減少區域性地層坍塌、鉆完井液漏失“試錯”成本的方法

1.目的

油氣井鉆完井設計中所提示的地層坍塌、鉆完井液漏失等井壁失穩，一般都是根據鄰井的施工歷史，定性地指出井壁失穩的類型和程度。而在實際鉆井過程中，更多的則是根據井下情況不斷嘗試，如果一種方法不行就會不停地更換，直至控制住井壁失穩。此做法堪稱鉆井遭遇戰，只能摸著石頭過河。這種“試錯”一次成功率低，作業成本高，非生產時間長。

2.方法

為了提高效率、增加效益、降低成本，引入原生信息再現技術，對整個區域性地層坍塌、鉆完井液漏失情況及處理方法做好“尋寶圖”，以便于設計人員“對癥下藥”，也有助于現場員工“兵來將擋”“一劍封喉”。

原生數據再現技術的核心是利用整個區域現有的信息，采用無人為干預的剝繭算法，建立井壁失穩的評價參數——井徑擴大率、鉆完井液漏失速率（以下簡稱漏失速率）與礦場地質原生信息的數據模型，通過剝繭尋根尋找主控因素、剝繭尋優提供具體控制辦法，形成縱、橫向立體“作戰圖”。同時，每完成一定井深的鉆井，新產生的數據都可以加入到原生數據庫以更新模型及主控因素，實時調整井壁失穩控制手段，從而實現“與時俱進”。

3.效果

2022年3月，收集了柴達木盆地S區域內7口已作業井鉆完井礦場原生信息，單井累計收集數據量63萬個，整個區域合計收集數據量超過400萬個。據此構建S區域井徑擴大率和漏失速率主控因素和控制對策定量化模型，進而預測新井位可能出現的井壁失穩狀況。S區域內垂深1 580 m處不同大地坐標的漏失速率、井徑擴大率等值線分布情況如圖1所示。

圖1 S區域垂深1 580 m處漏失速率、井徑擴大率等值線圖

根據上述量化模型的計算結果，就可以預測并指導新井可能發生的井壁失穩，以幫助施工人員提前做好應對準備。如S7X井，依據以10 m為單位的井壁失穩導航圖指導鉆井施工，調整人為可以控制的作業參數，確保了鉆井安全。該井井徑擴大率和漏失速率預測值與實際值對比結果如圖2所示。

圖2 S7X井漏失速率與井徑擴大率預測結果與理論值對比圖

S7X井鉆至垂深6 350 m完鉆，理論值與實際值相比，井徑擴大率預測準確率為79%、漏失速率預測準確率為81%，層段井壁失穩預測準確率達94%；平均井徑擴大率、井漏處理總時效較該區域平均值分別下降42.19%、32.30%。下一步將引入仿真技術，通過點擊可直接獲得可能的井壁失穩種類以及應對技術甚至工藝參數。