墾西薄油層水平井鉆井技術

劉峰

【摘 要】墾西地區中深井目的層厚度不足5米，針對這種薄油層利用水平井鉆井技術使水平段的井眼軌跡始終穿行于儲層中，從而增加油藏的裸露面積，可提高開采效果，在分析薄油層鉆井難點的基礎上.從優化鉆具組合、井眼軌跡控制和地質導向三方面對薄油層水平井鉆井技術進行了介紹。

【關鍵詞】薄層；水平井；地質導向；井眼軌跡；PDC+動力鉆具

一、墾西薄油層水平井設計特點

（1）設計井眼裸眼段、水平段較長。

（2）入靶精度要求高，軌跡控制難度大。尤其是墾西地區屬于新區塊，儲層位置不明確。

（3）在增斜段、水平段基本設計采用單彎動力鉆具和轉盤鉆鉆具相結合的鉆具組合。

（4）由于油層薄，所以入靶范圍小，合理選擇入靶井斜角是關鍵技術之一。

二、鉆井技術難點

（1）對于薄油藏，只有準確確定其垂深，才能使實鉆井眼軌跡按設計軌道準確鉆達目的層。

（2）油層較薄，井眼軌跡控制精度要求極高，實鉆井眼軌跡垂深范圍限制在上下1m的范圍內。

（3）如何利用FEWD 的實時測井曲線，準確判斷地層變化， 及時調控井眼軌跡。

（4）對于長裸眼水平井。下部井段滑動鉆進時鉆壓傳遞困難。

（5）井身結構設計時，在滿足油藏特性和地質條件的前提下，根據工具造斜能力，優選靶前位移和造斜井段長度，改善井眼摩阻、扭矩及清洗效果，簡化套管程序。

（6）在選擇剖面的造斜率時，應考慮地層的自然造斜規律、地層的可鉆性、現有工具的造斜能力、FEWD無線隨鉆測量儀器使用井眼曲率等影響因素。

（7）為滿足井下安全的需要，盡量縮短斜井段的長度，以提高鉆井速度。要綜合考慮斜井段旋工后期可能出現的摩阻、扭矩過大以及滑動鉆進時傳壓困難等問題。

三、施工工藝

（一）造斜率的選擇

造斜率是確定井身剖面的基礎.應根據地層造斜規律、工具的造斜能力確定造斜段的造斜率。而對于薄油層水平井，存在入靶范圍小的問題，同時考慮到測量儀器與鉆頭之間的距離，其關鍵技術是斜井段井眼軌跡的調整，保證矢量中靶。

（二）軌跡控制技術

1.對薄層水平井軌跡控制的總體要求

（1） 具有較高的控制精度；

（2）具有較強的應變能力；

（3）具有較高的預測準確度；

（4）達到較穩、較快的施工水平。

2.直井段

由于靶前位移受薄油藏開發的限制，直井段防斜打直技術是薄層水平井施工的基礎，若正位移偏大，勢必造成實際造斜點下移，造斜率提高，嚴重影響軌跡控制、施工速度和提高入靶點的難度，為此，在直井段施工中，加強防斜打直技術措施，合理調配鉆進參數，若發現井斜角偏大，及時吊打糾斜或采用螺桿鉆具糾偏，確保井身質量。

3.斜井段

根據直井段的多點測量數據對設計造斜點加以調整。必要時修改設計剖面。斜井段的鉆具組合主要是：單彎增斜鉆具組合（ 215.9mm 井眼）： 215.9mm 鉆頭+ 172mm 單彎+ 無磁鉆鋌+MWD（或FEWD）+ 127mm 無磁承壓鉆桿+ 127mm斜坡鉆桿+127mm 加重鉆桿+ 127mm 鉆桿，嚴格按工程設計施工，選擇彎度合適的造斜工具，利用MWD或FEWD測量儀器進行跟蹤監測。并及時利用landmark軟件進行計算。根據軌跡控制需要及時更換鉆具組合或調整鉆進方式和鉆進參數。加強待鉆井眼的預測，保證對下部井眼軌跡的有效控制。關鍵是著陸點井斜角的控制。要保證人靶后井斜角不能波動太大。

4.水平段

由于油層薄，入窗口精度要求極高，相對應施工難度極大。精確入靶技術是保證水平段軌跡控制的前提，是水平段鉆進的關鍵一步，入靶點時要求矢量中靶，入靶井斜角必須留一定角差，將造斜率調整到10°/100m左右，采用導向鉆進技術探明油頂，實現安全著陸。水平段軌跡控制是薄層水平井施工中的難點，運用FEWD地質導向技術精細控制軌跡，防止鉆穿底水和鉆遇邊水，保證油層鉆穿率。在施工中，始終以保證實鉆井眼軌跡最大限度地在儲層中鉆進為目標，以獲得最佳的油氣開發效果為目的。

（1）鉆具組合的選擇。

通過幾口井的現場試驗，基本確定了如下鉆具組合。FEWD組合： 215.9mm鉆頭+172mm單彎+172mmFEWD+172mmFEWD短節+ 127mm無磁承壓鉆桿+127mm斜坡鉆桿+127mm加重鉆桿+127mm鉆桿

（2）鉆進參數優選。

鉆進參數主要取決于動力鉆具的工作特性，其排量隨動力鉆具的尺寸不同而異。對于215.9mm井眼，動力鉆具的尺寸主要是172mm，排量一般在27～30L/s，旋轉鉆進時的鉆壓一般為30～40kN，滑動鉆進時的鉆壓根據井眼的實際情況而定。另外合理選擇好鉆頭也對鉆井起到很大的作用。針對墾西地區選擇PDC+動力鉆具，不僅提高了機械鉆速，還大大的節省了鉆頭費用和頻繁的起下鉆作用。

（3）工程技術措施

在井斜角合適的情況下，實現滑動鉆進和旋轉鉆進的合理配合，避免大段滑動鉆進，以保證井眼軌跡的平滑性及準確性。在井斜達到30°時，應加大泥漿的投入，使泥漿在防塌、潤滑和攜巖方面都達到很好的要求。

四、地質導向無線隨鉆測斜技術

（1）FEWD的地質導向作用主要體現在當實鉆井眼軌跡相對于儲層位置發生變化時.FEWD測取的電阻率和伽馬值相應發生變化。

（2）曲線劃分地層界面、預測到油層的距離利用自然伽馬曲線、電阻率曲線，能準確地劃分出巖性界面。在隨鉆監測中，結合巖屑錄井，能分析軌跡是否接近油層，有效調整軌跡方向。FEWD曲線指導精確入靶和控制水平段施工充分利用FEWD地質導向技術精確入靶。

（3）FEWD可正確判別油頂、油底，劃分油水界面及斷層位置。當井眼軌跡接近油層頂界和低界時，電阻率和伽馬也有明顯的變化，電阻率的變化和進油層時變化基本一致，即由低變高，從電阻率開始升高到進入泥巖垂深變化約0.94m；伽馬值由砂巖的低值逐漸升高，自開始升高至泥巖的正常值，垂深變化約0.30m。電阻率和伽馬的變化情況和進油層時基本一致。進出油層時FEWD電阻率和伽馬的變化規律，對水平段的井眼軌跡控制提供可靠導向作用。

五、結論

1）進一步研究優化鉆具組合，掌握各種鉆具組合在不同地層、不同參數下的穩斜效果和造斜能力，成功采用PDC+動力鉆具，優化鉆井參數，達到最佳使用效果，提高在油層中的鉆穿率。

（2）薄油藏水平井鉆井技術適應于各種類型的薄油藏的開發，利用現有技術裝備，完成各種類型薄油藏水平井的施工是可行的。

【參考文獻】

[1]趙景山.勝利油田薄油層水平井鉆井技術.石油鉆探技術.2003：第31卷

[2]都振川. 勝利油田薄油層水平經鉆井技術綜述.石油鉆井工藝.2003：第25卷