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        榮探某井鉆井井眼軌跡優(yōu)化研究與應用

        2021-07-04 09:21:34石鵬
        科學與財富 2021年11期
        關鍵詞:鉆井工程

        摘 要:榮探某井二開裸眼井段長(約2800米)且造斜點處注采同層,同時該井所在沈某南區(qū)塊地層巖性復雜、地層虧空嚴重,導致井壁坍塌、井漏風險大,井眼軌跡控制難度大,影響鉆進時效。針對上述情況,該項研究通過研究地層地質特征、結合鄰井施工剖析鉆井施工難點,以有利于安全、優(yōu)質和高效鉆井為原則,優(yōu)化造斜點、井身結構和鉆具組合,采用了中空螺桿鉆具、水力振蕩器,以降低鉆進摩阻,提高機械鉆速,減少井下復雜情況?,F(xiàn)場應用實施,榮探某井二開對比計劃提前16.4天完鉆,對比鄰井鉆時提高近三倍,且未出現(xiàn)嚴重的井下事故,為今后在該區(qū)塊施工提供了寶貴的鉆井提速經(jīng)驗。

        關鍵詞:井眼軌跡優(yōu)化;鉆具組合;中空螺桿鉆具;鉆井工程

        1 研究背景及意義

        榮探某井構造位置處于大民屯凹陷榮勝堡洼陷帶沈某南區(qū)塊,設計井深4680m,區(qū)域內深層(>3500m)已鉆探井1口(沈某7井)。結合區(qū)塊地質特征和完鉆井鉆遇情況分析,該塊地層巖性復雜,鉆遇層位斷層發(fā)育、注采同層[1],同時設計井裸眼井段長、防碰井較多井眼軌跡調整頻繁,易出現(xiàn)因井壁坍塌失穩(wěn)導致遇阻、卡和漏現(xiàn)象。針對上述情況榮探某井通過系統(tǒng)井眼軌跡優(yōu)化技術,合理選用鉆具組合,保直糾斜,防碰主動避障,造斜前加入水力振蕩器,降低鉆進摩阻,提高定向速度,提高機械鉆速,減少井下復雜情況。多鉆進少定向,下入抗高溫儀器和抗高溫螺桿保障長時間的旋轉鉆進,提高鉆井時效。因此榮探某井鉆井井眼軌跡優(yōu)化的研究應用具有重要的實際意義。

        2 井眼軌跡設計難點分析

        2.1二開裸眼井段長,造斜點處注采同層

        該井二開井身結構設計:Φ311.1mm*3885m+Φ244.5mm*3881.17m,2300m造斜,造斜點處于區(qū)塊注采主力層位,易造成井下事故。同時二開鉆井井段為區(qū)塊原始主力層位,周圍完鉆井較多,涉及防碰井較多,井眼軌跡調整相對頻繁,同時隨著井深的不斷增加,井眼軌跡控制難度大,影響鉆進時效。

        2.2地層巖性構造發(fā)育復雜,井壁坍塌、井漏風險較大

        二開上部鉆遇地層1480m和2420m存在較大斷層,構造發(fā)育較為復雜,鉆井實施過程中存在井漏、井涌風險;同時該塊2100m-2900m為注采主力層位,地層虧空嚴重,設計的榮探某井500米范圍內有多口注水井,易造成水侵及井漏。此外二開設計鉆遇的S3下部及S4段硬脆性泥巖發(fā)育,易造成井壁坍塌,漏塌同段,鉆井液密度安全窗口窄,易出現(xiàn)井下復雜情況。

        3 井眼軌跡優(yōu)化措施

        3.1優(yōu)化造斜點和井深結構

        參考復測設計井身軌跡及井下地層風險,以有利于安全、優(yōu)質和高效鉆井為原則,將井斜角、方位角和全角變化率的變化控制在合理范圍,以保證套管安全、井口安全和套管順利下入;同時盡可能避開注采同層,減少穩(wěn)斜段長度,降低施工難度,將造斜點2300m推移至2500m,且將設計的5段制井深結構優(yōu)化成3段制[2],如表1、2所示。

        3.2優(yōu)化鉆具組合

        結合靶點數(shù)據(jù)及設計要求,合理優(yōu)化井身結構設計,在此基礎上依托高質量井下工具及優(yōu)選鉆具組合,提高機械鉆速,降低井下風險。因此設計二開直井段1026-2236m采用Φ311.1mmPDC+Φ216mm1.25°中空螺桿+浮閥+Φ308mm球扶+Φ203mm無磁鉆鋌+定位接頭(懸掛式)+Φ203mm螺旋鉆鋌1根+631/410配合接頭+Φ212mm防卡球扶+Φ177.8mm螺旋鉆鋌3根+411/520配合接頭+Φ139.7mm加重鉆桿21根+Φ139.7mm鉆桿鉆具組合,保直糾斜,防碰主動避障。同時造斜前加入水力振蕩器,降低鉆進摩阻,提高定向速度,提高機械鉆速,減少井下復雜情況[3]。針對地層傾角大,降斜降方位嚴重,避免頻繁調整井身軌跡,主動在螺桿后面加上短鉆鋌,多鉆進少定向,下入抗高溫儀器和抗高溫螺桿保障長時間的旋轉鉆進,提高鉆井時效。

        3 現(xiàn)場應用效果

        榮探某井二開(φ311.1mm)完鉆井深3885m,公司計劃41天二開完鉆,實際二開完鉆24.6天,提前16.4天,二開平均機械鉆速18.57m/h。該井順利完鉆,未發(fā)生井壁坍塌、井漏、井卡等井下事故,同時榮某探井井眼軌跡優(yōu)化控制,保證了保證套管安全、井口安全和套管順利下入。

        4 結論及建議

        榮探某井的高效順利完鉆,充分說明井眼軌跡優(yōu)化技術在該區(qū)塊鉆井設計中的重要性。鉆井井眼軌跡優(yōu)化技術是結合鉆探目的、地層特點和靶點數(shù)據(jù)要求,合理優(yōu)化各項鉆井井身設計參數(shù),優(yōu)化各類鉆具組合和優(yōu)化高質量井下工具應用的綜合研究,該項技術在榮探某井的成功應用為該區(qū)塊鉆井設計提供了寶貴經(jīng)驗,下步將在全區(qū)推廣該項技術,以提高機械鉆速,降低井下風險。

        參考文獻:

        [1]蘇小軍.遼河油田沈67斷塊薄互層砂巖油藏描述及剩余油分布研究 [D].中國地質大學(北京).2008

        [2]祝效華,劉清友,李紅巖,童華.井眼軌跡預測理論及方法研究 [J].天然氣工業(yè).2004(04)

        [3]何高全.深井鉆井技術發(fā)展的難點及對策[J].中國石油和化工標準與質量.2014(06)

        作者簡介:

        石鵬(1985-),男,工程師,2010年畢業(yè)于中國石油大學(華東)石油工程專業(yè),學士學位,現(xiàn)工作于中國石油遼河油田公司鉆采工程技術部,從事石油鉆井管理工作。

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