定向井開路預(yù)斜創(chuàng)新技術(shù)在渤海油田的應(yīng)用

摘 要：開路預(yù)斜鉆井技術(shù)，是當(dāng)今鉆井工程領(lǐng)域的新技術(shù)，也是一項高難度的技術(shù)。在渤海油田，隨著油田開發(fā)及生產(chǎn)形勢需要，在大平臺小井距叢式井作業(yè)中，由于有時要考慮到井眼碰撞或減輕后續(xù)井作業(yè)難度，對某些特殊井在表層鉆進(jìn)時，要進(jìn)行預(yù)斜作業(yè)，以達(dá)到調(diào)整軌跡的目的。

關(guān)鍵詞：渤海油田；預(yù)斜技術(shù)；開路鉆進(jìn)；應(yīng)用效益

前言

表層開路預(yù)斜技術(shù)是一項針對性的技術(shù)，在渤海灣三個油田大位移井中應(yīng)用成效顯著，六口大位移井均實施成功，不僅實現(xiàn)了渤海油田大位移井的首次突破，還完成了油田滾動開發(fā)及后期調(diào)整目標(biāo)。此項技術(shù)在大位移井的成功實施，不僅節(jié)省了數(shù)億元的新建平臺工程費用，還取得了當(dāng)年提出井位當(dāng)年即見產(chǎn)的成果。相比之下可以說是投入少，見效快。

在現(xiàn)場作業(yè)時，不同的區(qū)塊表層預(yù)斜的具體方法與步驟基本相同。因此，可以從所用的工具與設(shè)備、鉆進(jìn)參數(shù)及作業(yè)技術(shù)措施等方面來討論和分析表層預(yù)斜的基本方法。

1 技術(shù)特點

1.1 預(yù)斜鉆進(jìn)的特點

根據(jù)《海洋鉆井手冊》定義，利用導(dǎo)向組合造斜，使井眼軌跡朝與鄰井距離較大的方向偏移，當(dāng)鉆進(jìn)至安全井段后，再將方位和井斜調(diào)整到設(shè)計的方位與井斜。

（1）鉆進(jìn)、倒劃眼等作業(yè)過程中，頂驅(qū)扭矩波動范圍較大；（2）鉆進(jìn)及起下鉆過程中，遇阻卡情況頻繁；（3）由于井眼軌跡的特殊性，對鉆具剛性、扭曲等是不小的挑戰(zhàn)。

1.2 渤海淺部地層預(yù)斜難點

由于渤海各油田特征差異大，部分井由于起下鉆難導(dǎo)致惡性卡鉆事故，造成井眼報廢。針對上述情況，主要可歸納為以下幾個難點：

（1）斷層及砂巖多易導(dǎo)致井漏。（2）鉆具磨損程度高，易導(dǎo)致鉆具損傷及斷裂。（3）扭矩高，鉆井、測井風(fēng)險大。（4）軟泥巖易吸水膨脹，易導(dǎo)致縮徑卡鉆。（5）泥巖粘附性強(qiáng)，井眼清潔難度大。（6）長裸眼段井壁穩(wěn)定性差。

綜上所述，根據(jù)不同油田的特征，定向井表層預(yù)斜技術(shù)的應(yīng)用也千差萬別。在技術(shù)的實施過程中，不僅要關(guān)注地層的客觀實在、鉆具組合的剛性及扭曲，還要時刻結(jié)合定向及軌跡和鉆井參數(shù)，著眼于正口井的設(shè)計，來進(jìn)行實施。

2 定向井表層預(yù)斜

根據(jù)中國海上鉆完井作業(yè)與設(shè)計相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中的《叢式井防碰與碰后處理要求》，針對海上新建的油氣田，叢式井設(shè)計分離系數(shù)宜不小于1.5，常壓油田的加密調(diào)整井設(shè)計分離系數(shù)應(yīng)大于1.0，異常高壓的油田、氣油比大于350的油田、氣田的加密調(diào)整井設(shè)計分離系數(shù)應(yīng)大于1.5。采用分離系數(shù)結(jié)合理論井眼間距的方法來判別防碰掃描，針對海洋油氣田表層鉆進(jìn)預(yù)斜，又是一項全新的挑戰(zhàn)。

2.1 創(chuàng)新井身結(jié)構(gòu)

根據(jù)油田地質(zhì)特點，把井身結(jié)構(gòu)分段進(jìn)行考慮。創(chuàng)造性地設(shè)計出針對渤海油田大位移井井身結(jié)構(gòu)，將表層套管下至第一造斜結(jié)束點，即17-1/2"井眼段進(jìn)行造斜，12-1/4"井眼段進(jìn)行穩(wěn)斜鉆進(jìn)。以提高作業(yè)安全度、避免事故率并為首批大位移井的安全實施奠定基礎(chǔ)。

2.2 創(chuàng)新作業(yè)工藝

針對大位移井及地質(zhì)特點，應(yīng)用具有世界領(lǐng)先水平的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是一種新型的鉆井技術(shù)，它與傳統(tǒng)的馬達(dá)鉆具不同，在旋轉(zhuǎn)過程中即能實現(xiàn)定向鉆井的目的，從而進(jìn)入不同的油藏。利用該工具特點，在井眼軌跡控制、環(huán)空當(dāng)量泥漿比重監(jiān)測、井下鉆具狀況跟蹤等方面進(jìn)行施工創(chuàng)新。

定向井軌跡的全局掌控，可以使用專業(yè)公司的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，以代替螺桿鉆具的滑動鉆進(jìn)，以保障套管在長裸眼段中順利下入。

根據(jù)隨鉆測量工具監(jiān)測環(huán)空當(dāng)量密度，創(chuàng)造性地摸索出短起下規(guī)范及循環(huán)時機(jī)，始終將液柱壓力維持在某一水平，平衡地層壓力并維持井壁穩(wěn)定，利用短起下規(guī)范措施來消除地應(yīng)力對井壁帶來的不良影響，有效規(guī)避了作業(yè)風(fēng)險，避免惡性事故發(fā)生。

在井下鉆具狀況跟蹤方面，根據(jù)從地面儀器采集出來的井下實時傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確認(rèn)鉆具工作是否正常，從而制訂下部作業(yè)計劃。其原理是利用井下工具特有功能將表征工具運行狀態(tài)的信號利用脈沖傳輸?shù)降孛娴慕邮昭b置并進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，再根據(jù)轉(zhuǎn)換后的參數(shù)進(jìn)行處理判斷從而確定井下工具運行情況。利用該功能，還及時監(jiān)測出JZ9-3油田一口井的井下鉆具發(fā)生刺漏情況，進(jìn)行了及時處理，避免了鉆具斷裂事故的發(fā)生。

另外，針對大位移井扭矩大、易漏的特點，在8-1/2"井眼中使用5"DP+5-7/8"DP復(fù)合鉆具，復(fù)合鉆具的使用，使得8-1/2"井眼鉆進(jìn)扭矩大為降低，另外還降低井漏風(fēng)險。

2.3 軌跡控制要求

在井眼軌跡設(shè)計階段，盡量避免軌跡三維大幅度變化，優(yōu)化設(shè)計，在滿足工程作業(yè)要求下，盡可能降低造斜率。在現(xiàn)場的作業(yè)過程中，了解地層變化，及時優(yōu)化參數(shù)。當(dāng)前海洋石油表層鉆進(jìn)多選用17-1/2"井段的設(shè)計思路。根據(jù)叢式井的實際情況，進(jìn)行分批次的表層定向井跳打作業(yè)，若無嚴(yán)重的定向井防碰風(fēng)險，可使用PDC鉆頭鉆進(jìn)，若實鉆過程中，出現(xiàn)防碰征兆，建議使用牙輪鉆頭。為提高淺層造斜率，可以使用鉆頭水眼全開并選用彎角為1.5°的螺桿鉆具。

2.4 鉆井參數(shù)

鉆壓是影響預(yù)斜效果的重要鉆井參數(shù)。鉆壓過高，根據(jù)底部鉆具的受力情況來看，井斜增加相對較快，但底部鉆具的反扭角相對較大，對預(yù)斜初始的方向有一定程度上的影響；然而當(dāng)鉆壓施加的太低，則效果剛好會相反。在現(xiàn)場作業(yè)時，具體多大鉆壓應(yīng)視實際作業(yè)情況來調(diào)整。

2.5 防碰風(fēng)險

防碰作業(yè)一直以來都是定向井作業(yè)的心腹大患。在定向井表層預(yù)斜作業(yè)中，此項隱患體現(xiàn)的更為突出。因此，如何滿足作業(yè)需求，達(dá)到預(yù)斜的目的，又要降低防碰概率，把防碰的風(fēng)險降到最低限度，是需要嚴(yán)格審核的一道關(guān)卡。因此，在油田開發(fā)方案編制的過程中，必須考慮表層預(yù)斜的實際效果與可能出現(xiàn)的情況，經(jīng)過模擬以及優(yōu)化調(diào)整定向井軌跡方案之后，再進(jìn)行防碰掃描，確認(rèn)批次表層鉆進(jìn)時，井與井之間的分離系數(shù)，努力將防碰風(fēng)險降低，杜絕作業(yè)經(jīng)驗主義。需要注意的是，在工程錘入的部分隔水導(dǎo)管往往會出現(xiàn)偏斜的情況，出現(xiàn)的情況是隔水導(dǎo)管的井斜在0.3-1.1°，且方位無規(guī)律，對表層預(yù)斜會有比較明顯的影響，針對此情況，表層作業(yè)時隔水管內(nèi)MWD測斜，偏斜會出現(xiàn)嚴(yán)重的后果，此時可考慮提前陀螺復(fù)測軌跡，做好隔水管偏斜預(yù)案。

3 結(jié)束語

開路預(yù)斜技術(shù)是一門綜合技術(shù)，在渤海油田新的開發(fā)及調(diào)整形勢下，首批大位移井的成功實施不僅標(biāo)志著渤海油田的鉆井技術(shù)上升到一個新的水平，而且給油田滾動開發(fā)及后期調(diào)整提供了新的思路。針對渤海灣平原組極軟地層特點，有效地采用靈活的淺層預(yù)斜的各種具體措施，充分利用平臺有限的槽口資源，成功地運用淺層預(yù)斜和防碰繞障的基本方法，為油田的順利開發(fā)打下良好的基礎(chǔ)，為渤海灣其他平臺淺層造斜與繞障作業(yè)有著重要的借鑒意義。

該技術(shù)具有投入少、見效快的優(yōu)點。雖然當(dāng)前國際原油價格低迷，石油類處于寒冬時期，且低迷的油價對于石油鉆探的挑戰(zhàn)和成本一直是與日俱增，但是對于全新技術(shù)的開發(fā)與研究，尤其是像此類能顯著提高效率的全新工藝的應(yīng)用是值得肯定和推廣的。針對具備衛(wèi)星型區(qū)塊的油田來說，可利用大位移井實現(xiàn)開發(fā)，給油田開發(fā)帶來新的活力。另外，大位移井相關(guān)鉆井技術(shù)也可借鑒到其他類型井中，從而提升整體鉆井技術(shù)水平，提高油田開發(fā)效益。

參考文獻(xiàn)

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[3]海上鉆完井工程設(shè)計編寫規(guī)范及指南[S].

[4]海上油田總體開發(fā)方案編制要求[S].

作者簡介：陳宇同（1982-），男，河北滄州人，在職碩士研究生，工程師，研究方向：鉆井工程與井控技術(shù)。