摘要：蘇里格大平臺(tái)工廠化叢式井組位于內(nèi)蒙古伊克昭盟蘇里格53區(qū)塊82排，所在區(qū)塊是我國陸上最大的整裝氣田，儲(chǔ)量豐富。該井組即在一個(gè)大型井場內(nèi)集中部署13口井，批量作業(yè)，以節(jié)省設(shè)備搬遷時(shí)間，縮短鉆井周期，力求以最短的時(shí)間、最低的成本獲得最大的效益。本文以鉆井軌跡控制方面為主要切入點(diǎn)，優(yōu)化軌跡設(shè)計(jì)、鉆具組合，制定了詳細(xì)合理的施工流程，創(chuàng)新應(yīng)用新設(shè)備、新技術(shù)，綜合提高M(jìn)WD儀器以及螺桿等設(shè)備的保障能力，打破了多項(xiàng)施工記錄，使大平臺(tái)工廠化叢式井組技術(shù)得到了很好的推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：大平臺(tái)叢式井；定向鉆井；軌跡控制；MWD儀器；鉆具組合；防碰

2013年長城鉆探在長慶油田蘇里格區(qū)塊首次部署施工大平臺(tái)工廠化叢式井組，遵循從簡、從省、從優(yōu)原則，合理組合大型叢式井組，包括井口分布、軌跡設(shè)計(jì)與控制、鉆井與完井工序等模塊，逐步探索形成一套適合叢式井組開發(fā)的、具有特色的設(shè)計(jì)理念與鉆井工藝技術(shù)，為叢式井開發(fā)與推廣打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.地理位置與地質(zhì)資料

蘇里格大平臺(tái)工廠化叢式井屬于蘇里格氣田蘇53區(qū)塊。蘇里格氣田位于長慶靖邊氣田西北側(cè)的蘇里格廟地區(qū)，蘇53區(qū)塊位于蘇里格氣田的西北部，區(qū)域構(gòu)造屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡北部中帶，行政區(qū)屬內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市的鄂托克后旗所轄，東、西接蘇76、75區(qū)塊，南接蘇10、蘇11區(qū)塊。地表為沙漠、草地，地面海拔一般為1350～1510m。該平臺(tái)叢式井鉆遇的目的層是山西組產(chǎn)氣層。

2.工程設(shè)計(jì)與施工難點(diǎn)

蘇里格大平臺(tái)井場為200*300米，共部署13口井，分為A、B兩排，排距50米，井距30米。其中A排6口井，包括5口水平井、1口定向井；B排7口井，包括5口水平井、1口定向井、1口直井。采取工廠化流水線式的施工方案，先統(tǒng)一進(jìn)行定向段施工，再回拖進(jìn)行水平段的施工，完成第一輪井后統(tǒng)一進(jìn)行壓裂作業(yè)，壓裂的同時(shí)進(jìn)行第二輪井位的施工，具體施工過程中存在以下技術(shù)難點(diǎn)：（1）同一平臺(tái)內(nèi)井排距50米，井距15米，鉆進(jìn)、開采同時(shí)進(jìn)行，防碰要求高。（2）10口水平井中有6口井設(shè)計(jì)軌跡需三維空間旋轉(zhuǎn)，加上地層研磨性強(qiáng)，托壓嚴(yán)重，摩阻扭矩較大，軌跡控制難度非常大。（3）井下震動(dòng)劇烈，容易引發(fā)MWD故障和鉆具事故。（4）山西組的煤層發(fā)脆易坍塌，導(dǎo)致井下事故。

3.定向鉆井技術(shù)措施

3.1優(yōu)化軌跡設(shè)計(jì)

為了達(dá)到增加靶前位移、減小曲率和降低防碰系數(shù)從而提高機(jī)械鉆速的目的，項(xiàng)目組研究了多套平臺(tái)井的軌跡設(shè)計(jì)及分布方案。通過計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算摩阻扭矩、最大側(cè)向力等鉆井參數(shù)，做出綜合分析之后，排除了雙排井交叉軌跡設(shè)計(jì)方式與雙排井非交叉軌跡設(shè)計(jì)方式，采用通過修改靶點(diǎn)坐標(biāo)，井間距由30米減小為15米，雙排井非交叉的方式。

3.2優(yōu)化鉆具組合

軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)后，考慮到不同工況下井下安全及造斜率要求，針對(duì)不同井段分別做了相應(yīng)的鉆具組合。設(shè)計(jì)時(shí)考慮了組合強(qiáng)度及工作可靠性，在定向段及時(shí)倒裝，并采用加重鉆桿提升鉆具強(qiáng)度，同時(shí)，設(shè)計(jì)的鉆具組合造斜能力要比設(shè)計(jì)造斜率高出20%-30%，以滿足現(xiàn)場施工要求。

3.3軌跡精確控制及防碰技術(shù)

13口井井口相差僅15米，從700米左右開始需要調(diào)整軌跡控制防碰，并且為下一口井的軌跡留出足夠的空間，在10口水平井中有6口井設(shè)計(jì)軌跡需三維空間旋轉(zhuǎn)，加上地層易漏、易塌，軌跡控制難度非常大。

在施工過程中，首先保證實(shí)鉆測量數(shù)據(jù)的精確性，實(shí)時(shí)掃描鄰井設(shè)計(jì)與實(shí)鉆軌跡數(shù)據(jù)，關(guān)注防碰系數(shù)的變化，準(zhǔn)確預(yù)測井底位置并作出下步施工預(yù)案；其次嚴(yán)格遵循先前做出的施工預(yù)案要求，控制好工具面等鉆井參數(shù)；最后在軌跡防碰的關(guān)鍵井段施工過程中充分溝通協(xié)調(diào)各家公司，司鉆嚴(yán)密監(jiān)控鉆壓變化，出現(xiàn)跳轉(zhuǎn)現(xiàn)象及時(shí)停鉆匯報(bào)，錄井撈沙方面及時(shí)觀察巖屑變化，共同確保軌跡防碰施工的順利進(jìn)行。

3.4鉆遇目的層軌跡精確控制

大平臺(tái)水平井平均靶前距500-680米，偏移距150-777米，中完井深3650-3742米，完鉆井深4450-4672米，在前期軌跡設(shè)計(jì)上要求嚴(yán)格，在后期軌跡控制上要求精確，目的層既有山西組也有石盒子組，井下情況較為復(fù)雜，其中山西組氣層薄難以鉆遇，夾層較多，垂深控制要求精確。

軌跡控制過程中，留有足夠的調(diào)整余地，及時(shí)準(zhǔn)確預(yù)測軌跡趨勢，隨時(shí)與地質(zhì)導(dǎo)向協(xié)調(diào)溝通，并根據(jù)地質(zhì)撈沙與氣測顯示隨時(shí)調(diào)整。整個(gè)大平臺(tái)項(xiàng)目氣層鉆遇率保持在95%以上。

3.5新技術(shù)應(yīng)用

在蘇53-82-22H和蘇53-82-21H1兩口井的定向段作業(yè)中創(chuàng)新使用了水力振蕩器。水力振蕩器通過自身產(chǎn)生的縱向振動(dòng)來提高鉆進(jìn)過程中鉆壓傳遞的有效性和減少底部鉆具與井眼之間的摩阻，這就意味著水力振蕩器可以在各種鉆進(jìn)模式中，特別是在使用動(dòng)力鉆具的定向鉆進(jìn)中改善鉆壓的傳遞，減少鉆具組合粘卡的可能性，減少扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。

以蘇53-82-22H井為例，該工具配合斯倫貝謝Slimpulse定向測量儀器在造斜段施工作業(yè)中共下井兩趟鉆。兩趟鉆中工具均安放在距鉆頭約250m處。兩趟鉆總進(jìn)尺613.00m，總純鉆時(shí)間95.00h，平均機(jī)械鉆速6.45m/h，工具總循環(huán)時(shí)間114h。其中第一趟鉆進(jìn)尺328.00m，鉆頭純鉆時(shí)間52.00h，平均機(jī)械鉆速6.31m/h；第二趟鉆進(jìn)尺285.00m，鉆頭純鉆時(shí)間43.00h，平均機(jī)械鉆速6.63m/h。綜合比較，本井平均機(jī)械鉆速比臨近7口井同井段平均鉆速提高了48.96%，鉆進(jìn)周期縮短3天以上，實(shí)現(xiàn)了安全、快速鉆井之目的。

3.6儀器設(shè)備的改進(jìn)

在隨鉆儀器方面，為確保鉆頭與螺桿的滿負(fù)荷運(yùn)用，新訂購兩套共計(jì)4串恒泰渦輪發(fā)電MWD儀器，恒泰MWD儀器處于國內(nèi)先進(jìn)水平，測量精度和穩(wěn)定性上完全能夠勝任大平臺(tái)項(xiàng)目的施工要求。

由于MWD儀器的信號(hào)是通過泥漿傳輸，所以泥漿性能直接影響著儀器的信號(hào)質(zhì)量。在大平臺(tái)施工過程中發(fā)現(xiàn)，在泥漿加入藥品時(shí)儀器信號(hào)質(zhì)量會(huì)變差，影響施工進(jìn)度。針對(duì)這一狀況，著手研發(fā)并采用了濾清器，有效過濾了泥漿中的渣滓，使雜亂的信號(hào)重新正常。

4.總結(jié)與認(rèn)識(shí)

（1）探索形成大平臺(tái)工廠化叢式井的鉆井工藝技術(shù)，對(duì)蘇里格氣田叢式井的推廣具有極其重大的意義，不僅可以加快產(chǎn)能建設(shè)步伐，而且還可以降低鉆井成本，節(jié)約地面投資。

（2）叢式井組對(duì)于軌跡防碰的要求較高，再加上該區(qū)塊地層研磨性強(qiáng)，托壓嚴(yán)重，摩阻扭矩較大，軌跡控制難度非常大，因此需要對(duì)設(shè)計(jì)軌跡進(jìn)行細(xì)致的優(yōu)化，并在實(shí)鉆中精確控制。

（3）創(chuàng)新使用水力振蕩器，特別是在使用動(dòng)力鉆具的定向鉆進(jìn)中改善鉆壓的傳遞，減少鉆具組合粘卡的可能性，為井下安全提供進(jìn)一步的保障。

（4）MWD儀器的選擇是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，國產(chǎn)的恒泰MWD完全具備了精確和耐用的優(yōu)良特性，自主制造的泥漿濾清器也起到了積極的作用。

（5）蘇里格氣田首次部署實(shí)施大平臺(tái)工廠化叢式井的成功是一個(gè)良好的開端，建議長慶油田甲方以此為契機(jī)，進(jìn)一步推廣應(yīng)用叢式井組定向鉆井技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]李緒鋒.大組叢式井工程設(shè)計(jì)與施工[J].西部探礦工程.2006（3）：74-77.

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作者簡介：關(guān)謙，男，1979年出生，漢族。2000年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院石油工程專業(yè)，現(xiàn)為西部鉆井公司工程技術(shù)科副科長。

（作者單位：中石油長城鉆探西部鉆井公司）