黃德鑫（中石化勝利石油工程有限公司 鉆井工程技術(shù)公司 山東東營 257000）

一、引言

煤層氣的開發(fā)利用對于緩解我國能源緊張局勢、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，減少溫室氣體排放、減輕大氣污染，保證煤礦安全生產(chǎn)，以及實現(xiàn)我國國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實意義。山西省煤層氣資源豐富，近年來在沁水、河東、西山、霍西、寧武等煤田均進行了煤層氣的開采施工，而利用水平連通井開發(fā)煤層氣資源在實際施工中取得了良好的成效。

延6-4-28UP水平井連通井組為典型的煤層氣開發(fā)連通井，其構(gòu)造位置位于鄂爾多斯盆地東緣延川南氣田萬寶山構(gòu)造帶，目的層位為山西組2號煤層。該井組具有連通水平段長、直井井底位移較大，并且可開發(fā)有效煤層薄的特點。在對接施工中，主要利用RMRS旋轉(zhuǎn)磁鐵測距儀進行對接測量工作，依據(jù)測量數(shù)據(jù)對井眼軌跡精確控制，最終實現(xiàn)順利連通。RMRS測距儀在山西煤層氣開發(fā)連通水平井組的施工中，起到了重要的作用。

二、延6-4-28UP井組情況

延6-4-28 UP井組設(shè)計由水平井延6-4-28 UP井和直井延6-4-28 U井連通組成。在井組施工中，先進行直井延6-4-28 U井的施工，直井設(shè)計采用二級井身結(jié)構(gòu)，由Φ177.80 mm套管完井，套管串位于山西組2號煤層段位置處加入1根長8 m左右玻璃鋼套管。固井后，下入擴孔器破碎煤層段的玻璃鋼套管和水泥環(huán)，擴大2號煤層段的井眼直徑至500 mm。在直井施工工作完成后，再進行水平井的施工，水平井采用三級井身結(jié)構(gòu)，前部直井段和造斜井段施工鉆進至距離直井100 m左右下入RMRS測距儀，并在直井的2號煤層位置處采用電纜方式下入強磁接收器，實施連通鉆進工作，精確控制軌跡直至連通完鉆。

三、RMRS連通儀工作原理

RMRS測距儀是由一個安裝在鉆頭上端的強磁短節(jié)，利用有線絞車放置于目標井中的探管以及進行電源供應和數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡孛娼涌谙浣M成。在連通作業(yè)時，通過螺桿馬達帶動下部強磁接頭旋轉(zhuǎn)，進而產(chǎn)生交變磁場，再由位于目標井中的探管進行測量，探管中的磁場傳感器能夠感應出磁場強度的變化，通過磁場變化感應進行相關(guān)的數(shù)據(jù)采集。

采集數(shù)據(jù)后，根據(jù)測點數(shù)據(jù)計算出當前的鉆頭位置，以及相對連通點位置偏移量及偏移角度，通過連續(xù)測量實時計算軌跡的閉合方位，及時調(diào)整工具面以修整軌跡。如圖1所示，圖中橫坐標代表測點，縱坐標代表測點垂深，兩條曲線分別是測點垂深和反推出的鉆頭位置垂深，兩條虛線代表擴孔區(qū)域垂深，當鉆頭位置垂深進入到擴孔區(qū)域，表示按照當前軌跡趨勢可以實現(xiàn)連通。

圖1 延6-4-28 UP井連通數(shù)據(jù)圖

兩井連通時采用RMRS測距儀與Y ST-48 R隨鉆測斜儀配合使用，在直井下入RMRS探管，施工水平井鉆頭上部加強磁接頭，當旋轉(zhuǎn)的強磁接頭到達直井附近區(qū)域時，探管可采集強磁接頭產(chǎn)生的磁場強度信號，接收儀器就可以不斷地收到當前磁場的強度值(H x、H y和H z)。當檢測到磁信號以后，通過測得數(shù)據(jù)進行鉆頭位置反推計算，再根據(jù)計算數(shù)據(jù)算出實鉆軌跡相對連通點偏移量。隨著不斷接近連通位置，測得的數(shù)據(jù)可信度也越來越高，不斷調(diào)整軌跡，最終實現(xiàn)精確連通。

四、井眼軌跡控制

延6-4-28 UP連通井組采用Y ST-48 R隨鉆測量儀和RMRS旋轉(zhuǎn)磁鐵測距儀組合使用的方式，為連通作業(yè)軌跡調(diào)整提供數(shù)據(jù)。鉆至距離連通點80 m時，儀器測得數(shù)據(jù)錯誤率低于60%，通過計算數(shù)據(jù)判斷可以實現(xiàn)連通，連通施工中主要采取了以下措施進行數(shù)據(jù)測量及軌跡調(diào)整：

1.在連通作業(yè)開始后，每鉆進3 m后，根據(jù)Y ST-48 R測斜數(shù)據(jù)，預測出井底鉆頭位置井斜和方位，輸入l a n d ma r k軟件計算出井底南北、東西位置和垂深。再將數(shù)據(jù)輸入RMRS計算軟件，開始進行磁信號測量工作；

2.在進行磁信號測量時，上提鉆具靜止，待RMRS測距儀開始工作時勻速下放鉆具，位于目標直井中的探管測量強磁接頭產(chǎn)生的磁信號，將測得數(shù)據(jù)輸入RMRS計算軟件，結(jié)合之前的Y ST-48 R測量數(shù)據(jù)，計算出軌跡相對連通點的偏移角和偏移量；

3.根據(jù)RMRS軟件計算出的數(shù)據(jù)，進行軌跡調(diào)整，使其滿足連通要求；

4.為了確保連通精度，每鉆進3～4m重復上述步驟，及時調(diào)整軌跡，直至最終連通。

五、RMRS連通作業(yè)中遇到的問題及解決

在鉆進距連通位置5m時，根據(jù)RMRS測距儀測出數(shù)據(jù)得出當前趨勢鉆進可以連通，將探管從目標直井中取出后，繼續(xù)鉆進，但鉆至連通位置后目標直井并未反出泥漿，表示未連通成功。分析后懷疑可能存在兩方面問題：首先，在儀器測量和數(shù)據(jù)計算時也有一定的誤差，可能是誤差同方向累積導致鉆頭實際位置未進入連通位置，但是這種情況幾率很小；另外主要懷疑目標直井玻璃鋼套管及水泥環(huán)破碎不夠徹底。在討論后決定先采用在連通位置反復循環(huán)作業(yè)，試圖擴大井底井徑的方法實現(xiàn)連通，在連通位置進行反復循環(huán)劃眼作業(yè)后，目標直井依然沒有反出泥漿。于是采用在目標直井進行加壓作業(yè)，試圖依靠增加目標直井連通位置壓力實現(xiàn)連通，在壓裂作業(yè)開始后，壓裂作業(yè)車壓力表顯示沒有升高跡象，此時施工水平井井口已開始反泥漿，證明連通成功，同時也驗證了之前的推測。

在延6-4-28 UP井完鉆電測后，測得數(shù)據(jù)與Y ST-48 R隨鉆測量儀得出數(shù)據(jù)基本一致，這證明了在施工中隨鉆測量儀和RMRS測距儀數(shù)據(jù)的準確性，連通作業(yè)中遇到的問題并非由于儀器誤差累積導致，說明RMRS在連通井作業(yè)中，測量數(shù)據(jù)是可靠的。

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