劉龍凱，曹崗杰

在叢式井組開發(fā)過程中，由于井口距離較近，在鉆進(jìn)過程中容易發(fā)生軌跡相碰事故，給鉆井生產(chǎn)帶來巨大損失，也影響勘探開發(fā)速度和開發(fā)效果。筆者吸取以往事故中的教訓(xùn)，引進(jìn)新工藝、采取合理的防碰繞障技術(shù)措施，彌補(bǔ)了這方面的不足，提高了井下安全，達(dá)到了安全施工的目的。

1 問題的提出

隨著開發(fā)速度的提升和開發(fā)區(qū)塊的逐步壓縮，為確保產(chǎn)建任務(wù)的順利完成，在開發(fā)過程中需要加密井網(wǎng)，確保提高產(chǎn)量，故調(diào)整井?dāng)?shù)量較多，叢式井組的開發(fā)應(yīng)用已逐步增加，防碰繞障工作迫在眉睫，同時(shí)給監(jiān)督管理工作也帶來了更大的挑戰(zhàn)。

在監(jiān)督管理中提出“打鐵還需自身硬”的管理要求，對(duì)管理人員進(jìn)行針對(duì)性的培訓(xùn)，掌握監(jiān)督管理過程管控中的重點(diǎn)和防控要求，如何給施工人員提出合理的防碰措施建議作為管理要點(diǎn)和跟蹤監(jiān)控重點(diǎn)[1]。時(shí)刻給施工人員灌輸兩井相碰事故帶來的危害性和造成的負(fù)面影響，促使施工過程中提高警惕和安全意識(shí)，如何采取合理的技術(shù)措施，防止此類事故的發(fā)生，是需要立即解決的問題。

2 現(xiàn)場(chǎng)分析及技術(shù)措施的應(yīng)用

針對(duì)這幾年的總結(jié)分析，發(fā)現(xiàn)防碰繞障最關(guān)鍵的是提前作好設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)。從理論上講，離開障礙物井相當(dāng)容易，但在實(shí)際施工中，由于實(shí)鉆井眼軸線與設(shè)計(jì)井眼軸線總有一定差距，再加上兩井的測(cè)斜和計(jì)算上的誤差，就有可能出現(xiàn)計(jì)算上不相碰而實(shí)際上相碰的結(jié)果。所以，繞障井與障礙井之間需要保持一定的安全距離。剖面實(shí)際原則是：根據(jù)繞障井與障礙井已知條件可求出總水平位移和方位扭轉(zhuǎn)角，再利用二維剖面設(shè)計(jì)方法暫求各井段長度及扭方位作業(yè)的有關(guān)數(shù)據(jù)，最后對(duì)上述二維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，就可得出現(xiàn)場(chǎng)所用數(shù)據(jù)[2]。繞障設(shè)計(jì)時(shí)大多采用此方法，下面詳細(xì)介紹現(xiàn)場(chǎng)所應(yīng)用的幾種技術(shù)措施。

2.1 選擇繞障造斜點(diǎn)

造斜點(diǎn)的選擇對(duì)繞障有至關(guān)重要的作用，選擇過高，雖然繞障容易，但后期施工過程中穩(wěn)斜段較長，井眼軌跡不好控制；選擇過低，則存在防碰風(fēng)險(xiǎn)較大，甚至不能順利完成繞障作業(yè)。對(duì)繞障造斜點(diǎn)選擇一般用高差法和變方位法。

2.2 盡量減少螺桿的下入次數(shù)

繞障造斜后，在下面井眼中不再使用動(dòng)力鉆具扭方位，而是通過調(diào)整鉆井參數(shù)，達(dá)到預(yù)期目的。在考慮到這一因素后，高差法和變方位法比較適合應(yīng)用。高差法就是利用垂直距離的差距影響水平位移的大小，從而達(dá)到繞障目的。根據(jù)繞障井與障礙井之間的距離，再綜合繞障井與障礙井的實(shí)際軌跡，選擇合理的繞障點(diǎn)，并對(duì)繞障之后的井斜與方位進(jìn)行控制和預(yù)算，達(dá)到保證施工的目的。

在CCDC406隊(duì)承鉆的桃7-21-21井組中，表1為該井組施工排列順序。在監(jiān)督管理過程中必須掌握施工順序，針對(duì)存在的防碰問題及時(shí)提醒施工人員，并隨時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)情況，做到心中有數(shù)。變方位法就是改變繞障井的軌跡方向，從而達(dá)到繞開障礙井。在叢式井施工中發(fā)現(xiàn)，由于直井段鉆井參數(shù)選用不合適，或者糾斜鉆具不能發(fā)揮其作用，就會(huì)引起直井段井斜偏大，如果偏斜的方向朝前大門方向或與下口井偏斜方向靠近，就必須采取防碰繞障措施，運(yùn)用井下動(dòng)力鉆具可達(dá)到改變其方向的目的。

由圖1可以看出桃7-21-21X井組施工排序。按正常施工，應(yīng)該最后施工T7-21-21X2(設(shè)計(jì)方位沿著大門方向80.8°)。由于地質(zhì)勘探需要，必須第二口井打T7-21-21X2，在第三口井T7-21-21X3施工過程中直井段井斜較大，且正好偏向了T7-21-21X2的施工方向，測(cè)斜數(shù)據(jù)見表2。

第二口井施工時(shí)表層井斜較小，照此趨勢(shì)預(yù)算下去有相碰的可能性。根據(jù)這種情況，在監(jiān)督管理過程中必須查閱和掌握定向技術(shù)人員制定的繞障措施，根據(jù)措施的可行性和施工過程中出現(xiàn)的情況及時(shí)分析預(yù)測(cè)，給予合理的意見措施。若不能安全通過繞障段，必須停鉆分析重新制定措施，不能盲目施工，必須確?，F(xiàn)場(chǎng)施工的安全性，要充分發(fā)揮監(jiān)督管理工作中的超前預(yù)見性，積極主動(dòng)出擊，用堅(jiān)實(shí)的技術(shù)能力發(fā)揮監(jiān)督管理職能，確?，F(xiàn)場(chǎng)施工的安全性。

表3為T7-21-21X2井與T7-21-21X3井在測(cè)深231.98 m處測(cè)得井斜0.48°、網(wǎng)格方位237.18°、防碰掃描后測(cè)得兩井井間距7.15 m，預(yù)測(cè)井底井間距6 m，隨后開始進(jìn)行繞障作業(yè)。

234～240m滑動(dòng)6m全力增方位，并于井深296.99 m處測(cè)出網(wǎng)格方位增至276.37°。由于定向效果差，隨后每根單根滑動(dòng)一次，每次7 m強(qiáng)增方位，于井深521.21 m處將網(wǎng)格方位增至29.93°。530～960 m之間由于方位小漂，間斷定向增方位，將網(wǎng)格方位維持在300°左右。于井深960 m處掃描兩井井間距大于10 m繞障作業(yè)結(jié)束。根據(jù)存在防碰實(shí)際情況及時(shí)制定防碰措施，采取合理的鉆具組合和鉆井參數(shù)進(jìn)行繞障作業(yè)。

表2 桃7-21-21X3井實(shí)鉆數(shù)據(jù)

表3 桃7-21-21X2井與桃7-21-21X3井防碰掃描安全距離

表層鉆具結(jié)構(gòu)：Ф311.2 mmPDC+203 mm螺桿+Ф310 mmStab+203 mmDC×2根+631×410變扣接+168 mmMWD接+168 mmNMDC×1+168 mmDC×5根+127 mmHWDP×15+127 mmDP。

在不安全井段進(jìn)行繞障作業(yè)過程中,監(jiān)督管理尤為重要,從鉆具組合到鉆進(jìn)參數(shù)方面進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控,必須時(shí)刻掌握鉆進(jìn)情況,根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)分析預(yù)測(cè),做到監(jiān)督管理不留死角,緊盯每個(gè)施工重點(diǎn)環(huán)節(jié)。

監(jiān)督管理過程中必須要求本井在實(shí)鉆過程中控制好井眼軌跡，防止本井與鄰井相碰，施工中認(rèn)真執(zhí)行《鉆井井眼防碰技術(shù)要求》,嚴(yán)格執(zhí)行以下防碰技術(shù)措施[3]。

1）參與鉆井現(xiàn)場(chǎng)施工的各單位應(yīng)高度重視井眼防碰工作。鉆井隊(duì)是防碰責(zé)任主體，錄井隊(duì)配合鉆井隊(duì)做好防碰工作；定向井作業(yè)隊(duì)伍上井作業(yè)期間，定向施工方為防碰責(zé)任主體，鉆井隊(duì)和錄井隊(duì)配合定向井作業(yè)公司現(xiàn)場(chǎng)人員做好防碰工作。

2）開鉆前應(yīng)充分了解本井組所有鄰井的井眼軌跡，判別出鄰井可能存在的相碰風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)重點(diǎn)參考井進(jìn)行仔細(xì)分析；定向作業(yè)前相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人務(wù)必向全體施工作業(yè)人員作好技術(shù)交底，使施工作業(yè)人員對(duì)井眼相碰保持高度警覺；必須認(rèn)真作好工具儀器入井前的檢查校驗(yàn)，并規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)操作。

3）現(xiàn)場(chǎng)在實(shí)鉆過程中務(wù)必做好隨鉆軌跡監(jiān)測(cè)，上部井段的測(cè)量間距30 m,每次井斜測(cè)量后都必須與鄰井進(jìn)行防碰計(jì)算。兩井井間距≤6 m時(shí)必須采取繞障措施，以保證井眼之間的安全距離。

4）若需繞障，定向繞障前必須測(cè)得上部井段可靠的井斜方位數(shù)據(jù)，測(cè)量間距不大于30 m；在防碰井段要加密測(cè)量。

5）測(cè)讀數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)認(rèn)真查看各項(xiàng)磁場(chǎng)參數(shù)是否正常，可根據(jù)測(cè)斜儀器的磁干擾幅度變化情況輔助判斷與鄰井的距離；磁干擾嚴(yán)重的井段應(yīng)改用陀螺儀重新測(cè)斜。

6）本井造斜前的井段是按理想直井段考慮的。現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)的井斜數(shù)據(jù)重新制定防碰措施，確保井眼不得相碰。

7）嚴(yán)格執(zhí)行領(lǐng)眼鉆井技術(shù)措施，打直上部井段。

8）規(guī)范防碰監(jiān)控工作。①若需繞障，繞障期間每鉆進(jìn)10 m必須測(cè)取井斜及方位，及時(shí)按最佳防碰軌跡要求調(diào)整工具面，做到井眼軌跡平滑。②表層鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)在鉆井液出口及相近處各安放一塊磁鐵，每3～5 min觀察一次，觀察磁鐵表面是否有鐵屑。③繞障階段每1 m取一次砂樣。④注意鉆井參數(shù)的變化（扭矩、鉆時(shí)等），若出現(xiàn)不正常蹩跳、鉆時(shí)明顯增加、返出巖屑含水泥顆粒等異常情況時(shí)，必須及時(shí)停鉆，待弄清楚原因再采取下步措施。⑤在繞障作業(yè)時(shí)，應(yīng)打開相鄰已完鉆井井口，由鉆井隊(duì)定時(shí)觀察有無液體返出。

9）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)組織領(lǐng)導(dǎo)、及時(shí)匯報(bào)。崗位落實(shí)專人負(fù)責(zé)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)井間距變小、鉆時(shí)變慢、水泥及鐵屑返出時(shí)應(yīng)及時(shí)停鉆分析并匯報(bào)。

3 叢式井排序整體上的調(diào)整與優(yōu)化

在現(xiàn)場(chǎng)施工中，經(jīng)常出現(xiàn)老井場(chǎng)已經(jīng)布滿叢式井，現(xiàn)在又要添加叢式井組，這就不得不考慮防碰繞障問題，要充分考慮到老井的井眼軌跡和中靶位置，這樣才能做到安全繞障；另一種情況，由于障礙井的軌跡方向使得下一口正常排序井不能施工，也可以考慮重新布置井序，然后進(jìn)行施工。通常采用雙排序法和改變?cè)判蚍ㄟM(jìn)行設(shè)計(jì)。

雙排序法就是考慮到原老井組的情況，如果按以前的大門方向前拖受場(chǎng)地限制，不能進(jìn)行作業(yè)，在對(duì)老井眼軌跡進(jìn)行分析和計(jì)算后，根據(jù)繞障原則，設(shè)計(jì)成雙排井。

4 其他技術(shù)措施的應(yīng)用

隨著近幾年來繞障井的不斷增多，在防碰繞障程序上做了一些改進(jìn)。①在采用原程序優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，優(yōu)選定向井軟件，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況良好，能較準(zhǔn)確地反映真實(shí)情況，特別是在防碰繪制方面，能直觀地進(jìn)行跟蹤和預(yù)測(cè)。②同時(shí)，還積極利用設(shè)備本身優(yōu)勢(shì)，在其所承鉆的桃7-18-11井組中，有6口叢式井，到第六口井桃7-18-11X6井時(shí)，由于井場(chǎng)限制，前拖距離太短，不能實(shí)施繞障作業(yè)。這時(shí)及時(shí)調(diào)整思路，將鉆機(jī)側(cè)移到井場(chǎng)一個(gè)合適位置，既解決了井場(chǎng)小的問題，又為防碰繞障創(chuàng)造了有利條件，使得其能順利施工。③在叢式井井口拖距問題上，制定了嚴(yán)格的前拖距離最近限度，保障井與井之間的安全距離，使后面繞障施工更容易進(jìn)行。④為解決叢式井直井段的防斜問題，大膽引用水平井防斜打直的塔式鉆具結(jié)構(gòu)和“四合一”鉆具組合交替使用，這些都收到了明顯的效果[4-5]。

5 成果分析及預(yù)測(cè)

本年度共監(jiān)督管理防碰繞障井組12個(gè)，施工63口，由于措施得當(dāng)，未發(fā)生套管相碰事故。同時(shí)大力推廣該項(xiàng)技術(shù)，可以合并井場(chǎng)，減少鉆前征地費(fèi)用?，F(xiàn)就經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)如下：

1）本年度共鉆防碰繞障井63口，未發(fā)生套管相碰事故，按有相碰事故發(fā)生計(jì)算，可節(jié)省成本約90萬元。

2）全年由于防碰繞障井口數(shù)增多，節(jié)省征用井場(chǎng)12個(gè)，可節(jié)省成本約200萬元，減少征地費(fèi)用。

6 認(rèn)識(shí)與結(jié)論

繞障點(diǎn)選擇是關(guān)鍵，叢式井的拖距是繞障的前提條件，必須在以后的工作中使其規(guī)范化。

1）繞障前的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)工作很重要，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)可得出最合理的繞障設(shè)計(jì)方案，減少軌跡調(diào)整頻次，尤其是直井段防斜打直至關(guān)重要。建議采用適合該地區(qū)地層特點(diǎn)的鐘擺鉆具組合或四合一鉆具組合。

2）進(jìn)行井身剖面優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理選擇造斜率和使用倒裝鉆具組合，有利于降低摩阻和扭矩。

3）采用MWD隨鉆監(jiān)測(cè)鉆井技術(shù)，應(yīng)加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫的管理匯集工作，進(jìn)一步做好測(cè)斜數(shù)據(jù)收集工作，能夠提高井眼軌跡控制精度。

4）無固相甲酸鹽聚合醇鉆井液具有良好的防塌能力和潤滑減阻效果,性能穩(wěn)定、維護(hù)簡單、黏度切力較低,剪切稀釋性強(qiáng),有利于減少環(huán)空壓力損耗,提高水力破巖作用,而且不會(huì)出現(xiàn)其他鉆井液體系加重劑沉淀問題。

5）對(duì)整個(gè)叢式井組，應(yīng)加強(qiáng)正常的井組排序，減少施工難度，優(yōu)化鉆具組合，優(yōu)選鉆進(jìn)參數(shù)，提高了機(jī)械鉆速、縮短了建井周期，節(jié)約了大量的鉆井投資，有效避免鉆井風(fēng)險(xiǎn)。

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