劉峰

【摘 要】墾西地區(qū)中深井目的層厚度不足5米，針對這種薄油層利用水平井鉆井技術(shù)使水平段的井眼軌跡始終穿行于儲層中，從而增加油藏的裸露面積，可提高開采效果，在分析薄油層鉆井難點(diǎn)的基礎(chǔ)上.從優(yōu)化鉆具組合、井眼軌跡控制和地質(zhì)導(dǎo)向三方面對薄油層水平井鉆井技術(shù)進(jìn)行了介紹。

【關(guān)鍵詞】薄層；水平井；地質(zhì)導(dǎo)向；井眼軌跡；PDC+動(dòng)力鉆具

一、墾西薄油層水平井設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（1）設(shè)計(jì)井眼裸眼段、水平段較長。

（2）入靶精度要求高，軌跡控制難度大。尤其是墾西地區(qū)屬于新區(qū)塊，儲層位置不明確。

（3）在增斜段、水平段基本設(shè)計(jì)采用單彎動(dòng)力鉆具和轉(zhuǎn)盤鉆鉆具相結(jié)合的鉆具組合。

（4）由于油層薄，所以入靶范圍小，合理選擇入靶井斜角是關(guān)鍵技術(shù)之一。

二、鉆井技術(shù)難點(diǎn)

（1）對于薄油藏，只有準(zhǔn)確確定其垂深，才能使實(shí)鉆井眼軌跡按設(shè)計(jì)軌道準(zhǔn)確鉆達(dá)目的層。

（2）油層較薄，井眼軌跡控制精度要求極高，實(shí)鉆井眼軌跡垂深范圍限制在上下1m的范圍內(nèi)。

（3）如何利用FEWD 的實(shí)時(shí)測井曲線，準(zhǔn)確判斷地層變化， 及時(shí)調(diào)控井眼軌跡。

（4）對于長裸眼水平井。下部井段滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)鉆壓傳遞困難。

（5）井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足油藏特性和地質(zhì)條件的前提下，根據(jù)工具造斜能力，優(yōu)選靶前位移和造斜井段長度，改善井眼摩阻、扭矩及清洗效果，簡化套管程序。

（6）在選擇剖面的造斜率時(shí)，應(yīng)考慮地層的自然造斜規(guī)律、地層的可鉆性、現(xiàn)有工具的造斜能力、FEWD無線隨鉆測量儀器使用井眼曲率等影響因素。

（7）為滿足井下安全的需要，盡量縮短斜井段的長度，以提高鉆井速度。要綜合考慮斜井段旋工后期可能出現(xiàn)的摩阻、扭矩過大以及滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)傳壓困難等問題。

三、施工工藝

（一）造斜率的選擇

造斜率是確定井身剖面的基礎(chǔ).應(yīng)根據(jù)地層造斜規(guī)律、工具的造斜能力確定造斜段的造斜率。而對于薄油層水平井，存在入靶范圍小的問題，同時(shí)考慮到測量儀器與鉆頭之間的距離，其關(guān)鍵技術(shù)是斜井段井眼軌跡的調(diào)整，保證矢量中靶。

（二）軌跡控制技術(shù)

1.對薄層水平井軌跡控制的總體要求

（1） 具有較高的控制精度；

（2）具有較強(qiáng)的應(yīng)變能力；

（3）具有較高的預(yù)測準(zhǔn)確度；

（4）達(dá)到較穩(wěn)、較快的施工水平。

2.直井段

由于靶前位移受薄油藏開發(fā)的限制，直井段防斜打直技術(shù)是薄層水平井施工的基礎(chǔ)，若正位移偏大，勢必造成實(shí)際造斜點(diǎn)下移，造斜率提高，嚴(yán)重影響軌跡控制、施工速度和提高入靶點(diǎn)的難度，為此，在直井段施工中，加強(qiáng)防斜打直技術(shù)措施，合理調(diào)配鉆進(jìn)參數(shù)，若發(fā)現(xiàn)井斜角偏大，及時(shí)吊打糾斜或采用螺桿鉆具糾偏，確保井身質(zhì)量。

3.斜井段

根據(jù)直井段的多點(diǎn)測量數(shù)據(jù)對設(shè)計(jì)造斜點(diǎn)加以調(diào)整。必要時(shí)修改設(shè)計(jì)剖面。斜井段的鉆具組合主要是：單彎增斜鉆具組合（ 215.9mm 井眼）： 215.9mm 鉆頭+ 172mm 單彎+ 無磁鉆鋌+MWD（或FEWD）+ 127mm 無磁承壓鉆桿+ 127mm斜坡鉆桿+127mm 加重鉆桿+ 127mm 鉆桿，嚴(yán)格按工程設(shè)計(jì)施工，選擇彎度合適的造斜工具，利用MWD或FEWD測量儀器進(jìn)行跟蹤監(jiān)測。并及時(shí)利用landmark軟件進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)軌跡控制需要及時(shí)更換鉆具組合或調(diào)整鉆進(jìn)方式和鉆進(jìn)參數(shù)。加強(qiáng)待鉆井眼的預(yù)測，保證對下部井眼軌跡的有效控制。關(guān)鍵是著陸點(diǎn)井斜角的控制。要保證人靶后井斜角不能波動(dòng)太大。

4.水平段

由于油層薄，入窗口精度要求極高，相對應(yīng)施工難度極大。精確入靶技術(shù)是保證水平段軌跡控制的前提，是水平段鉆進(jìn)的關(guān)鍵一步，入靶點(diǎn)時(shí)要求矢量中靶，入靶井斜角必須留一定角差，將造斜率調(diào)整到10°/100m左右，采用導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)探明油頂，實(shí)現(xiàn)安全著陸。水平段軌跡控制是薄層水平井施工中的難點(diǎn)，運(yùn)用FEWD地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)精細(xì)控制軌跡，防止鉆穿底水和鉆遇邊水，保證油層鉆穿率。在施工中，始終以保證實(shí)鉆井眼軌跡最大限度地在儲層中鉆進(jìn)為目標(biāo)，以獲得最佳的油氣開發(fā)效果為目的。

（1）鉆具組合的選擇。

通過幾口井的現(xiàn)場試驗(yàn)，基本確定了如下鉆具組合。FEWD組合： 215.9mm鉆頭+172mm單彎+172mmFEWD+172mmFEWD短節(jié)+ 127mm無磁承壓鉆桿+127mm斜坡鉆桿+127mm加重鉆桿+127mm鉆桿

（2）鉆進(jìn)參數(shù)優(yōu)選。

鉆進(jìn)參數(shù)主要取決于動(dòng)力鉆具的工作特性，其排量隨動(dòng)力鉆具的尺寸不同而異。對于215.9mm井眼，動(dòng)力鉆具的尺寸主要是172mm，排量一般在27～30L/s，旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)的鉆壓一般為30～40kN，滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)的鉆壓根據(jù)井眼的實(shí)際情況而定。另外合理選擇好鉆頭也對鉆井起到很大的作用。針對墾西地區(qū)選擇PDC+動(dòng)力鉆具，不僅提高了機(jī)械鉆速，還大大的節(jié)省了鉆頭費(fèi)用和頻繁的起下鉆作用。

（3）工程技術(shù)措施

在井斜角合適的情況下，實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)鉆進(jìn)和旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的合理配合，避免大段滑動(dòng)鉆進(jìn)，以保證井眼軌跡的平滑性及準(zhǔn)確性。在井斜達(dá)到30°時(shí)，應(yīng)加大泥漿的投入，使泥漿在防塌、潤滑和攜巖方面都達(dá)到很好的要求。

四、地質(zhì)導(dǎo)向無線隨鉆測斜技術(shù)

（1）FEWD的地質(zhì)導(dǎo)向作用主要體現(xiàn)在當(dāng)實(shí)鉆井眼軌跡相對于儲層位置發(fā)生變化時(shí).FEWD測取的電阻率和伽馬值相應(yīng)發(fā)生變化。

（2）曲線劃分地層界面、預(yù)測到油層的距離利用自然伽馬曲線、電阻率曲線，能準(zhǔn)確地劃分出巖性界面。在隨鉆監(jiān)測中，結(jié)合巖屑錄井，能分析軌跡是否接近油層，有效調(diào)整軌跡方向。FEWD曲線指導(dǎo)精確入靶和控制水平段施工充分利用FEWD地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)精確入靶。

（3）FEWD可正確判別油頂、油底，劃分油水界面及斷層位置。當(dāng)井眼軌跡接近油層頂界和低界時(shí)，電阻率和伽馬也有明顯的變化，電阻率的變化和進(jìn)油層時(shí)變化基本一致，即由低變高，從電阻率開始升高到進(jìn)入泥巖垂深變化約0.94m；伽馬值由砂巖的低值逐漸升高，自開始升高至泥巖的正常值，垂深變化約0.30m。電阻率和伽馬的變化情況和進(jìn)油層時(shí)基本一致。進(jìn)出油層時(shí)FEWD電阻率和伽馬的變化規(guī)律，對水平段的井眼軌跡控制提供可靠導(dǎo)向作用。

五、結(jié)論

1）進(jìn)一步研究優(yōu)化鉆具組合，掌握各種鉆具組合在不同地層、不同參數(shù)下的穩(wěn)斜效果和造斜能力，成功采用PDC+動(dòng)力鉆具，優(yōu)化鉆井參數(shù)，達(dá)到最佳使用效果，提高在油層中的鉆穿率。

（2）薄油藏水平井鉆井技術(shù)適應(yīng)于各種類型的薄油藏的開發(fā)，利用現(xiàn)有技術(shù)裝備，完成各種類型薄油藏水平井的施工是可行的。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]都振川. 勝利油田薄油層水平經(jīng)鉆井技術(shù)綜述.石油鉆井工藝.2003：第25卷