邢廣宇

大慶鉆井工程技術(shù)研究院

較大偏移距水平井雙二維預(yù)增斜井眼軌道優(yōu)化技術(shù)

邢廣宇

大慶鉆井工程技術(shù)研究院

近年來(lái)，隨著非常規(guī)油氣資源的開(kāi)發(fā)力度不斷加大，工廠化平臺(tái)水平井技術(shù)的大幅提高工程時(shí)效，降低綜合成本的優(yōu)勢(shì)愈加明顯，但由于井口排布近，必然導(dǎo)致三維井眼軌跡。文章利用landmark軟件將井眼軌跡由單三維分段優(yōu)化為雙二維預(yù)增斜井眼軌道模式，大幅降低了滑動(dòng)鉆進(jìn)摩阻，提高了鉆井速度，為提高三維水平井鉆井速度探索了一條新途徑，并為同類(lèi)型井施工提供了有益借鑒。

偏移距；水平井；雙二維預(yù)增斜井眼軌跡模式

1 雙二維預(yù)增斜井眼軌道優(yōu)化模式

1.1 技術(shù)原理

軌道剖面優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的是降低軌跡控制難度，三維水平井通常在增斜的同時(shí)扭方位，軌跡控制難度大。采取“小井斜走偏移距-穩(wěn)井斜扭方位-增井斜入窗”的三段制井眼軌跡設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化三維井眼軌跡為雙二維預(yù)增斜井眼軌跡模式，調(diào)整后井眼相對(duì)圓滑，摩阻減小，提高了復(fù)合鉆進(jìn)的比例，降低了鉆井周期。

1.2 設(shè)計(jì)實(shí)例分析

1.2.1 設(shè)計(jì)概況

JP2-9井為一口致密油平臺(tái)水平井，采用三開(kāi)井身結(jié)構(gòu)，表層套管封固第四系泰康組不穩(wěn)定地層，技術(shù)套管封固至嫩四段底，油層套管下至井底。井眼軌道設(shè)計(jì)為三維，設(shè)計(jì)井深4279m，完鉆垂深2269m，造斜點(diǎn)深1800m。

1.2.2 待鉆井眼軌道優(yōu)化

結(jié)合JP2-9井地層特點(diǎn)及上直井段施工情況，優(yōu)選了直井段-增斜-穩(wěn)斜變方位-增斜-水平段的剖面類(lèi)型，上移造斜點(diǎn)，避開(kāi)青山口組調(diào)整方位。(見(jiàn)表1)

表1 JP2-9井待鉆井眼軌道優(yōu)化結(jié)果

本設(shè)計(jì)對(duì)原待鉆設(shè)計(jì)改動(dòng)幅度較大，主要是將造斜點(diǎn)提前150m(原設(shè)計(jì)1800m)，第一造斜段方位69°(原設(shè)計(jì)96°)。提前扭完方位，減少造斜段狗腿度，達(dá)到提高機(jī)械鉆速的目的，同時(shí)，與原設(shè)計(jì)相比，入靶軌跡要偏移一定距離，但仍然在靶窗范圍內(nèi)，并未增加入靶難度。(見(jiàn)圖1、圖2)

圖1 原軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化后軌道對(duì)比

圖2 優(yōu)化后入靶方式

2 井眼軌跡控制技術(shù)

鉆具組合：Φ215.9PDC+Φ172螺桿+Φ172LWD+Φ127無(wú)磁加重+Φ127加重+Φ127鉆桿+Φ178水力震蕩器+Φ127鉆桿+Φ127加重+Φ127鉆桿。

實(shí)際施工中，由于鉆具組合、井隊(duì)設(shè)備、地層軟硬交替等原因，造成工具面不穩(wěn)，導(dǎo)致造斜能力不高。在這種情況下只有定向時(shí)增加定向進(jìn)尺。為了提高機(jī)械鉆速，本趟鉆在鉆具組合中添加水力振蕩器。此工具壓降2.5MPa。與鄰井相比摩阻大幅度下降，提高了機(jī)械鉆速。

3 應(yīng)用效果

JP2-9井與JP2-8井、JP2-3井是同一平臺(tái)井，且由同一鉆井隊(duì)施工，其中JP2-8井是JP2-9的上一口井，井位相距10m，通過(guò)對(duì)該3口井造斜段同一層位的機(jī)械鉆速統(tǒng)計(jì)，JP2-9井對(duì)比JP2-8、JP2-3井定向機(jī)械鉆速分別提高160.8%、22.5%，復(fù)合機(jī)械鉆速分別提高23.6%、110.8%，平均機(jī)械鉆速分別提高67.3%、42.1%；截止目前，“雙二維預(yù)增斜井眼軌跡模式”配合水力震蕩器技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用14口水平井，平均機(jī)械鉆速提高33%，定向周期縮短2d以上。

4 結(jié)論和認(rèn)識(shí)

(1)文章提出的“雙二維預(yù)增斜井眼軌跡模式”可以有效降低較大偏移距水平井滑動(dòng)鉆進(jìn)摩阻，提高定向效率和復(fù)合鉆井的比例。

(2)水力振蕩器可以有效降低大井斜段滑動(dòng)鉆進(jìn)摩阻，提高了滑動(dòng)進(jìn)尺和機(jī)械鉆速。

(3)“雙二維預(yù)增斜井眼軌跡模式”配合水力震蕩器技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用14口水平井，平均機(jī)械鉆速提高33%，定向周期縮短2d以上，對(duì)于同類(lèi)型水平井施工提供了有益借鑒。

[1] 龍志平，沈建中，袁明進(jìn)，等。煤層氣“井廠化”鉆完井技術(shù)探討[J].油氣藏評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā)，2013，3，(4)：73-80

[2] 崔海林，曹樹(shù)生，楊春旭，唐洪林，等.DP19小井眼欠平衡水平井井眼軌跡控制技術(shù)[J].石油鉆采工藝，2010，32(3)：18-22.

[3] 陳庭根，管志川.鉆井工程理論與技術(shù)[M].東營(yíng)：石油大學(xué)出版社，2000.

邢廣宇，1983年11月出生，男，本科學(xué)歷，工程師，現(xiàn)任大慶鉆探鉆井工程技術(shù)研究院項(xiàng)目經(jīng)理，主要從事水平井等特殊工藝井技術(shù)研究及管理工作。