楊強豪（中石化中原石油工程有限公司鉆井二公司，河南濮陽457001）

焦頁40-1HF水平井軌跡控制的實踐

楊強豪（中石化中原石油工程有限公司鉆井二公司，河南濮陽457001）

焦頁40-1HF井是涪陵頁巖氣田龍馬溪組開發(fā)的一口頁巖氣水平井，位于川東高陡褶皺帶包鸞－焦石壩背斜帶焦石壩構造，完鉆井深4320m，水平位移2290.81m。在分析地層因素和軌跡控制難點基礎上，通過對直井段、斜井段和水平段的軌跡精細控制，優(yōu)化鉆具結構，應用MWD和LWD實現(xiàn)軌跡的適時監(jiān)控，達到了A、B點的精確中靶，井身質(zhì)量合格，現(xiàn)場工藝應用效果良好。

MWD；LWD；鉆具結構；軌跡控制；水平井；頁巖氣；焦石壩

焦頁40-1HF井是涪陵頁巖氣田龍馬溪組開發(fā)的一口頁巖氣水平井，位于川東高陡褶皺帶包鸞－焦石壩背斜帶焦石壩構造，完鉆井深4320m，水平位移2290.81m，A靶點垂深2487m，方位330.13°；B靶點垂深2459m，方位346.74°。最大井斜93.3°，最大全角變化率為28.67°/100m。

一、軌跡控制難點分析

1.上部直井段為古老海相地層，膠結致密、巖石硬度高，飛仙關組薄層互層多、軟硬交錯、鉆進過程中跳鉆嚴重，易斜。

2.Φ311.2mm井眼定向造斜難度大，軌跡不易控制。斜井段長，三維井扭方位的工作量大，而且井斜角大的井段扭方位更困難，工具面難控制；

3.井斜大于55°龍馬溪組斜井段方位調(diào)整困難。水平段泥頁巖的不穩(wěn)定易垮塌，易形成巖屑床，給水平段軌跡控制帶來安全隱患。

二、軌跡控制技術應用

1.直井段防斜打直軌跡控制技術

（1）Ф406.4mm井眼直井段（53.18m-609.37m）

采用塔式鉆具組合進行防斜，確保表層井段打直。鉆具結構：Ф406.4mmPDC鉆頭+Ф244mm雙扶直螺桿+回壓凡爾+Ф 228.6mm減震器+Ф279.4mmDC×3根+Ф228.6mmDC×3根+Ф 203.2mmDC×6根+旁通閥+Ф127mmHWDP×6根+Ф127mmDP。

（2）Ф311.2mm井眼直井段（609.37m-1000m）

1）采用塔式鉆具組合和雙扶直螺桿加PDC鉆頭，起到防斜打直和提高機械鉆速的效果，并根據(jù)井下情況優(yōu)化鉆井參數(shù)。

2）每鉆200m進行一次單點測斜，嚴格控制直井段的井斜。

3）鉆遇層位交界面或快鉆時，采取調(diào)整鉆壓、改變轉盤轉速的方式，正確處理因地層蹩跳對鉆頭的沖擊，有效控制井斜變化。

2.斜井段軌跡控制技術

（1）造斜段（1000m-1120m）

1）從1000m造斜點開始，采用MWD隨鉆測量，進入小河壩組中下部地層，采用LWD隨鉆測量，監(jiān)控井眼軌跡，確保井眼軌跡光滑。

2）鉆具結構：Ф311.2mm牙輪鉆頭+Ф216mm單扶螺桿（1.250）+回壓凡爾+Ф203.3mmNDC×1根+Ф203.2mm×5根＋旁通閥＋Ф177.8mm×3根＋Ф127mmHWDP×15根+127mmDP。

（2）穩(wěn)斜段（微增段）（1120m-2750m）

1）采用起微增效果的鉆具組合，Ф311.2mmPDC鉆頭+Ф 216mm雙扶螺桿（1.25度）+回壓凡爾+Ф203.2mmNDC×1根+MWD組件＋旁通閥+Ф127mmHWDP×24根+Ф127mmDP。

2）使用動力鉆具鉆進時，堅持“少滑動、多轉動”原則，以形成平滑軌跡。

3）定向工具面控制在±10°之內(nèi)。有“托壓”時，調(diào)整鉆井液潤滑性。

3.大斜度井段（2750m-2990m）

（1）使用與LWD組件相適應的定向鉆具組合，Ф215.9mm牙輪+Ф172mm（1.25°）單彎螺桿+止回閥+Ф127mm無磁承壓鉆桿+Ф 172mmLWD組件+Ф127mmHWDP×18根+Ф168mm旁通閥+Ф 127mmHWDP×15根+Ф127mmDP×18根+Ф139.7mmDP。

（2）若PDC鉆頭造斜率不能滿足要求，可選用高效牙輪鉆頭。

（3）選擇著陸點，控制好入靶井斜角，以順利鉆達A靶，為水平段鉆進創(chuàng)造條件。

4.水平段軌跡控制技術

（1）優(yōu)選鉆具結構，力爭一趟鉆完成水平段鉆進，Ф 215.9mmPDC+Ф172mm（1.25°）單彎螺桿+止回閥+Ф127mm無磁承壓鉆桿+Ф172mmLWD組件+Ф168mm旁通閥+Ф127mmDP×108根+Ф139.7mmDP×80根+Ф127mmHWDP×33根+Ф139.7mmDP。

（2）加強造斜性能分析，LWD及時跟蹤監(jiān)測，并隨時預測井底的井斜、方位值及鉆具造斜率，提前預測軌跡走向，做到少滑動、多復合鉆進。必要時，每5m測取一個數(shù)據(jù)，以便及時調(diào)整鉆井參數(shù)和鉆具組合，嚴格控制井眼軌跡在靶體內(nèi)運行。

（3）加強井眼軌跡預測監(jiān)控和摩阻扭矩的計算分析，在保證井眼軌跡圓滑的基礎上，提高鉆井速度。

三、幾點認識

1.海相地層均質(zhì)性好，使用大尺寸塔式鉆具結構時可放大鉆壓，以保證較高的機械鉆速。直井段使用0.75°、1°單彎螺桿比直螺桿更有利于防斜打直，也可以采用直螺桿加雙扶起到防斜的效果。

2.造斜點可適當下移，以減少穩(wěn)斜段的長度，定向井段第一趟鉆具結構采用單彎單扶螺桿，井斜合適后再下下入微增斜結構，上扶正器Φ270mm以上，盡量避免由于增斜率過高而人為地頻繁降斜造成下部定向困難。

3.優(yōu)選偏心扶正器螺桿，能有效解決托壓難題，為大井斜井段擺方位定向提供保證。水平段使用T1665B PDC配合172mm單彎雙扶螺桿鉆進，可達到提速提效的目地。

［1］周賢海.涪陵焦石壩區(qū)塊頁巖氣水平井鉆井完井技術［J］.石油鉆探技術，2013，41（5）：26-30.

［2］馮光通，易燦；川西水平井井身軌跡控制技術［J］；油氣地質(zhì)與采收率，2011年06期.

楊強豪（1976-），男，2007年畢業(yè)于中國石油大學（東營）石油工程專業(yè)，工程師，現(xiàn)任中石化中原石油工程有限公司鉆井二公司技術中心技術服務隊長。