论文部分内容阅读
摘要：滴404井是新疆油田为提高储量动用，降低采气成本而进行的一口开发井，是该区块首口大位移侧钻水平井。通过MWD +伽马探管技术（随钻测井）在滴404井的实践应用，也能够有效的发现气藏，井眼轨迹控制平稳并通过尝试应用楔形尺PDC钻头+单弯螺杆和液力推进器技术，实现了大位移提速目标，为克拉美丽气田大位移小井眼水平井开发油气藏提供了很好的借鉴经验
主题词：侧钻水平井;大位移;MWD+伽马轨迹控制
1.滴404井概况
滴404井是滴西14井区部署的一口评价井，位于滴西14复合岩体东南部。2008年4月19日开钻，6月29日完钻，完钻井深3900m，完钻层位石炭系。石炭系钻遇岩性主要为暗色泥岩、沉凝灰岩、凝灰岩及煤层，无油气显示。
为进一步证明中上部为老井侧钻有利区域。滴西14复合岩体南部是开发动用的有利区域。该区其它老井侧钻证实，石炭系上部储层为有利储层，是滴404井侧钻目的层，为了提高气层钻遇长度和储量动用，采用水平井方式实施侧钻。2.本井工程地质设计与技术难点：
2.1滴404井基本情况
设计井深4237.14m，垂深3649.3m，设计方位266°，井身剖面采用增-稳增-稳，两段造斜率分别为都为6/30m、5/30m，造斜点3280m（白碱滩组），最大井斜91.30°。井身结构为：裸眼完井压裂管柱完井。
该井普遍存在的问题是：造斜段轨迹控制难，地层造斜率低，梧桐沟组存在大段红褐色泥岩，易泥包钻头。靶窗着陆前后存在石炭系风化壳易漏地层。提前进入石炭系巴山组（C2b）（水平段钻进）导致变更井眼轨迹，需快速将井斜挑至89°。鉴于地层原因和地质预告的不确定性，通过积极运用MWD +伽马探管和液推技术顺利穿越了造斜段，完成水平位移 838m，实现了该区块水平段平均机速 1.23m/ h的突破，使小井眼水平井快速钻井技术日益成熟。
2.2水平段靶点设计
滴404井目的层位石炭系巴山组砂带上，靶前位移550m，入靶点A气层对应垂深3630.3m，预测入靶处目的层段气层厚度19m，水平延伸321m后，末端预测气层厚度19m。而在实钻过程中，该井于井深3862m、井斜74.85°、位移421m、海拔-2992.2m处钻遇灰色荧光安山岩，较设计（-3002m）提高了9.8m，靶前位移缩短了54m，若按原设计轨迹执行，地质效果难以保证。建议按工程能力增斜至89.0°后稳斜钻进，同时增加中间控制点C靶点，重新设计A靶点、B靶点。建议C靶点坐标为Y：15562811.1、X：5017386.4，海拔为-3004.0m;A靶点坐标不变，海拔为-3005.1m;B靶点坐标不变，海拔为-3009.5m变更为宽10m、高12m的矩形靶窗。见图1。
2.3施工技术难点：
侧钻井眼轨迹技术实施有一定难度。（图1设计靶点位置图）要造斜段同时要满足变更后设计轨迹和原A、B点靶窗不变要求，对轨迹施工要求较高。设计双增剖面对侧钻后轨迹的控制带来更多不确定因素。按照设计造斜率 12°/30m达到89.02°。直接提前进入水平段（靶前位移372.59m、 C点垂深3618.3m），要在50m的造斜段里完成垂深调整和准确着陆，对整个造斜段轨迹控制和施工进度很不利。
設计水平位移800m是该区块最长井段，施工难度与风险共存。一是侧钻后初终靶点垂深落差减为5m（设计19m），地质要求砂层钻遇率100%，探高或探底形成的局部大狗腿度会导致井壁失稳。二是解决防塌、加压困难及小井眼净化问题是水平段钻进面临的共性问题。MWD仪器总长15m，伽马传感器距离钻头9.5m，水平着陆进靶的关键井段及靶窗内良好气层的走向都是在预测基础上进行判断的。
3.技术对策
通过该区块已完井经验和侧钻前数据，确定的对策如下：采用直增或局部多微增剖面轨迹。首先考虑是在梧桐沟组增加一个稳斜段进行复合钻进，在（侧钻）造斜段使用1.75°螺杆，造斜率高，每个单根钻进中，造斜钻进段短，复合钻进段长，提高了钻进速度，降低了定向钻进时间和卡钻风险。
采用MWD +伽马探管技术进行井眼轨迹的扫描与跟踪。百口泉组地层相对稳定，侧钻钻具全力增斜。造斜段采用钾钙基有机盐钻井完井液体系提高造壁和降失水性。井斜 30°一40°后逐步提高密度做好物理防塌，调整润滑性能降低摩阻，带液力推进器解决拖压问题。水平段优化钻具组合，突出工具面的稳定性来降低轨迹回调形成的狗腿度。整个裸眼段施工采用顶驱装置，提高预防和处理井下复杂的实战性。
4.现场应用情况
滴404井采用海蓝MWD无线随钻测量仪器，井下工作环境温度适应在120°。（伽马）探管读取数据稳定，轨迹预测和处理软件为WPMS软件，具备井眼轨迹监控监测等功能模块。该井造斜段为3280一3677m、3862-3912共进行了五趟钻，井斜从3.43°增至88.59°后入靶点C，平均机速0.89m/h，最高机速1.1m/h。水平段共进行了四趟钻，井段3912一4280m，平均机速0.69m/h，最高机速1.23m/ h，实钻轨迹与最终变更设计吻合。
造斜钻进段短采用1.75°螺杆，造斜率高，在满足造斜率的情况下，复合钻进段长，提高了钻进速度，在定向过程中机械钻速低，由于增斜段多为全力定向，半小时活动一次钻具，降低了定向钻进时间和卡钻风险。优选适当的钻压、转速，同时定向人员需要通过调整定向长度及复合长度来保证井眼的圆滑和狗腿度的控制，保证能入靶。钻具组合：Φ118mmPDC钻头+ Φ95mm×1.75°螺杆+Φ95mm定向接头+Φ88.9mm无磁钻铤+Φ105mm浮阀+Φ73mm斜坡钻杆。
在稳斜段施工中，尽量都采用了复合钻进方式钻进，调整钻进参数，以增强稳斜效果，做到了轨迹平滑，降低摩阻和扭矩，及时进行短起下钻作业，每次都起至套管内，这样可以清除岩屑床，使井眼畅通，保证了井下的安全。
进入水平段后，为了控制好轨迹在靶区内运行，采用螺杆+MWD+伽玛的钻具组合，降低井下风险，通过勤测斜、勤预测、勤计算等办法，保证了油层钻遇率的同时轨迹控制在靶区之内。为了防止托压和长时间钻进砂子堆积形成岩屑床卡钻，提高泥浆的携砂能力和润滑性，及时短起下作业。
MWD施工井段3280m-4280m，共计1000m; MWD+GAMA施工井段3560m-4280m，共计720m。如图2：
5.结论
（1）滴404井是在φ139.7mm套管开窗、使用Φ118mm PDC+Φ95mm螺杆组合，进行侧钻施工的井，在Φ118mm井眼尺寸条件下，裸眼段段长到1020m，井眼曲率圆滑，完井管柱下入过程未出现任何阻卡情况。
（2）钻头选择针对性加强，在梧桐沟组泥岩井段，属致密性泥岩，钻时较慢，选用攻击性较强的4刀翼13mm复合片PDC钻头，最高机械钻速达到1.19m/h;在石炭系优选研磨性较强的5刀翼11mm复合片钻头，根据地层岩屑变化，及时调整钻头类型与之相适应，最高机械钻速达到1.23m/h，实现进一步提速效果。
（3）滴404开窗侧钻井钾钙基有机盐钻井完井液体系，实践证明该体系适合本区块的钻井施工任务。施工过程中，该体系成功避免了井漏、井塌等复杂情况，对梧桐沟组泥岩段有良好的抑制性，有效防止井眼缩径。在小井眼排量小的情况下，提供了极佳的携岩能力。其成膜封堵的特性，防止有害固相侵入地层，保护了油气层。在今后类似井的施工中，该钻井液体系可作为首选。
（4）本井施工中，采用北京海蓝公司生产的Φ48mm小井眼 MWD随钻测斜仪器。该工具抗高温，外径小，适合118mm井眼施工。
（5）滴404井共发生复杂井况1次，其原因有主要是下入水利振荡器入井后，泵压过高，没法满足钻进施工要求，提出钻具后发现定向接头公扣断裂在螺杆母扣中，后期打捞井下落伍耗时5天左右时间。施工中加强管理，一方面要严格落实工艺技术要求，督促操作人员严格执行工艺要求和操作规程，记录好工具使用时间，严格控制好工程技术参数。另一方面要认真分析地质资料和录井数据，做好地质预报和风险管控，减少工程复杂。
西部钻探井下作业公司
主题词：侧钻水平井;大位移;MWD+伽马轨迹控制
1.滴404井概况
滴404井是滴西14井区部署的一口评价井，位于滴西14复合岩体东南部。2008年4月19日开钻，6月29日完钻，完钻井深3900m，完钻层位石炭系。石炭系钻遇岩性主要为暗色泥岩、沉凝灰岩、凝灰岩及煤层，无油气显示。
为进一步证明中上部为老井侧钻有利区域。滴西14复合岩体南部是开发动用的有利区域。该区其它老井侧钻证实，石炭系上部储层为有利储层，是滴404井侧钻目的层，为了提高气层钻遇长度和储量动用，采用水平井方式实施侧钻。2.本井工程地质设计与技术难点：
2.1滴404井基本情况
设计井深4237.14m，垂深3649.3m，设计方位266°，井身剖面采用增-稳增-稳，两段造斜率分别为都为6/30m、5/30m，造斜点3280m（白碱滩组），最大井斜91.30°。井身结构为：裸眼完井压裂管柱完井。
该井普遍存在的问题是：造斜段轨迹控制难，地层造斜率低，梧桐沟组存在大段红褐色泥岩，易泥包钻头。靶窗着陆前后存在石炭系风化壳易漏地层。提前进入石炭系巴山组（C2b）（水平段钻进）导致变更井眼轨迹，需快速将井斜挑至89°。鉴于地层原因和地质预告的不确定性，通过积极运用MWD +伽马探管和液推技术顺利穿越了造斜段，完成水平位移 838m，实现了该区块水平段平均机速 1.23m/ h的突破，使小井眼水平井快速钻井技术日益成熟。
2.2水平段靶点设计
滴404井目的层位石炭系巴山组砂带上，靶前位移550m，入靶点A气层对应垂深3630.3m，预测入靶处目的层段气层厚度19m，水平延伸321m后，末端预测气层厚度19m。而在实钻过程中，该井于井深3862m、井斜74.85°、位移421m、海拔-2992.2m处钻遇灰色荧光安山岩，较设计（-3002m）提高了9.8m，靶前位移缩短了54m，若按原设计轨迹执行，地质效果难以保证。建议按工程能力增斜至89.0°后稳斜钻进，同时增加中间控制点C靶点，重新设计A靶点、B靶点。建议C靶点坐标为Y：15562811.1、X：5017386.4，海拔为-3004.0m;A靶点坐标不变，海拔为-3005.1m;B靶点坐标不变，海拔为-3009.5m变更为宽10m、高12m的矩形靶窗。见图1。
2.3施工技术难点：
侧钻井眼轨迹技术实施有一定难度。（图1设计靶点位置图）要造斜段同时要满足变更后设计轨迹和原A、B点靶窗不变要求，对轨迹施工要求较高。设计双增剖面对侧钻后轨迹的控制带来更多不确定因素。按照设计造斜率 12°/30m达到89.02°。直接提前进入水平段（靶前位移372.59m、 C点垂深3618.3m），要在50m的造斜段里完成垂深调整和准确着陆，对整个造斜段轨迹控制和施工进度很不利。
設计水平位移800m是该区块最长井段，施工难度与风险共存。一是侧钻后初终靶点垂深落差减为5m（设计19m），地质要求砂层钻遇率100%，探高或探底形成的局部大狗腿度会导致井壁失稳。二是解决防塌、加压困难及小井眼净化问题是水平段钻进面临的共性问题。MWD仪器总长15m，伽马传感器距离钻头9.5m，水平着陆进靶的关键井段及靶窗内良好气层的走向都是在预测基础上进行判断的。
3.技术对策
通过该区块已完井经验和侧钻前数据，确定的对策如下：采用直增或局部多微增剖面轨迹。首先考虑是在梧桐沟组增加一个稳斜段进行复合钻进，在（侧钻）造斜段使用1.75°螺杆，造斜率高，每个单根钻进中，造斜钻进段短，复合钻进段长，提高了钻进速度，降低了定向钻进时间和卡钻风险。
采用MWD +伽马探管技术进行井眼轨迹的扫描与跟踪。百口泉组地层相对稳定，侧钻钻具全力增斜。造斜段采用钾钙基有机盐钻井完井液体系提高造壁和降失水性。井斜 30°一40°后逐步提高密度做好物理防塌，调整润滑性能降低摩阻，带液力推进器解决拖压问题。水平段优化钻具组合，突出工具面的稳定性来降低轨迹回调形成的狗腿度。整个裸眼段施工采用顶驱装置，提高预防和处理井下复杂的实战性。
4.现场应用情况
滴404井采用海蓝MWD无线随钻测量仪器，井下工作环境温度适应在120°。（伽马）探管读取数据稳定，轨迹预测和处理软件为WPMS软件，具备井眼轨迹监控监测等功能模块。该井造斜段为3280一3677m、3862-3912共进行了五趟钻，井斜从3.43°增至88.59°后入靶点C，平均机速0.89m/h，最高机速1.1m/h。水平段共进行了四趟钻，井段3912一4280m，平均机速0.69m/h，最高机速1.23m/ h，实钻轨迹与最终变更设计吻合。
造斜钻进段短采用1.75°螺杆，造斜率高，在满足造斜率的情况下，复合钻进段长，提高了钻进速度，在定向过程中机械钻速低，由于增斜段多为全力定向，半小时活动一次钻具，降低了定向钻进时间和卡钻风险。优选适当的钻压、转速，同时定向人员需要通过调整定向长度及复合长度来保证井眼的圆滑和狗腿度的控制，保证能入靶。钻具组合：Φ118mmPDC钻头+ Φ95mm×1.75°螺杆+Φ95mm定向接头+Φ88.9mm无磁钻铤+Φ105mm浮阀+Φ73mm斜坡钻杆。
在稳斜段施工中，尽量都采用了复合钻进方式钻进，调整钻进参数，以增强稳斜效果，做到了轨迹平滑，降低摩阻和扭矩，及时进行短起下钻作业，每次都起至套管内，这样可以清除岩屑床，使井眼畅通，保证了井下的安全。
进入水平段后，为了控制好轨迹在靶区内运行，采用螺杆+MWD+伽玛的钻具组合，降低井下风险，通过勤测斜、勤预测、勤计算等办法，保证了油层钻遇率的同时轨迹控制在靶区之内。为了防止托压和长时间钻进砂子堆积形成岩屑床卡钻，提高泥浆的携砂能力和润滑性，及时短起下作业。
MWD施工井段3280m-4280m，共计1000m; MWD+GAMA施工井段3560m-4280m，共计720m。如图2：
5.结论
（1）滴404井是在φ139.7mm套管开窗、使用Φ118mm PDC+Φ95mm螺杆组合，进行侧钻施工的井，在Φ118mm井眼尺寸条件下，裸眼段段长到1020m，井眼曲率圆滑，完井管柱下入过程未出现任何阻卡情况。
（2）钻头选择针对性加强，在梧桐沟组泥岩井段，属致密性泥岩，钻时较慢，选用攻击性较强的4刀翼13mm复合片PDC钻头，最高机械钻速达到1.19m/h;在石炭系优选研磨性较强的5刀翼11mm复合片钻头，根据地层岩屑变化，及时调整钻头类型与之相适应，最高机械钻速达到1.23m/h，实现进一步提速效果。
（3）滴404开窗侧钻井钾钙基有机盐钻井完井液体系，实践证明该体系适合本区块的钻井施工任务。施工过程中，该体系成功避免了井漏、井塌等复杂情况，对梧桐沟组泥岩段有良好的抑制性，有效防止井眼缩径。在小井眼排量小的情况下，提供了极佳的携岩能力。其成膜封堵的特性，防止有害固相侵入地层，保护了油气层。在今后类似井的施工中，该钻井液体系可作为首选。
（4）本井施工中，采用北京海蓝公司生产的Φ48mm小井眼 MWD随钻测斜仪器。该工具抗高温，外径小，适合118mm井眼施工。
（5）滴404井共发生复杂井况1次，其原因有主要是下入水利振荡器入井后，泵压过高，没法满足钻进施工要求，提出钻具后发现定向接头公扣断裂在螺杆母扣中，后期打捞井下落伍耗时5天左右时间。施工中加强管理，一方面要严格落实工艺技术要求，督促操作人员严格执行工艺要求和操作规程，记录好工具使用时间，严格控制好工程技术参数。另一方面要认真分析地质资料和录井数据，做好地质预报和风险管控，减少工程复杂。
西部钻探井下作业公司