華慶地區(qū)侏羅系油井水平井鉆井軌跡控制技術(shù)應(yīng)用初探

摘 要：井眼軌跡控制是油井水平井鉆井作業(yè)的重難點(diǎn)，尤其在石油生產(chǎn)不斷推進(jìn)，開采難度逐漸提升的情況下。本文以華慶地區(qū)侏羅系油井為例，探究水平井鉆井軌跡控制技術(shù)的應(yīng)用，總結(jié)該地區(qū)油井特點(diǎn)，并對鉆井軌跡控制技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)探究。

關(guān)鍵詞：侏羅系油井;水平井;鉆井軌跡

油井水平井鉆井過程涵蓋直井、造斜等多種作業(yè)環(huán)境，在具體實(shí)施時常面臨較大的困難。在確保鉆井軌跡精確性的基礎(chǔ)上，才能順利完成水平井鉆探活動。為不斷提升侏羅系油井水平井鉆井能力，需要對鉆井軌跡控制技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。

1 華慶地區(qū)侏羅系油井特點(diǎn)介紹

華慶地區(qū)地處內(nèi)蒙古鄂爾多斯伊陜斜坡的西南部，整個區(qū)域地勢平緩，當(dāng)?shù)赜途蠖酁橘_系。華慶地區(qū)部分油井位于泥砂巖互層，受到地質(zhì)條件的限制，進(jìn)行水平井鉆井時易出現(xiàn)鉆眼軌跡偏移的問題，且周邊廢棄油井較多，作業(yè)過程中還要注意防碰撞處理。直井段，部分油井石油資源分布不均，鉆井液攜砂能力不足，給軌跡控制工作帶來不小困難。而在斜井段的鉆探過程中，由于靶前距離不夠，井段滑動的現(xiàn)象相對嚴(yán)重，并帶來一定的安全風(fēng)險。

2 華慶地區(qū)侏羅系油井水平井鉆井軌跡控制技術(shù)應(yīng)用

2.1 井眼軌跡控制技術(shù)

2.1 1 直井段控制技術(shù)

直井段是水平井結(jié)構(gòu)的核心構(gòu)成，其鉆探質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到后期鉆井施工能否順利進(jìn)行。直井段鉆井軌跡控制的要點(diǎn)在于防斜及打直，即確保鉆井軌跡的垂直度。直井段經(jīng)驗(yàn)軌跡控制主要通過鉆具的優(yōu)化組合完成。例如，鐘擺鉆具的選用。其中，鐘擺鉆具要求合理設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，以確保其在鉆進(jìn)過程中產(chǎn)生足夠的作用力，對斜井問題進(jìn)行糾正和控制。需要注意的是，鐘擺鉆具在應(yīng)用過程中須嚴(yán)格控制鉆壓的大小，以免鉆壓過高導(dǎo)致鐘擺鉆具運(yùn)行鐘擺力不足而增斜力過大，反而導(dǎo)致斜井問題的發(fā)生。再如滿眼鉆具，施工過程中確保扶正器緊貼直井內(nèi)壁，對軌跡偏移程度進(jìn)行控制。華慶地區(qū)油井多為侏羅系油井，結(jié)合當(dāng)?shù)厮骄@井客觀條件，將鐘擺鉆具的參數(shù)設(shè)置為：φ223.3mm PDC、φ172mm L（1.25°）、φ159mm NMDC、φ209mm STAB、φ127mm HWDP。選用PDC鉆頭，要求在施工過程中采用低鉆壓、高轉(zhuǎn)速的作業(yè)模式，以避免鉆頭發(fā)生彎曲變形，延長工具使用壽命。通過一段時間的實(shí)踐，當(dāng)?shù)赜途骄本毋@井軌跡傾斜的現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn)。配合軌跡提前預(yù)測及控制技術(shù)，防碰撞效果顯著，油井鉆探工作效率大大提升。

2.1 2 造斜段控制技術(shù)

造斜段的鉆井軌跡控制要求將井斜角度調(diào)節(jié)在指定范圍之內(nèi)，順利推進(jìn)到目標(biāo)作業(yè)點(diǎn)。造斜段軌跡控制技術(shù)要點(diǎn)包括以下幾方面：第一，造斜工具的選擇必須依照油井地質(zhì)條件及施工條件進(jìn)行，結(jié)合巖體特征、溫度變化等，確保造斜角合理。第二，在施工初期，應(yīng)依照先高后低的原則進(jìn)行作業(yè)，促使實(shí)際造斜率略高于標(biāo)準(zhǔn)值，用來抵減后期施工過程中產(chǎn)生的造斜率偏差。第三，實(shí)時觀測各項(xiàng)施工參數(shù)的變化，記錄鉆井位移、深度、井斜的變動，發(fā)現(xiàn)明顯偏差立即查找原因并做出調(diào)整。第四，在作業(yè)開始時即確保鉆井軌跡及角度的精確性，以降低后期調(diào)整需求。第五，嚴(yán)格控制井斜角和方位角，確保造斜段鉆井施工順利完成。

造斜段的鉆進(jìn)方法應(yīng)結(jié)合實(shí)際作業(yè)情況靈活選擇，例如滑動鉆進(jìn)、負(fù)荷鉆進(jìn)等，注意不同方法的結(jié)合使用，并合理選取每種鉆進(jìn)方法的使用占比。華慶地區(qū)侏羅系油井水平井造斜段鉆井起初采用的鉆頭尺寸為215.9mm，該尺寸與對應(yīng)扶正器的直徑差過小，加上鉆井液固相含量較高的影響，鉆探過程中鉆頭摩擦系數(shù)較高，鉆井作業(yè)進(jìn)展緩慢且托壓的問題比較嚴(yán)重。經(jīng)改進(jìn)后，將鉆頭直徑調(diào)整為218mm，托壓嚴(yán)重的問題得到明顯改善，轉(zhuǎn)速提高，增斜率也可被有效保證。

2.1.3 穩(wěn)斜段控制技術(shù)

穩(wěn)斜段鉆井軌跡控制需要專業(yè)測量儀器的輔助，對鉆進(jìn)過程進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)控，觀察鉆進(jìn)數(shù)據(jù)的變動趨勢，以及時發(fā)現(xiàn)鉆頭偏移、井斜角變動等情況，在第一時間進(jìn)行調(diào)整。還可選用穩(wěn)斜鉆具、測斜儀等取代無線檢測設(shè)備，確保鉆頭中心位置精確對準(zhǔn)設(shè)計軌跡中線。

2.2 鉆井軌跡控制優(yōu)化措施

首先，優(yōu)選鉆井參數(shù)。借助現(xiàn)代信息技術(shù)，收集以往水平井鉆井施工中的歷史數(shù)據(jù)，通過智能化的計算、統(tǒng)計、分析，得出最佳鉆井參數(shù)。其次，把控鉆井斜角。通過優(yōu)化鉆具組合、提升鉆頭強(qiáng)度、引入智能計算方式等手段，嚴(yán)格控制鉆井斜角，確保其在合理范圍內(nèi)，依照設(shè)計軌跡順利推進(jìn)。最后，利用軌跡導(dǎo)向。鉆井軌跡導(dǎo)向在很大程度上決定了鉆進(jìn)軌跡的合理性，要求積極引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，通過專家分析、專家評估，找到適用于侏羅系油井地質(zhì)條件的鉆井導(dǎo)向，為水平井鉆進(jìn)提供技術(shù)保證。

3 結(jié)論

華慶地區(qū)油井地質(zhì)條件特殊，對鉆井軌跡控制技術(shù)提出更高要求。通過長期實(shí)踐，其軌跡控制方案效果明顯，因此值得在油田生產(chǎn)領(lǐng)域推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬銳.水平井鉆井施工過程軌跡控制技術(shù)[J].石化技術(shù)，2018，25（07）：40.

[2]馬海中.石油定向井鉆井軌跡控制技術(shù)探究[J].石化技術(shù)，2018，25（07）：150.

作者簡介：

朱莉（1991- ），女，漢族，甘肅省慶陽市環(huán)縣人，職稱：無，學(xué)歷：本科，研究方向：油藏開發(fā)。