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        套管內(nèi)磁導(dǎo)向技術(shù)應(yīng)用

        2015-12-19 08:39:34路宗羽劉穎彪萬教育李俊勝姜朝民
        西部探礦工程 2015年12期
        關(guān)鍵詞:井眼水平井鉆井

        路宗羽,劉穎彪,羅 增,萬教育,李俊勝,姜朝民

        (1.中國石油新疆油田公司工程技術(shù)研究院,新疆克拉瑪依834000;2.西部鉆探定向井技術(shù)服務(wù)公司,新疆烏魯木齊830026)

        套管內(nèi)磁導(dǎo)向技術(shù)應(yīng)用

        路宗羽*1,劉穎彪1,羅 增1,萬教育2,李俊勝2,姜朝民2

        (1.中國石油新疆油田公司工程技術(shù)研究院,新疆克拉瑪依834000;2.西部鉆探定向井技術(shù)服務(wù)公司,新疆烏魯木齊830026)

        常規(guī)SAGD軌跡控制在I井造斜段時,隨鉆測量儀器受到P井管柱產(chǎn)生的磁場干擾,導(dǎo)致I井著陸時姿態(tài)與P井姿態(tài)有一定差異。為提高I井入靶著陸時與P井軌跡的一致性,提出I井軌跡造斜控制過程中引入套管內(nèi)磁導(dǎo)向技術(shù),即在I井鉆進至井斜60°左右時采用磁導(dǎo)向系統(tǒng),指導(dǎo)I井按照P井軌跡鉆進。采用套管內(nèi)磁導(dǎo)向技術(shù)引導(dǎo)SAGD水平井著陸時的井斜角、方位角、狗腿度、平面偏差及垂向偏差等數(shù)據(jù)對比均優(yōu)于常規(guī)SAGD水平井。套管內(nèi)磁導(dǎo)向技術(shù)可有效提升兩井眼軌跡著陸時姿態(tài)的一致性,減少I井水平段軌跡的調(diào)整井段,提高軌跡控制精度和工作效率,在SAGD軌跡控制中可推廣應(yīng)用。

        SAGD水平井;套管內(nèi)磁導(dǎo)向技術(shù);著陸

        1 概述

        新疆油田公司風城油田超稠油資源豐富,該區(qū)塊具有油藏埋深較淺、稠油粘度高、儲層非均質(zhì)性強的特點,采用蒸汽吞吐開采,采收率能達到25%左右,很難進一步提高油藏采收率。采用SAGD技術(shù),可有效解決稠油開采的難題,新疆油田公司于2008年將風城超稠油油藏SAGD先導(dǎo)試驗作為股份公司重大開發(fā)試驗項目,通過科技攻關(guān)、大力開發(fā)應(yīng)用,SAGD已成為風城油田有效開發(fā)和上產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。風城油田SAGD技術(shù)是使用“上注下采”的雙水平井模式,軌跡控制關(guān)鍵在于兩口井水平段軌跡相對位置的控制,即在已鉆井軌跡的基礎(chǔ)上,控制正鉆井的軌跡,使之與已鉆井軌跡的平面偏移和相對垂距在設(shè)計圍內(nèi)。但通過陀螺測斜儀對所鉆井眼軌跡復(fù)測后發(fā)現(xiàn),SAGD水平井軌跡在著陸階段,兩井眼軌跡姿態(tài)一致性較差,進入水平段后還需要一定井段進行軌跡調(diào)整,對鉆井效率及后期注蒸汽開發(fā)均有一定影響。

        2 常規(guī)SAGD水平井軌跡控制技術(shù)

        SAGD下部水平井是采油井(P井),上部水平井是注蒸汽井(I井),先鉆位于下部的P井,完井后再鉆位于上部的I井。在I井鉆進至水平段時,采用磁導(dǎo)向系統(tǒng)引導(dǎo),根據(jù)P井軌跡的變化,來調(diào)整I井軌跡的控制。采用磁導(dǎo)向系統(tǒng)是基于2個方面原因:一是由于普通水平井井眼軌跡控制實行開環(huán)控制,隨鉆測量儀器的累計誤差無法滿足SAGD水平井靶窗的高精度要求,而磁導(dǎo)向技術(shù)的原理是將磁場信號發(fā)生源與信號測量位置耦合為一個閉環(huán)系統(tǒng),通過P井中的探管采集I井中磁源的磁場強度,利用軟件計算分析出兩井眼的空間矢量距離,從而指導(dǎo)I井軌跡控制;二是由于兩井水平段相聚很近,P井中下入了完井管柱,管柱產(chǎn)生的磁場會影響I井中的隨鉆測量儀器,導(dǎo)致方位測量數(shù)據(jù)失真。

        常規(guī)SAGD軌跡控制過程中,I井在鉆進造斜段時,須在井斜角60°左右位置將閉合方位調(diào)整到設(shè)計方位,之后在軌跡控制過程中將工具面擺在0°,只調(diào)整井斜不調(diào)整方位,以此避免P井內(nèi)管柱產(chǎn)生的磁場對I井隨鉆測量儀器的干擾。I井鉆水平段時,在P井中下入磁導(dǎo)向系統(tǒng)探管,在I井鉆頭后接入強磁接頭,P井中的探管監(jiān)測來自I井強磁接頭產(chǎn)生的磁場,通過軟件計算兩井的空間矢量距離,以此指導(dǎo)I井軌跡控制,確保上下兩井眼軌跡始終在設(shè)計要求范圍內(nèi)。

        3 套管內(nèi)磁導(dǎo)向技術(shù)簡介與應(yīng)用分析

        常規(guī)SAGD軌跡控制在理論上可保證兩井眼軌跡在方位上的一致性,但在實際控制過程中,由于測量儀器受磁場干擾不能準確測量測點方位,以及鉆進過程中存在地層傾角、地質(zhì)夾層、托壓等原因,工具面不能始終穩(wěn)定在要求的范圍內(nèi),會導(dǎo)致I井與P井在入靶時姿態(tài)相差較大,在進入水平段后還需要大量的井段來調(diào)整井眼軌跡。

        為保證I井在水平段開始就能與已完鉆的P井軌跡平面偏差、垂向偏差始終控制在設(shè)計要求內(nèi),引入了套管內(nèi)磁導(dǎo)向技術(shù),即在I井造斜段施工中預(yù)先將磁導(dǎo)向探管下入到P井套管內(nèi)井斜約60°的位置,I井鉆進至對應(yīng)井深后,此時兩井中心距約為7~8m,儀器探管接收強磁接頭產(chǎn)生的磁場信號,通過軟件計算得出兩井空間矢量距離,從而及時做出軌跡調(diào)整,使兩井在入靶著陸時的偏差在設(shè)計要求范圍內(nèi)。三開進行水平段鉆進時避免了長井段的方位調(diào)整,微調(diào)控制垂距和平面偏移即可,提高軌跡精度和工作效率。

        表1 未使用套管內(nèi)磁導(dǎo)向技術(shù)SAGD水平井入靶著陸姿態(tài)統(tǒng)計表

        表1統(tǒng)計了未使用套管內(nèi)磁導(dǎo)向系統(tǒng)引導(dǎo)的SAGD水平井入靶著陸前兩個測點及入靶著陸時測點的參數(shù)統(tǒng)計。從表1可看出,所統(tǒng)計井P井與I井在入靶前及入靶時的井斜、方位、狗腿度對比均有較大差異,說明I井在造斜階段由于方位的不確定性導(dǎo)致P井與I井在入靶時軌跡姿態(tài)相差較大。

        表2 使用套管內(nèi)磁導(dǎo)向技術(shù)SAGD水平井入靶著陸姿態(tài)統(tǒng)計表

        表2統(tǒng)計了使用套管內(nèi)磁導(dǎo)向系統(tǒng)引導(dǎo)的SAGD水平井入靶著陸前兩個測點及入靶著陸時測點的參數(shù)統(tǒng)計。從表2可看出,所統(tǒng)計井P井與I井在入靶前及入靶時的井斜、方位對比差異較小,狗腿度變化趨勢基本一致,說明I井在造斜段采用磁導(dǎo)向系統(tǒng)引導(dǎo),能夠?qū)崟r監(jiān)測I井與P井的空間軌跡情況,根據(jù)P井軌跡的變化來對I井軌跡進行調(diào)整。在磁導(dǎo)向系統(tǒng)的引導(dǎo)下,I井軌跡著陸姿態(tài)基本與P井軌跡著陸姿態(tài)相同,引入磁導(dǎo)向系統(tǒng)可以從方位和井斜兩方面保證I井與P井姿態(tài)一致,給后續(xù)施工提供便利,減少不必要的調(diào)整井段。

        風城油田SAGD水平井對軌跡控制精度要求非常高,要求兩井水平段垂向偏差控制在5m±0.5m之內(nèi),橫向偏差控制在±1m之內(nèi);風城油田SAGD水平井為1m× 2m的靶窗,為避免兩井注蒸汽形成回路,設(shè)計要求P井著陸控制過程中入設(shè)計下靶窗,I井入設(shè)計上靶窗,即兩井眼在入靶著陸時的中心距為5~5.5m之間為最優(yōu)。為進一步證明該技術(shù)使用效果,針對常規(guī)SAGD完井數(shù)據(jù)使用軟件進行防碰掃描,得出兩井眼空間軌跡數(shù)據(jù)。

        表3 未使用套管內(nèi)磁導(dǎo)向技術(shù)引導(dǎo)兩井眼平面、垂向偏差數(shù)據(jù)表

        從表3可看出,統(tǒng)計中的水平井平面偏差全部合格,4號和5號兩組SGAD水平井垂向偏差符合設(shè)計要求,4號和5號兩組SGAD水平井中心距符合設(shè)計要求,5號SGAD水平井中心距為最優(yōu)。

        表4 使用套管內(nèi)磁導(dǎo)向技術(shù)引導(dǎo)兩井眼平面、垂向偏差數(shù)據(jù)表

        從表4可看出,統(tǒng)計中的水平井平面偏差、垂向偏差、中心距全部符合設(shè)計要求,1號和4號兩組組SAGD水平井井中心距為最優(yōu)。從表3、表4對比可看出,采用套管內(nèi)磁導(dǎo)向技術(shù)引導(dǎo)SAGD水平井兩井眼無論在入靶著陸時的姿態(tài)上,還是在兩井眼的空間距離上均優(yōu)于常規(guī)SAGD水平井軌跡控制的效果。

        4 結(jié)論與建議

        (1)新疆油田公司風城油田的實際開采經(jīng)驗證實,SAGD成對水平井開采的方式可大幅提高稠油油藏采收率,SAGD技術(shù)已成為風城油田有效開發(fā)和上產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。

        (2)套管內(nèi)磁導(dǎo)向技術(shù)可有效解決I井在造斜段隨鉆測量儀器受磁干擾的問題,在入靶著陸時可提高兩井眼姿態(tài)的一致性,三開進行水平段鉆進時避免了長井段的方位調(diào)整,微調(diào)控制垂距和平面偏移即可,提高軌跡精度和工作效率。

        (3)采用套管內(nèi)磁導(dǎo)向技術(shù)可有效控制兩井空間距離,避免2井口過近造成注蒸汽形成回路,通過現(xiàn)場應(yīng)用證明套管內(nèi)磁導(dǎo)向技術(shù)控制效果優(yōu)于常規(guī)SAGD軌跡控制,建議推廣應(yīng)用。

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        TE242

        B

        1004-5716(2015)12-0046-03

        2015-07-14

        2015-07-14

        路宗羽(1968-),男(漢族),吉林磐石人,工程師,現(xiàn)從事科研和設(shè)計工作。

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