靖平61-10薄气藏水平井轨迹控制技术

一、井眼轨迹控制难点分析

1.使用650LWD无线仪器显示数据滞后 (18m) , 需要准确判断井底井斜和方位参数;

2.设计裸眼段3202m, 漏、塌、卡等复杂情况并存, 严重威胁着井下安全;

3.地质不确定性程度大, 井眼轨迹控制困难;

4.主井眼施工时甲方修改地质设计, 要求方位调整20°, 给定向施工增加难度;

5.靶前位移增加100m, 增加了定向井段长度, 给轨迹控制增加难度;

6.气层薄, 设计厚度只有2.1m, 实际钻探厚度只有0.6m左右。并且中间夹着泥岩薄层, 给追踪主力气层带来施工难度。

7.水平段钻进使用110mm缸套, 排量只有13L/S, 携沙效果极差, 需要依赖于改善钻井液性能来提高携沙性能。

8.水平段长1302m, 靶点多, 有8个目标点, 轨迹控制难度大。

二、靖平61-10井轨迹控制的现场实施

1.斜导眼施工

(1) 二开直井段 (507.5-3180m)

钻遇延安、延长、纸坊、和尚沟、刘家沟、石千峰、石盒子层位。采用牙轮+螺杆配合塔式钻具组合, 及时测斜, 保证了井身质量, 为延长组邻井防碰和后期定向打好了基础。

(2) 二开斜井段 (3180-3683m)

根据调整轨迹, 2011年4月1日开始斜导眼施工, 至4月12日斜导眼井段完钻, 共3趟钻, 本井段采用215.9mm钻头, 钻井进尺503.00m。纯钻时间207h, 平均机械钻速2.43m/h。

(1) 定向增斜

钻具组合:Ф215.9mm钻头+Ф172mm (1.25°) 单弯单扶螺杆+Ф158mm无磁钻铤×1根+Ф169mm LWD无磁悬挂×1根+Ф127mm无磁承压钻杆×1根+Ф127mm加重钻杆×45根+Ф127mm钻杆

钻井参数:钻压140-180KN, 泵压16-19MPa, 钻速螺杆+50r min, 排量28-32L/s, 密度1.19g/cm3, 粘度48s, 失水5m L, 切力521Pa。

增降斜率分析:定向增斜率 (4.3-4.9) °/30m, 复合增斜率 (1.5-2.0) °/30m。

采用MD517HX牙轮钻头 (或MD6633H PDC) 配合1.25°单扶单弯螺杆, 使用先进的LWD无线随钻测量技术, 于井深3180m位置开始进行定向增斜施工。施工过程中以滑动钻进为主, 适当复合钻进对轨迹进行调整, 保证了井眼轨迹的圆滑。

(2) 稳斜

钻具组合:Ф215.9mm钻头+Ф172mm (1.25) 单弯单扶螺杆+Ф158mm无磁钻铤×1根+Ф169mm LWD无磁悬挂×1根+Ф127mm无磁承压钻杆×1根+Ф127mm加重钻杆×45根+Ф127mm钻杆

钻进参数:钻压140-180KN, 泵压16-19MPa, 钻速螺杆+50r min, 排量28-32L/s, 密度为1.20g/cm3, 粘度52s, 失水5-6m L, 切力4.5/17, 5Pa。

考虑下部地层古老, 可钻性较差, 采用1.25°单弯单扶螺杆配合MD537HX钻头, 以复合钻进为主, 适当定向对轨迹进行调整保证顺利施工。钻进至井深3683m位置, 井斜41°, 方位227°, 垂深3620.86m, 闭合位移223.17m, 闭合方位224.72°, 预测井底靶心距2.96m (实钻多点靶心距1.66m) , 圆满地完成了斜导眼钻探施工任务。

2.主井眼侧钻及斜井段施工

(1) 侧钻 (3368-3372m)

斜导眼完钻后, 于4月22日接到新的地质补充设计, 目标点垂深、方位、位移等参数调整如下:

(1) 8个目标点海拔按电测解释数据下调1.8m左右;

(2) 入窗点位移增加100m (调整为450m) ;

(3) 目标点方位调整20° (调整为245°) 。

于4月23日下入1.5°单扶单弯螺杆配合HJT517GL牙轮钻头, 进行侧钻施工。

钻具组合:Ф215.9mm钻头+Ф172mm (1.5°) 单扶单弯螺杆+Ф158mm无磁钻铤×1根+Ф171mm LWD无磁悬挂×1根+Ф127mm无磁承压钻杆×1根+Ф127mm加重钻杆×45根+Ф127mm钻杆

钻井参数:钻压0-20KN, 泵压16-19MPa, 排量28-32L/s, 密度1.24g/cm3, 粘度84s, 失水5m L, 切力4/29Pa。

由于靖平61-10井是在扫塞至井深3368m后, 得到最新地质调整设计。故采用1.5°单弯单扶螺杆配合HJT517GL钻头从3368米开始侧钻, 侧钻过程中工具面对着70-90R, 采用零钻压进行控时钻进 (2h/m) , 通过返出水泥含量减小、地层岩屑含量增加判断进入新地层后开始逐渐加压, 控时钻进4m后侧钻成功。

(2) 增井斜转水平井段 (3372-3830m)

钻具组合:Ф215.9mm钻头+Ф172mm (1.5°/1.25°) 单扶单弯螺杆+Ф158mm无磁钻铤×1根+Ф171mm LWD无磁悬挂×1根+Ф127mm无磁承压钻杆×1根+Ф127mm加重钻杆×9根+Ф127mm钻杆×36根+Ф127mm加重钻杆×29根+Ф127mm钻杆

钻井参数:钻压150-180KN, 泵压16-19MPa, 钻速螺杆+30r min, 排量28-32L/s, 密度1.24g/cm3, 粘度84s, 失水5m L, 切力429Pa。

3800m为入窗点, 轨迹数据为:井斜83.86°, 方位242.51°, 垂深3584.79m, 闭合位移393.70m。根据地质要求入窗后钻30m口袋, 并且将井斜逐步调整至91±0.5°, 现场根据LWD测斜数据预测3830m处轨迹数据如下:井斜91°, 闭合方位244.49°, 垂深3586.06m, 闭合位移423.63m。各项参数符合甲方要求, 顺利中完。

摘要：靖平61-10井是长南油田部署在鄂尔多斯盆地伊陕斜坡构造上的第一口超薄气藏深层水平井, 施工中优化钻井参数精心施工, 形成了一套大位移超薄气层水平井钻井技术, 优质、高效地完成了施工任务, 为长南油田靖南地区油气开发做出较大贡献。

关键词：靖平61-10水平井,薄气藏,大位移,LWD,轨迹控制,定向钻进