大斜度四段制双靶点定向井钻井施工实践与认识

大斜度四段制双靶点定向井钻井施工实践与
认识
传送侦测怎么做王宪坤
(大庆钻探工程公司钻井二公司, 黑龙江 大庆 163413)
张力器[摘  要] 随着定向井钻井仪器与工具的不断进步,一些井斜角越来越大的高难度定向井得以成功施工。为了有效评价P47区块沼泽与胡泊地下的油水分布情况,进行了P47-X7四段制双靶点大斜度定向井的钻探,根据施工难点进行了井身结构和井眼轨道的等方面的优化,施工中根据不同开次的特点和难点,优选钻具组合和造斜工具,实现了2个靶点准确中靶,提高了施工效率。
[关键词] 双靶点;四段制定向井;大斜度;施工实践
作者简介:王宪坤(1965—),男,黑龙江巴彦县人,成人大学
学历,工程师。从事钻井技术工作。
定向井能够有效地评价与开发地面条件受限制的油层,因此越来越受到重视,定向井钻井技术已成为各大油田的主要钻井技术之一。P47区块由于地面遍布沼泽与胡泊,应用常规的直井钻井技术很难探明地下油层油水分布情况,因此部署了P47-X7四段制双靶点大斜度定向井。该井轨迹设计中采用四段制的形式,完钻斜深2057.00m ,垂深1215.20m ,稳斜段的最大井斜角达到69.07°,水平位移达到1357.30m 。1 P47-X7井施工难点
P47-X7井从井眼轨迹设计上看是一口“直—增—稳—降”结构的四段制双靶点定向井,因此在钻井实施的过程中会存在自身的难点。首先是该井造斜点位于井深400.00m 处,该处的地层成岩性差,不够稳定,在进行造斜的施工过程中很难保证造斜率,而且还容易发生井下复杂情况。其次是该井的水平位移达到1357.30m ,这么长的水平位移,在钻井施工中钻具与井壁之间的摩擦阻力非常大,这样不仅增加钻进施工中的扭矩,而且还容易发生断钻具等井下事故。第三是井斜角大,达到69.07°,这么大的井斜角必然会引起钻头破碎的岩屑不能及时地上返到地面,会在下井壁沉积下来,随着钻进时间的延长在下井壁上形成岩屑床,引起起钻或者下钻的阻卡。2 优化设计技术
该井存在着很大的施工难点,在钻井施工开始前要对相应的井身结构和井眼轨道进行必要的
优化,才能有效降低施工难度,避免井下事故与复杂情况的发生。2.1 井身结构进一步优化
通过调查P47区块以往井的施工具体情况,结合国内外施工该类型井的成功经验,决定将P47-X7井优化成2层套管的井身结构。首先在地面砸入Φ339.7mm 的大导管,为第一次开钻建立循环做好准备,然后第一次开钻使用尺寸为Φ311.2mm 钻头,第二次开钻使用尺寸为Φ215.9mm 钻头,两次固井水泥浆均返到地面,并且在第一次开钻到达井深400.00m 的时候进行定向施工,使井斜角达到最大的69.07°,这样就最大限度地降低了第二次开钻的风险和施工难度。2.2 井眼轨道的优化
在井眼轨道的优化过程中,最重要的就是造斜率的优化,造斜率如果过大,就会增加定向施工的比例,还有可能造斜工具的实际造斜率达不到设计要求,这样就会使定向施工的难度大大增加,如果造斜率过小,那么就会增加造斜井段的长度,同样也会增加施工周期,因此在该井造斜率选择时首先要调查了以往该在地区不同层位的造斜率情况,然后结合螺杆钻具厂家提供的理论造斜率,最终确定了该井的实际造斜率为6°/30m ,优化的井眼轨道数据见表1所示。
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第11期                                                            王宪坤  大斜度四段制双靶点定向井钻井施工实践与认识
表1  优化后的轨道数据图2  故障诊断实施流程
描述测深 m 井斜 °方位 °垂深 m 水平位移 m 造斜率 °/30m
密集书架井口0.000.0086.190.000.000.00造斜点400.000.0086.19400.000.000.00造斜完745.3569.0786.19667.58184.14  6.00一开完钻751.0069.0786.19669.59189.420.00稳斜完1782.6369.0786.191038.131152.980.00靶点C 1959.1539.6586.191139.861294.86  5.00靶点D
2057.00
39.65
86.19
1215.20
引航员软梯微小件精密加工1357.30
螺杆钻具0.00
3 钻井施工技术3.1 一开施工技术
在第一次开钻施工中,除了要保证正常的施工参数外,主要从以下两个方面来制定相应的技术措施,
一个是直井段防斜打直,另外一个就是造斜段的施工。
在直井段防斜打直过程中,首先在安装钻井设备时就要精细施工,对钻井井架的天车头、转盘面与井口之间进行校正,保证三者之间的偏差不超过20mm ,这样就为开钻井眼开直创造了先决条件。然后在第一次开钻施工后严格控制钻压、转速等施工参数,采用低钻压、低转速的施工参数,并且应用电子单点测斜仪进行及时的测斜,保证井斜角与设计相符合。
在造斜段的施工中首先要对使用的造斜工具进行优选,根据设计的造斜率为6°/30m 的实际,结合不同厂家单弯螺杆钻具的理论造斜率,考虑到大井眼增斜困难的具体情况,最后选用天津大港石油机械厂生产的1.5°单弯螺杆,具体钻具组合为:Φ311.2mmPDC 钻头×0.46m+Φ216mm1.5°单弯螺杆×8.51m +Φ172m m 随钻测斜仪器×11.59m+Φ178mm 螺旋钻铤×62.7m+Φ127mm 加重钻杆×300.5m+Φ127mm 钻杆。在开始造斜时使用小钻压,保证工具面角的稳定,待井斜角超过5°后逐渐增加施工的钻压达到最优值,以此来提高机械钻速,到一开完钻时预测井底井斜角达到69°。
3.2 二开施工技术
在二开施工中主要的两个井段是稳斜段和降斜段,稳斜段施工的主要任务是保证井斜角和方位角稳定在当前的水平,降斜段施工的主要任务是按照钻井工程设计中井眼轨道设计的要求降到
设计值。
为提高钻井施工的效率,缩短钻井施工周期,经过充分论证,优化出以1°弯螺杆配合M W D 的一套施工钻具组合,具体为:Φ215.9mmPDC 钻头×0.46m+Φ172mm 螺杆×8.73m+Φ172mmMWD ×11.67m+Φ127mm 加重钻杆×311.5m+Φ127mm 钻杆。在稳斜井段的施工中根据MWD 仪器所测得的井斜角和方位角变化情况,采用定向+复合钻进的施工方式,随时进行调整,保证井斜角在69.07°附近。在降斜井段的施工中,根据设计轨道降斜率为5.0°/30m 的实际,先每个单根定向6.5m 看降斜效果,然后根据实际降斜率再进行随时的调整,保证降斜率在规定的范围内,这样钻进到1959m 井斜角降低到40°顺利命中C 靶点,然后继续以该井斜角稳斜钻进,中间进行微调命中靶点D ,实现了2个靶点都中靶。4 结论与认识
(1)根据该井的施工难点,对井身结构和井眼轨道进行必要的优化,降低了该井的施工难度,是保证该井施工顺利的前提。
(2)根据一开井段施工中大井眼造斜的实际,强化了防斜打直技术措施,在造斜中优选造斜工具,优化钻具组合,保证了大井眼造斜施工的顺利进行。
(3)在二开稳斜段和降斜段施工中,优选了一套钻具组合,在保证井眼轨迹满足设计要求的前提下提高了施工效率,缩短了钻井周期。
◆参考文献
[1] 孟祥波,陈春雷,孙长青. 徐深21-平1井轨迹控制技术[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2014,41(1):30-32. 收稿日期:2019-08-14;修回日期:2019-09-09

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