丛式井组总体防碰优化技术及应用

丛式井组开发可节约大量的道路建设、井场建设投资, 节省地面空间, 便于采油集中建站和管理, 对开发浅海、滩涂、市区等油田具有广阔的应用前景。目前, 胜坨老油田区块均已开采多年, 地面条件与地下条件常常限制区块开发方案的整体实施, 为了满足特殊油藏整体开发的部署要求, 需要采取丛式井组钻井方式获取目标层位。随着钻井技术水平的日益提高, 钻井所能探及的区域半径日益增大, 在地面条件与地下条件受限的情况下, 密集型丛式井组渐渐成为主要的丛式井组开发方式。

一、钻井顺序排列规律分析

多平台同时开发时, 采取就近原则, 在满足油藏对开发顺序要求的前提下, 各平台控制井之间平面轨迹尽量不交叉。

1. 平台与部署井相对位置关系

若平台位于部署井一侧开发时, 部署井钻井顺序走向尽量与钻机整拖方向一致。

2. 钻机整拖方向与各井方位间的相对关系

丛式井组一般利用造斜点相互错开的方式实现各井间防碰。当目的层位相同时, 水平位移大的井造斜点浅, 水平位移小的井造斜点深, 通常推荐的钻井施工顺序优化原则是:先钻水平位移大、造斜点浅的井, 后钻水平位移小、造斜点深的井。

3.

目的层相同的两井, 方位及水平位移相近时的排列规律当相邻两井目的层相同、方位相近、水平位移也相近时, 无法利用造斜点错开的方式解决井间防碰问题。

二、丛式井防碰因素

1. 客观因素

大平台、小井距、高密度丛式井的作业方式在观上增加了防碰风险, 表层、直井段偏斜 (0.5°井斜在200米的井段连续偏移达到0.65米, 300米偏移0.95米) 表层测量数据误差, 多点受磁干扰影响, 方位不准确测量数据不全、不准, 个别测量数据失常油藏的特殊要求。

2. 主观因素

(1) 定向井工程师思想麻痹, 事先未进行防碰扫描计算和采取防碰措施

(2) 防碰措施不周密 (防碰设计、钻头选择、测量仪器选择)

(3) 防碰措施虽然合理, 但未得到严格执行 (没有严格执行防碰预案)

(4) 侥幸心理, 不按客观情况采取防碰措施 (应该使用牙轮钻头和陀螺而不使用)

(5) 配合环节出现偏差 (沟通、执行不力)

三、丛式井主要的防碰措施和技术

1.

获得全面、准确的表层测量数据

2.

钻井队在整拖后为防止钻台前倾而使井口指向老井, 应认真校验井架水平, 并确保天车、转盘、井口在同一条铅垂线上;

3. 表层防斜打直

(1) 使用钟摆组合、导向组合, 低钻压, 仪器跟踪 (目前一般没有仪器跟踪, 表层完钻后投多点, 不能及时发现井眼偏斜)

(2) 获得全面准确的测量数据

(3) 使用牙轮钻头钻表层, 一开钻进要严格按设计要求控制钻压, 均匀送钻, 确保一开井眼打直, 要求一开钻具组合中加入无磁钻铤, 起钻前投电子多点。下完表层套管后, 视井架底座高低, 量好联入, 以正拖不碰井口为基准。

4. 直井段防斜打直、防碰 (二开)

(1) 利用本井表层数据和临井数据进行防碰扫描, 掌握最近距离和危险井段

(2) 二开直井段是防碰的重点井段, 确保上直段井眼打直是防碰关键。二开采用牙轮钻头+螺杆, 预斜、绕障以便于电子多点的使用和校验, 及时测斜检验井眼偏斜。钻完水泥塞钻出表套30-50米后要有测斜数据, 两井间距严禁小于5米, 若井斜不利于防碰要立即向正位移方向控制, 井斜在1-2°之间定向钻进。使防碰距离越来越远。据统计, 直井段碰撞、钻穿套管多发生在250-600米, 而以井深300米左右的碰撞机率为最高。浅于这个深度, 井眼的偏斜不足以产生碰撞, 超过此深度井眼易错开。

(3) 每30-50米测斜一次, 特殊井段加密测斜, 并根据测斜数据由定向井工程师绘制防碰图, 计算防碰距离, 防止两井相碰。

(4) 在本井直井段钻进时, 井眼轨迹走向还应考虑相邻下口井的安全距离。

(5) 在两井并行井段钻进时, 必须由副司钻以上人员操作刹把, 如果发现有钻速突然加快、放空、蹩跳等现象要立即停止钻进, 将钻头提离井底, 分析情况后再决定下步措施。

(6) 在两井并行井段钻进时, 震动筛要有专人负责观察、捞取砂样, 如有垮塌掉快、铁屑、水泥块、泥浆污染、性能变化等异常现象, 要立即停钻分析原因。

(7) 直井段要使用电子单点不定点进行测量, 随时对MWD的控制井段进行校验, 以确保所有数据准确无误。如发现测量结果不统一应立即停钻, 查明原因, 采取措施方可钻进。

5. 造斜段的防碰

选择合适的造斜点、造斜率、造斜方向;使用牙轮钻头、螺杆定向

尽量保证初始造斜的方位、造斜率接近设计;及时根据最新测点进行防碰趋势预测, 根据防碰需要调整造斜段轨迹;使用长测量模式测斜, 根据磁干扰情况判断与临井的防碰距离 (距离大于4米, MWD不存在磁干扰) 。稳斜段防碰, 及时预测防碰形势, 必要时绕障。

6.

绕障设计和施工

四、针对丛式井首先应做到

1. 防碰要思想重视, 坚持安全第一, 不能存在侥幸心理

2. 防碰措施要有比对 (绕障设计) 、有论证, 忌主观片面, 尽量严谨周密

3. 要对表层数据测全、测准, 否则防碰没有依据, 表层投测多点的方式已经不适应丛式井防碰需要

4. 不要片面夸大牙轮钻头在防碰中的作用, 牙轮钻头要与合理的防碰措施相结合才能达到理想的防碰效果, 否则难免产生后患。

摘要：针对丛式井组井间距小、钻井数量多、井间防碰难度大的技术特点, 利用观察法结合系统科学方法, 对平台与钻机整拖方向、目标点与井口位置、各目标井方位关系等进行了系统研究, 以胜3-斜573井组为例, 分析防碰控制不利因素的基础上, 根据油藏特点与布井规律分析防碰措施, 结合平台自身特点确定防碰预案, 最终得到既满足油藏要求、又满足钻探目的的钻井技术, 为以后钻井方案提供了科学依据。

关键词：丛式井组,防碰,防碰因素,防碰措施