春光油田K435—30H水平井軌跡控制技術

孫乖平

【摘要】由于地層展布復雜，各種誤差的累積作用，致使油層設計垂深與油層實鉆垂深不一致，甚至相差較大，造成井眼軌跡控制難度大，鉆井后續施工風險加大，找油層時大量損失水平段，另外，靶前位移小，中靶精度高，使得剖面的待鉆軌跡設計非常困難。通過立足剖面優化設計，充分利用地質導向技術，MWD監控及相關技術措施的應用，成功完成了K435-30H水平井，為以后薄油層水平井技術更好的追蹤油層進行了有益的探索。

【關鍵詞】K435-30H；水平井；鉆井技術；井眼軌跡；LWD地質導向

一、概述

所謂 “薄油層水平井” 是指利用水平井技術控制水平段井眼軌跡在2m左右厚度的油層里穿行，確保最大限度地鉆穿油層的水平井。薄油層主要來自兩個方面：一是自然形成的層間油藏，這類薄油藏在我國的勝利、大慶及塔里木等油田分布較廣；二是由于老油田長期深度注采，形成厚度僅有1～2m 左右的頂部剩余油，這類薄油藏在很多油田的難動用儲量中占有較大比例。因此，利用薄層水平井技術來提高采收率是國內薄油層精細開采的發展趨勢。

二、K435-30H的基本設計

K435-30H是在春光油田施工的一口水平井，該井位于新疆維吾爾自治區伊犁哈薩克自治州烏蘇市農七師123團17連。

三、施工技術難點與技術關鍵

（一）軌跡控制精度要求高

常規水平井靶半高一般都在2m以上，而春光油田水平井靶半高0.5m，實鉆軌跡要求控制在很小的范圍內，加上標志層深度或地層展布存在誤差，油藏地質人員依據實鉆情況隨時調整設計，目的層的準確垂深難定，因而施工難度大。要確保 A點的矢量中靶，必須確定合適的入靶角度，否則會造成因角度不合適而沒有余地調整井眼軌跡。

（二）中半徑水平井

在增斜段用彎外殼井下動力鉆具進行造斜，必要時使用導向鉆井系統控制井眼軌跡。固井、完井也與常規定向井相同，只是難度更大。而春光油田井身質量考核3o/30m連續三點不超，限制了造斜率的選用，浪費了靶前位移。

（三）測量盲區

目前測量位置距井底一般存在15m的測量盲區（零長未測距離），信息滯后，只能靠經驗預測和隨鉆測量曲線分析是否在薄油層中鉆進。因此對井眼軌跡控制的精度要求非常高，要求現場定向人員有較強的預測、調整能力。

（四）精確控制

為保證實鉆軌跡在設計要求內，隨時進行鉆進方式（滑動鉆進和復合鉆進）的調整。由于井眼曲率效應和地層傾角的影響，滑動和復合鉆進交替進行時鉆具組合的造斜率規律性較差，給軌跡控制精度帶來困難。另外，隨著位移的延伸，井斜的增大，工具面的擺放及控制非常困難使方位控制很不精確。

（五）泥漿要求

由于目的層地層松軟，鉆時快，鉆井液必需具備較好的攜巖能力和井壁穩定性能。

（六）直井段的施工質量

直井段一開和二開均采用塔式鉆具組合，采用高轉速低鉆壓控制井斜。

（七）根據實鉆井眼軌跡進行待鉆軌道設計

優化軌道設計和簡化鉆具結構，采用“三增”軌道和前高后低曲率進行設計，盡量減小鉆具摩阻，預防井下不安全事故的發生。

四、現場施工

（一）直井段（0～665m）

直井段采用傳統的塔式鉆具，開始鉆進時吊打，輕壓慢轉。正常鉆進時鉆壓50～60KN，轉盤轉速170r/min，排量35L/s，確保打直，控制井斜不超過1°。

（二）待鉆剖面設計

該井直井段實鉆井深至665m時，井斜方位是0.93°×60.43°，計算閉合方位63.85°，閉合距2.3m，與設計方位相近，如繼續鉆進井斜會增大，從而減少靶前位移，為了踐行探油頂剖面，決定在665m提前定向（設計造斜點680m），造斜點的選擇在初始井斜大，靶前位移小的情況下尤為重要。設計待鉆剖面有三種選擇，即原工程設計剖面、穩斜探油頂剖面、微增探油頂剖面。

1.原工程設計剖面類型為：直-增-穩-增-平五段制

該理想化的剖面鉆達著陸點時即剛好滿足矢量A靶的要求，實際上由于各種誤差的累積及直井段軌跡的不確定性，設計靶框往往變為動態靶框，現場需要根據地質綜合判斷進行靶點數據的更改，即使先打導眼也不能確定靶心垂深，因此該剖面在水平井施工中根本不予采用。

2.穩斜探油頂剖面類型為：直-增-穩-增-穩-增-平七段制

該剖面其突出特點是在3個增斜段之間設計了兩段穩斜段，第一穩斜2-3段用于采油掛泵的需要，第二穩斜4-5段則用于探油項，即調整目的層頂界誤差。這種剖面適用目的層頂界和造斜率都有一定誤差的情況，薄油層水平井常采用這種剖面。該穩斜段井斜比靶點小3°-4°，穩斜段垂深與靶點垂深相差3-4m或更多。

3.微增探油頂剖面類型為：直-增-穩-增-增-增-穩七段制

與穩斜探油頂剖面不同的是著陸前設計成三個連續增斜段，即3-4段、4-5段、5-A段。中間4-5段的造斜率較小，只有0.3～0.5°/10m。微增段的井斜、垂深與上面要求相同。

五、鉆井液技術

一開井段井眼大，采用不分散聚合物泥漿體系開鉆，鉆完后用大排量洗井，保證表層套管下入順利。二開后選用聚合物混油防塌泥漿體系，白油比例達到10%，斜井段后泥漿密度控制在設計上限1.20g/cm3，泥漿性能滿足潤滑防卡和懸浮攜砂能力。為了保證MWD無線隨鉆的正常使用，含砂控制在0.3%。充分利用固控設備，振動篩、除砂器、除泥器在實鉆中有效運轉達到了100%。井斜大于70°以后，鉆時明顯變慢，振動篩出砂減少，巖屑重復切削，離心機的有效使用，極大穩定了泥漿性能。

六、認識與體會

1.K435-30H井眼軌跡控制的成功可以為其它水平井提供借鑒并可進一步推廣應用；2.井身質量考核指標限制了造斜率的選擇，本井采取前高后低的造斜率進行剖面設計，以最大限度的爭取靶前位移；3.當油藏地質復雜時，應結合實時地質錄井、巖屑分析等技術綜合判斷，提高油層的穿透距離和砂巖鉆遇率。

參考文獻：

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