具，二開旋轉(zhuǎn)鉆進至一次造斜點220 m。鉆井參數(shù)：鉆壓10～30 kN，排量 2 800～3 000 L/min，轉(zhuǎn)速 50 r/min；之后陀螺定向，安全順利鉆過表層防碰段，繼續(xù)鉆進至1 979 m，實際館陶底礫巖底深1 940 m（垂深1 215 m），鉆穿后更換為旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具，根據(jù)實際測斜結(jié)果繼續(xù)優(yōu)化軌跡，繼續(xù)鉆進至二開著陸井深2 445 m（斜深 2 445 m，井斜 85°，方位 207.60°，垂深 1 370.87 m）。整個井段鉆井作業(yè)順利，未與其他井發(fā)生任何淺層或深層碰撞，井身結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計要求。

4 結(jié)論

在金縣1-1-A平臺開發(fā)井作業(yè)中，通過表層預(yù)斜、防碰繞障、陀螺定向等措施技術(shù)，配合優(yōu)選鉆具組合、合理鉆井參數(shù)等輔助措施，形成了一套完整的淺層、深層防碰應(yīng)對技術(shù)措施，成功完成金縣1-1-A平臺首批鉆井任務(wù)，為油田的順利開發(fā)打下良好的基礎(chǔ)，對金縣1-1-A平臺后續(xù)叢式井的開發(fā)以及渤海油田的二次跨越均有著重要的借鑒意義。

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（修改稿收到日期 2013-03-03）

Application of anti-collision technology on JX1-1-A platform

SUN Xiaofei, HAN Xueyin, HE Pengfei, DING Xiaojie
（CNOOC Energy Supervision&Technology Company,Tianjin300452,China）

There are some limiting factors in operating of JX1-1-A platform development wells, such as the limited number of notch, concentrated well region, and frequent target adjustment for geological update. Taking account of the upper strata extremely soft,sliding diff i culties in conglomerate layer, and inclination of risers, we designed directional well trajectory and added control points to optimize trajectory for a single well. With the application of preventive oblique, anti-collision around obstacles, gyro direction, segments of deviation for shadow vertical wells, and combined with preferable BHA and reasonable drilling parameters, a complete set of shallow and deep anti-collision technologies was formed. The drilling task of JX1-1-A platform was successfully completed by these technologies, which making a good foundation for the development of the platform and Bohai Oilf i eld.

cluster wells；anti-collision technology；JX1-1-A platform；Liaodong Bay

孫曉飛，韓雪銀，和鵬飛，等.防碰技術(shù)在金縣1-1-A平臺的應(yīng)用［J］. 石油鉆采工藝，2013，35（3）：48-50.

TE21

B

1000 – 7393（ 2013 ） 03 – 0048 – 03

孫曉飛，1982年生。2005年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）石油工程專業(yè)，現(xiàn)任遼東灣項目副經(jīng)理、鉆井總監(jiān)。電話：13502137350。E-mail：sunxf2@cnooc.com.cn。

〔編輯

薛改珍〕