榮探某井鉆井井眼軌跡優(yōu)化研究與應(yīng)用

摘 要：榮探某井二開(kāi)裸眼井段長(zhǎng)（約2800米）且造斜點(diǎn)處注采同層，同時(shí)該井所在沈某南區(qū)塊地層巖性復(fù)雜、地層虧空嚴(yán)重，導(dǎo)致井壁坍塌、井漏風(fēng)險(xiǎn)大，井眼軌跡控制難度大，影響鉆進(jìn)時(shí)效。針對(duì)上述情況，該項(xiàng)研究通過(guò)研究地層地質(zhì)特征、結(jié)合鄰井施工剖析鉆井施工難點(diǎn)，以有利于安全、優(yōu)質(zhì)和高效鉆井為原則，優(yōu)化造斜點(diǎn)、井身結(jié)構(gòu)和鉆具組合，采用了中空螺桿鉆具、水力振蕩器，以降低鉆進(jìn)摩阻，提高機(jī)械鉆速，減少井下復(fù)雜情況。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)施，榮探某井二開(kāi)對(duì)比計(jì)劃提前16.4天完鉆，對(duì)比鄰井鉆時(shí)提高近三倍，且未出現(xiàn)嚴(yán)重的井下事故，為今后在該區(qū)塊施工提供了寶貴的鉆井提速經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：井眼軌跡優(yōu)化;鉆具組合;中空螺桿鉆具;鉆井工程

1 研究背景及意義

榮探某井構(gòu)造位置處于大民屯凹陷榮勝堡洼陷帶沈某南區(qū)塊，設(shè)計(jì)井深4680m，區(qū)域內(nèi)深層（>3500m）已鉆探井1口（沈某7井）。結(jié)合區(qū)塊地質(zhì)特征和完鉆井鉆遇情況分析，該塊地層巖性復(fù)雜，鉆遇層位斷層發(fā)育、注采同層[1]，同時(shí)設(shè)計(jì)井裸眼井段長(zhǎng)、防碰井較多井眼軌跡調(diào)整頻繁，易出現(xiàn)因井壁坍塌失穩(wěn)導(dǎo)致遇阻、卡和漏現(xiàn)象。針對(duì)上述情況榮探某井通過(guò)系統(tǒng)井眼軌跡優(yōu)化技術(shù)，合理選用鉆具組合，保直糾斜，防碰主動(dòng)避障，造斜前加入水力振蕩器，降低鉆進(jìn)摩阻，提高定向速度，提高機(jī)械鉆速，減少井下復(fù)雜情況。多鉆進(jìn)少定向，下入抗高溫儀器和抗高溫螺桿保障長(zhǎng)時(shí)間的旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，提高鉆井時(shí)效。因此榮探某井鉆井井眼軌跡優(yōu)化的研究應(yīng)用具有重要的實(shí)際意義。

2 井眼軌跡設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析

2.1二開(kāi)裸眼井段長(zhǎng)，造斜點(diǎn)處注采同層

該井二開(kāi)井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：Φ311.1mm*3885m+Φ244.5mm*3881.17m，2300m造斜，造斜點(diǎn)處于區(qū)塊注采主力層位，易造成井下事故。同時(shí)二開(kāi)鉆井井段為區(qū)塊原始主力層位，周圍完鉆井較多，涉及防碰井較多，井眼軌跡調(diào)整相對(duì)頻繁，同時(shí)隨著井深的不斷增加，井眼軌跡控制難度大，影響鉆進(jìn)時(shí)效。

2.2地層巖性構(gòu)造發(fā)育復(fù)雜，井壁坍塌、井漏風(fēng)險(xiǎn)較大

二開(kāi)上部鉆遇地層1480m和2420m存在較大斷層，構(gòu)造發(fā)育較為復(fù)雜，鉆井實(shí)施過(guò)程中存在井漏、井涌風(fēng)險(xiǎn);同時(shí)該塊2100m-2900m為注采主力層位，地層虧空嚴(yán)重，設(shè)計(jì)的榮探某井500米范圍內(nèi)有多口注水井，易造成水侵及井漏。此外二開(kāi)設(shè)計(jì)鉆遇的S3下部及S4段硬脆性泥巖發(fā)育，易造成井壁坍塌，漏塌同段，鉆井液密度安全窗口窄，易出現(xiàn)井下復(fù)雜情況。

3 井眼軌跡優(yōu)化措施

3.1優(yōu)化造斜點(diǎn)和井深結(jié)構(gòu)

參考復(fù)測(cè)設(shè)計(jì)井身軌跡及井下地層風(fēng)險(xiǎn)，以有利于安全、優(yōu)質(zhì)和高效鉆井為原則，將井斜角、方位角和全角變化率的變化控制在合理范圍，以保證套管安全、井口安全和套管順利下入;同時(shí)盡可能避開(kāi)注采同層，減少穩(wěn)斜段長(zhǎng)度，降低施工難度，將造斜點(diǎn)2300m推移至2500m，且將設(shè)計(jì)的5段制井深結(jié)構(gòu)優(yōu)化成3段制[2]，如表1、2所示。

3.2優(yōu)化鉆具組合

結(jié)合靶點(diǎn)數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求，合理優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上依托高質(zhì)量井下工具及優(yōu)選鉆具組合，提高機(jī)械鉆速，降低井下風(fēng)險(xiǎn)。因此設(shè)計(jì)二開(kāi)直井段1026-2236m采用Φ311.1mmPDC+Φ216mm1.25°中空螺桿+浮閥+Φ308mm球扶+Φ203mm無(wú)磁鉆鋌+定位接頭（懸掛式）+Φ203mm螺旋鉆鋌1根+631/410配合接頭+Φ212mm防卡球扶+Φ177.8mm螺旋鉆鋌3根+411/520配合接頭+Φ139.7mm加重鉆桿21根+Φ139.7mm鉆桿鉆具組合，保直糾斜，防碰主動(dòng)避障。同時(shí)造斜前加入水力振蕩器，降低鉆進(jìn)摩阻，提高定向速度，提高機(jī)械鉆速，減少井下復(fù)雜情況[3]。針對(duì)地層傾角大，降斜降方位嚴(yán)重，避免頻繁調(diào)整井身軌跡，主動(dòng)在螺桿后面加上短鉆鋌，多鉆進(jìn)少定向，下入抗高溫儀器和抗高溫螺桿保障長(zhǎng)時(shí)間的旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，提高鉆井時(shí)效。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

榮探某井二開(kāi)（φ311.1mm）完鉆井深3885m，公司計(jì)劃41天二開(kāi)完鉆，實(shí)際二開(kāi)完鉆24.6天，提前16.4天，二開(kāi)平均機(jī)械鉆速18.57m/h。該井順利完鉆，未發(fā)生井壁坍塌、井漏、井卡等井下事故，同時(shí)榮某探井井眼軌跡優(yōu)化控制，保證了保證套管安全、井口安全和套管順利下入。

4 結(jié)論及建議

榮探某井的高效順利完鉆，充分說(shuō)明井眼軌跡優(yōu)化技術(shù)在該區(qū)塊鉆井設(shè)計(jì)中的重要性。鉆井井眼軌跡優(yōu)化技術(shù)是結(jié)合鉆探目的、地層特點(diǎn)和靶點(diǎn)數(shù)據(jù)要求，合理優(yōu)化各項(xiàng)鉆井井身設(shè)計(jì)參數(shù)，優(yōu)化各類鉆具組合和優(yōu)化高質(zhì)量井下工具應(yīng)用的綜合研究，該項(xiàng)技術(shù)在榮探某井的成功應(yīng)用為該區(qū)塊鉆井設(shè)計(jì)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)，下步將在全區(qū)推廣該項(xiàng)技術(shù)，以提高機(jī)械鉆速，降低井下風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇小軍.遼河油田沈67斷塊薄互層砂巖油藏描述及剩余油分布研究 [D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）.2008

[2]祝效華，劉清友，李紅巖，童華.井眼軌跡預(yù)測(cè)理論及方法研究 [J].天然氣工業(yè).2004（04）

[3]何高全.深井鉆井技術(shù)發(fā)展的難點(diǎn)及對(duì)策[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量.2014（06）

作者簡(jiǎn)介：

石鵬（1985-），男，工程師，2010年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）石油工程專業(yè)，學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)工作于中國(guó)石油遼河油田公司鉆采工程技術(shù)部，從事石油鉆井管理工作。