唐7-斜65井轨迹优化与控制技术

一、设计概况

地质设计概况

地层:该区地层发育齐全, 自下而上发育了沙四段、沙三段、沙二段、沙一段、东营组、馆陶组、明化镇组及平原组。该井目的层为沙三上。

构造:唐7-斜60块是由两条近东西向的断层被一条近北东向断层切割形成的断块油藏, 地层西高东低, 北界断层北倾, 断距约100-150米;南界断层南倾, 断距约70-100米;西界断层西倾, 断距约150-200米。

二、剖面设计与优选

针对唐7-斜65井采用是空间五段制剖面设计, 我们打破传统组合控制井身轨迹理念:

1. 采取“分井段变曲率”和“紧盯一靶兼顾二靶”控制思想使井眼轨迹更平滑, 解决大斜度定向井钻具摩阻大和转盘扭矩大技术难点。为使井眼轨迹平滑, 降低摩阻和扭矩, 提高电测一次成功率。本井定向施工时, 有意识的控制造斜段的狗腿度 (通过上提造斜点20m-30m, 将狗腿度控制在12°/100m--14°/100m) , 后造斜率控制在15°/100m--16°/100m。这样设计出来的井身剖面更加平滑, 且全井无降斜段, 最大井斜角在井底, 更有利于电测等完井作业

2. 掌握了唐7区块地层造斜规律合理利用造斜规律来增斜, 有效减少了滑动进尺, 把节约下来的时间用于导向钻进, 增加了机械钻速。

在0<α<45°时, 当井身轨迹走向垂直地层倾向时, 容易产生井斜自然造斜率较高。

三、轨迹控制过程

1. 直井井段:

(1) 一开使用塔式钟摆钻具组合, 低压吊打。

(2) 二开组合:采用18米单扶钟摆钻具组合, 并带178mm无磁钻铤及挡板。Φ215.9*3A+ (挡板) +Φ178NMDC*1根+Φ178DC*1根+Φ214SST+Φ178DC*3柱+Φ165DC*2柱+Φ127DP。

(3) 二开先低压钻进, 控制钻压在30-50 k N, 待钻铤出管鞋后逐渐加压至80-100k N, 认真做好直井段防斜打直工作。使用Φ180mm缸套泵钻进。

(4) 钻进至1000米开始进行工程测斜, 并及时汇报。测斜间距不超过300米, 最大井斜尽量控制在1.2度以内。井斜超过1.5度, 进行吊打, 并加密测斜。

(5) 根据测斜情况, 1000m之后可加压至100-120k N。

(6) 钻进过程中如果钻遇砾石层, 待穿过砾石层后, 视钻头使用情况, 若钻时较慢, 起钻更换PDC钻头。起钻前投测电子多点并准确记录每柱钻具坐卡时间。

(7) PDC钻头钻压控制在30-50k N, 测斜间距不超过200m, 每钻进300米进行一次短程起下钻, 保证井眼顺畅。

2. 斜井段:

(1) 定向组合:Ø215.9定向专用PDC+Ø172单弯螺杆 (1.25°) +回压阀尔+无磁定向接头+Ø165NMDC×1根 (YST-48R) +Ø127HWDP×10柱+Ø127DP

(2) 本井设计造斜点为2322.80m, 在现场施工时通过上提造斜点32m实现了“分井段变曲率”即:由上部13°-14.0°/100m, 渐增到下部的15°-16°/100m, 从使井眼轨迹更平滑, 解决大斜度定向井钻具摩阻大和转盘扭矩大技术难点。

(3) 根据已掌握唐7-斜60断块地层造斜规律情况及本井设计剖面地层产状情况。本井设计设增斜段至井深2769.41m, 而实际定向钻井至井深2569.89米, 将井斜增至45°左右, 钻进所用时间为80:00h。模拟待钻轨迹入靶导向增斜率满足5-7°/100米时进行复合钻进, 从井深2569.89m复合钻进至井深2750.37m (井斜:53.09°) , 中间没有滑动钻进。复合钻进进尺达到180.48m, 所用时间为16:20h。为了中B靶从井深2750.37m开始滑动钻进造斜14m, 用时8:00h。后复合钻进至井深2925.79m (67.85°) 用时18:30h。整个井段没有降斜段, 保证后期完井作业顺利进行。

(4) 自井深2925.79m下入3m短棱稳定器组合钻至井深3103.0m (井斜:65.13°) 。下短棱稳定器组合的意义:为了拖拉井壁保证井眼规则、保证电测等后期完井作业的顺利。

3. 主要技术措施

(1) 应注重岩屑的清除工作, 排量应满足设计要求, 泥浆应保证良好的流变性及携岩能力, 严防岩屑床的形成, 要求每钻进200-300m后短程起下钻1次, 下钻到底后洗井1-2周, 待井眼畅通后, 再继续钻进;

(2) 钻进过程中, 如果钻压传递困难, 可进行短起下钻, 消除岩屑床, 调整好泥浆性能, 保证泥浆的润滑性和携岩能力。

(3) 复合钻进时, 改变以往根据钻压扶钻的模式, 变成以钻压为主, 参照泵压, 泵压升量控制在2.0Mpa-3.0Mpa左右, 扶钻均匀跟上泵压, 提高机械钻速。

结论与建议

1.采用“分井段变曲率”和“紧盯一靶兼顾二靶”控制思想使井眼轨迹更平滑, 解决大斜度定向井钻具摩阻大和转盘扭矩大技术难点

2.总结合理推断唐7块井斜自然造斜率, 并充分利用地层自然造斜力完成对大斜度定向井稳斜段轨迹控制, 提高了机械钻速。

3.设计轨道优化后, 实钻圆弧段减少, 复合钻进的滑动调整段减少, 而且地层可钻性好, 因此可以选用时效更高的单排五刀翼PDC钻头钻进, 在满足滑动造斜的同时, 获得更高的复合钻速。

4.唐7-斜65大斜度定向井轨迹优化与控制技术解决以往为控制轨迹反复起下钻问题, 机械钻速得到提高。经济效益明显, 具有较高的推广应用价值。

摘要：本文重点分析了如何采用分井段变曲率优化唐7-斜65井剖面和整体兼顾的轨迹控制理念, 改变以往组合控制轨迹的观念, 完成长达1000多m斜井段的控制, 有效减少井下复杂机率, 保证井下安全。总结唐7块地层自然造斜规律并加以利用地层自然造斜力, 减少滑动钻进进尺, 提高机械钻速。针对本井设计和轨迹控制经验进行总结、归纳, 为以后钻该类井提供了有益的借鉴, 实现提升钻井速度, 提高经济和社会效益。

关键词：分井段变曲率优化剖面,自然造斜力,机械钻速

参考文献

[1] 陈庭根, 管志川.钻井工程理论与技术[M].东营:中国石油大学出版社, 2000.

[2] 刘修善, 曲同慈, 孙忠国等.三维漂移轨道的设计方法[J].石油学报, 1995, 1 6 (4) :118-124.

[3] 李晓峰, 李庆铎, 张店油田大斜度定向井钻井技术.西部探矿工程2005年第7期.

[4] 李光翼, 牟德刚, 张浩, 曲104块大斜度井钻井技术实践, 石油钻探技术1997年第4期.