朱曉軍 (中石油大慶油田有限責(zé)任公司大慶鉆探工程公司鉆井一公司,黑龍江大慶 163411)

徐深平32井鉆井工藝技術(shù)研究

朱曉軍 (中石油大慶油田有限責(zé)任公司大慶鉆探工程公司鉆井一公司,黑龍江大慶 163411)

徐深平32井是大慶油田第一口深層天然氣氣藏欠平衡水平探井。介紹了井身結(jié)構(gòu)和井眼軌跡剖面的具體設(shè)計(jì),詳盡闡述了井眼軌跡控制技術(shù)和欠平衡鉆井工藝。實(shí)際施工表明,采用了相關(guān)工藝技術(shù)后,機(jī)械鉆速得以提高,且設(shè)計(jì)與實(shí)鉆井眼軌跡十分符合,達(dá)到了方案設(shè)計(jì)要求,能夠?yàn)樯顚犹烊粴鈿獠厍菲胶馑骄氖┕ぬ峁┙梃b。

水平井;井眼軌跡控制技術(shù);欠平衡工藝

徐深平32井位于松遼盆地東南斷陷區(qū)徐家圍子斷陷帶興城鼻狀構(gòu)造帶上,設(shè)計(jì)井深4763.58m,垂深3833.00m,井斜87.13°,方位324.97°。設(shè)計(jì)造斜點(diǎn)層位為登三段,造斜點(diǎn)深3430.09m,主要目的層為營(yíng)城組一段砂礫巖氣藏。作為大慶油田施工的第一口深層天然氣氣藏欠平衡水平探井,其施工難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面:造斜點(diǎn)深,地層巖石可鉆級(jí)值高,并且要在?311.2mm井眼中造斜,定向造斜難度大;著陸點(diǎn)靶前距、垂深、靶點(diǎn)窗口偏差等不易控制,尤其是井眼軌跡控制難度大;該井三開(kāi)裸眼段長(zhǎng),井斜角大,摩阻扭矩大,鉆具易發(fā)生破壞,井下事故預(yù)防難度大。為此,筆者對(duì)徐深平32井鉆井工藝技術(shù)進(jìn)行了探討。

1 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是鉆井優(yōu)化設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容,能夠保證全井安全、優(yōu)質(zhì)、快速鉆達(dá)目的層,是達(dá)到地質(zhì)開(kāi)發(fā)目標(biāo)的重要前提[1]。為最大限度地保護(hù)氣藏,在目的層水平段鉆進(jìn)采用欠平衡鉆井形式,這樣有必要下入一層技術(shù)套管封隔上部的不穩(wěn)定地層,以便為水平段欠平衡鉆井創(chuàng)造條件。因此,徐深平32井采用三層套管程序的井身結(jié)構(gòu),具體數(shù)據(jù)表如表1所示。

表1 徐深平32井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表

2 井眼軌跡剖面設(shè)計(jì)

通過(guò)水平井井眼軌跡剖面設(shè)計(jì)能有效降低鉆進(jìn)過(guò)程中的摩阻扭矩,增加水平段的最大延伸長(zhǎng)度,增加套管下入的深度,并有利于減少對(duì)套管的磨損,從而保證水平井安全順利的施工[2]。徐深平32井井眼軌跡剖面設(shè)計(jì)采用直-增-穩(wěn)-增-水平5段制結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)最大造斜率6°/30m,從而利于鉆井安全。該井井眼軌跡剖面數(shù)據(jù)表如表2所示。

表2 徐深平32井眼軌跡剖面數(shù)據(jù)表

3 鉆井工藝技術(shù)

3.1 井眼軌跡控制技術(shù)

1)增斜井段 由于徐深平32井造斜點(diǎn)深,巖石硬度大,造斜難度大,所以利用直井段多點(diǎn)數(shù)據(jù)為造斜段進(jìn)行井眼軌道修正設(shè)計(jì),為下部造斜段施工奠定基礎(chǔ)。該井定向造斜段優(yōu)選低轉(zhuǎn)速、大扭矩的1.25°單彎螺桿鉆具組合配合MWD無(wú)線(xiàn)隨鉆測(cè)量系統(tǒng)隨鉆監(jiān)測(cè)。由于直井段井底的閉合方位為291°,所以定向初始將工具面角控制在325～340°之間,使實(shí)鉆方位線(xiàn)盡快接近設(shè)計(jì)方位線(xiàn)。隨著井斜的增加(大于5°),方位趨于穩(wěn)定,轉(zhuǎn)為高邊工具面定向鉆進(jìn),這樣既便于方位控制,又能在較短時(shí)間內(nèi)獲得預(yù)期的增斜率。當(dāng)井斜增加到14.6°的時(shí)候,一個(gè)單根定向5m左右就能滿(mǎn)足造斜率的需要,因而采用滑動(dòng)鉆進(jìn)和復(fù)合鉆進(jìn)相結(jié)合的方式施工,這樣不僅能提高機(jī)械鉆速,而且能使井眼軌跡光滑,減少井下事故的發(fā)生。

2)水平段 在水平段鉆進(jìn)時(shí),要求鉆具組合具有較好的穩(wěn)定平衡能力,因而采用0.75°單彎螺桿倒裝鉆具組合,通過(guò)調(diào)整和控制工具面角度及復(fù)合鉆進(jìn)與定向鉆進(jìn)比例以實(shí)現(xiàn)井斜微增、微降,有效地將井斜角控制在86～88°。需要強(qiáng)調(diào)的是,應(yīng)采用復(fù)合鉆進(jìn)方式進(jìn)行水平段施工,這樣能夠使實(shí)鉆軌跡不偏離靶區(qū)范圍[3]。

3.2 欠平衡鉆井工藝

由于徐深平32井可能存在異常高壓地層,而且三開(kāi)有很長(zhǎng)的裸眼段在氣層中穿行,因而確定在三開(kāi)采用欠平衡工藝,其中選擇合理壓差是保證該工藝成功實(shí)施的關(guān)鍵。為了更好地控制井口壓力,設(shè)計(jì)欠平衡井控裝置設(shè)計(jì)如下:TFZ133/8 in×93/8 in×51/2 in-70整體式防腐套管頭+FS35-70+2FZ35-70+ FZ35-70+FH35-35+shaffer旋轉(zhuǎn)防噴器(21/35)。

4 應(yīng)用效果

圖1 徐深平32井設(shè)計(jì)與實(shí)鉆垂直剖面對(duì)比圖

徐深平32井自三開(kāi)開(kāi)始就進(jìn)入欠平衡控制鉆井,開(kāi)始鉆進(jìn)時(shí),節(jié)流閥不節(jié)流,鉆井液密度一直維持在0.92～0.95g/cm3。2009年6月25日晚21∶27分,鉆進(jìn)至井深4403.83m,錄井氣測(cè)顯示全烴值上升,泥漿工發(fā)現(xiàn)溢流1m3,司鉆進(jìn)行停泵關(guān)井操作,泵剛停穩(wěn),泥漿自鉆臺(tái)面噴出,21∶31分關(guān)井成功。21∶55走液氣分離器建立循環(huán),22∶36烴值開(kāi)始起值為1.02%。22∶56泵沖30沖,泵壓2.7MPa,燃燒管線(xiàn)試點(diǎn)火,點(diǎn)火成功,火焰高度3m,持續(xù)循環(huán),共點(diǎn)火6次,在以后的施工中,通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥采用流鉆法控制回壓鉆進(jìn),直至鉆進(jìn)完鉆井深4764.00m。由于徐深平32井采用了井眼軌跡控制技術(shù)和欠平衡工藝技術(shù),三開(kāi)機(jī)械鉆速達(dá)到1.75m/h(原來(lái)平均機(jī)械鉆速1.4m/h),設(shè)計(jì)與實(shí)鉆井眼軌跡十分符合,達(dá)到了方案設(shè)計(jì)要求(見(jiàn)圖1)。

[1]宮華,李國(guó)華,鄧勝聰,等.大慶油田火山巖礫巖水平井鉆井技術(shù)[J].探礦工程,2012,39(8):19-22.

[2]王新,萬(wàn)教育,馮國(guó)軍.塔河油田短半徑水平井側(cè)鉆技術(shù)[J].新疆石油科技,2003,23(1):56-58.

[3]余福春.塔河油田超深側(cè)鉆水平井鉆井技術(shù)研究與應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)),2009,31(5):67-68.

[編輯] 李啟棟

TE243

A

1673-1409(2014)20-0046-02

2014-03-15

朱曉軍(1976-),男,工程師,現(xiàn)主要從事鉆井技術(shù)方面的研究工作。