防碰技術在金縣1-1-A平臺的應用

孫曉飛 韓雪銀 和鵬飛 丁曉潔

（中海油能源發展監督監理技術分公司，天津 300452）

防碰技術在金縣1-1-A平臺的應用

孫曉飛 韓雪銀 和鵬飛 丁曉潔

（中海油能源發展監督監理技術分公司，天津 300452）

金縣1-1-A平臺開發井作業中，在平臺槽口有限、開發區域集中、斷層眾多軌跡受限、滾動開發地質認識不斷更新、靶點頻繁調整的背景下，充分考慮油田區塊內上部地層極軟不易造斜、館陶底礫巖井段滑動困難、隔水導管錘入偏斜等因素，統籌設計定向井軌跡、增加控制點、優化單井軌跡結構，通過應用表層預斜、防碰繞障、陀螺定向、表層直井段防斜打直等技術，配合優選鉆具組合、優選鉆井參數等措施，形成了一套完整的淺、深層防碰應對技術措施，成功完成金縣1-1-A平臺首批鉆井任務，為油田的順利開發打下較好的基礎，對金縣1-1-A平臺后續叢式井的開發以及渤海油田的二次跨越均有著重要的借鑒意義。

叢式井；防碰技術；金縣1-1-A平臺； 遼東灣

金縣1-1油田位于渤海遼東灣海域，處于郯廬斷裂的走滑帶上，構造的形成受走滑斷裂控制，斷層比較發育，主要呈北東向、北北東向以及近東西向展布，發育有21條主要斷層，其中南區發育有11條主要斷層。由此導致該油田開發過程中，鉆井軌跡受地層構造因素影響較大，尤其是目的層位置以及斷層分布嚴重限制了軌跡的布置范圍。

1 金縣1-1油田地質分層及巖性

平原組底垂深在海拔-372 m 左右，主要巖性為砂泥巖。明化鎮組底垂深在海拔-754 m 左右，厚層含礫砂巖夾泥巖。館陶組底垂深在海拔-1 120 m左右，上部為大套中砂巖、含礫中砂巖及砂礫巖夾泥巖，底部為泥巖與中砂巖、含礫中砂巖及砂礫巖呈不等厚互層。東營組底垂深在海拔-2 391 m 左右，主要巖性為泥砂巖互層。

2 工程設計及鉆井作業難點

金縣1-1油田A平臺設計共40個槽口，為4×5+4×5結構，槽口間距為2.0 m×1.8 m，8個角上為單筒雙井槽口，預留11個槽口，其中一期開發29口井，采用分井段批鉆方式進行。主要存在以下難點。

（1）井網密集，設計布井29口，要同時考慮同井組、井間以及已鉆探井之間防碰，技術要求高。

（2）開發目的層集中，靶點主要在平臺西南方向，導致所有井都朝向同一方向，加重了防碰風險，尤其深層防碰問題突出，如圖1為A平臺各井垂直投影圖。

圖1 JX1-1-A平臺垂直剖面圖

（3）由于隔水導管錘入時不能保證打直，鉆井過程測量顯示部分導管井斜大于0.5°，這對軌跡初期設計造成困難，加大了防碰難度。

（4）本區域上部地層疏松，不易造斜，同時超過一半的井設計為水平井，井段短，對整個井段造斜率要求高，著陸壓力大，軌跡調整范圍極其有限。

（5）施工中期，由于對地質情況的認識不斷加深，地質部門頻繁提出修改設計，相應軌跡設計做了調整，導致防碰問題更加突出。

3 鉆井技術措施

3.1 表層作業（?444.5 mm井眼）

對于表層設計直井段井，若表層井斜超標，不但不利于定向造斜，而且容易造成防碰風險。A平臺首批井中有24口設計表層為直井段，采用大鐘擺鉆具防斜打直［1］，鉆具組合：?444.5 mm鉆頭+X/O+?228.6 mm鉆鋌×2+?444.5 mm扶正器+X/O+?203.2 mm鉆鋌+?203.2 mm 浮閥接頭+?203.2 mm隨鉆震擊器+?127 mm加重鉆桿×14；優化鉆井參數，保持鉆壓小于 10 kN，排量 3 500～4 000 L/min，轉速 60～70 r/min，確保表層直井段井斜小于1°，起鉆時投測多點，結果表明大部分井斜在預計范圍內，這為后續井眼軌跡優化及防碰工作打下了較好基礎。

表層預斜是在定向井作業中為避免井眼碰撞而采取的有效措施［2］，金縣1-1-A平臺進行了5口井表層預斜作業（如表1），鉆具組合：?444.5 mm鉆頭+?244.5 mm鉆井液馬達+?425.45 mm扶正器+?203.2 mm浮閥接頭+?203.2 mm非磁鉆鋌+203.2 mm MWD+?203.2 mm非磁鉆鋌+?203.2 mm定向接頭+?203.2 mm 隨鉆震擊器 +X/O+?127 mm加重鉆桿×14。定向接頭用陀螺（GYRO）測斜儀器確定馬達的工具面，以便進行精準的初始定向作業。隨鉆測斜儀（MWD）可以及時判斷鉆頭所在位置有無磁干擾。如果無磁干擾，此時磁場強度Bt在正常范圍值，表明與鄰井距離相對比較安全［3］。也可結合定向井工程軟件Landmark及時防碰掃描。一般在表層作業時，由于叢式井表層集中，鄰井磁干擾比較強烈，有時根本就無法顯示出工具面。而陀螺（GYRO）定向時顯示的工具面因不受磁干擾的影響是準確的，跟磁場強度、鄰井套管等磁干擾源無關。因此，利用陀螺定向給出準確的造斜方位是預斜作業中的重要步驟。

表1 金縣1-1-A平臺表層預斜數據

3.2 ?311.2 mm井眼作業

本井段鉆井作業中，幾乎每口井都存在不同程度的淺層或深層防碰問題，由于井數較多，無法一一列舉，參考其他叢式井防碰技術措施［4-8］，現場制定了相應方案，下面以比較有代表性的A39H井為例，介紹在實際施工過程中防碰技術的應用。

3.2.1 A39H井作業背景 A39H井于2009年12月31日開始進行?311.2 mm井眼作業，使用內側槽口，為水平生產井，最終設計井深2 684 m，著陸井深2 445 m，著陸井斜85°，本井?311.2 mm井眼作業之前，A平臺已完鉆13口井，?311.2 mm井眼中完著陸13口井，由于完鉆及已著陸井較多，所以A39H井于上部防碰問題非常嚴重，并與另外2口井在深層有碰撞風險。

3.2.2 防碰掃描計算與軌跡調整

（1）淺層防碰。根據防碰掃描結果，A39H與A12H井在272～283 m處最小中心距為0.31～0.32 m；與A17井在248～253 m處最小井間距為1.64～1.67 m；與A19H井在364 m處最小井間距為1.45 m。可看出，A39H淺層防碰風險十分嚴重，因此進行了淺層三維繞障設計［9-10］，結果見下表 2，軌跡如圖 2。

表2 A39H淺層軌跡優化前后防碰掃描結果對比

圖2 淺層防碰繞障示意圖

（2）深層防碰。A39H井與A32H井兩井方位基本相同，所以在1 400 m以下井段兩井軌跡平行（見圖3），垂深相差15 m，針對該情況，在下部增加一個控制點，提前扭方位增加井間距。

圖3 A39H與A32H水平投影圖

（3）另外，地層方面因為該井要鉆穿館陶底礫巖（垂深1 100～1 200 m），根據現場施工經驗，在該地層鉆進很難控制工具面，且滑動困難，所以對原有的控制點做了調整，增加一段穩斜井段，使用馬達旋轉鉆進鉆穿館陶組。

3.2.3 實際作業情況 本井?311.2 mm井眼淺層防碰段采用銑齒牙輪鉆頭+常規馬達鉆具，二開旋轉鉆進至一次造斜點220 m。鉆井參數：鉆壓10～30 kN，排量 2 800～3 000 L/min，轉速 50 r/min；之后陀螺定向，安全順利鉆過表層防碰段，繼續鉆進至1 979 m，實際館陶底礫巖底深1 940 m（垂深1 215 m），鉆穿后更換為旋轉導向鉆具，根據實際測斜結果繼續優化軌跡，繼續鉆進至二開著陸井深2 445 m（斜深 2 445 m，井斜 85°，方位 207.60°，垂深 1 370.87 m）。整個井段鉆井作業順利，未與其他井發生任何淺層或深層碰撞，井身結構滿足設計要求。

4 結論

在金縣1-1-A平臺開發井作業中，通過表層預斜、防碰繞障、陀螺定向等措施技術，配合優選鉆具組合、合理鉆井參數等輔助措施，形成了一套完整的淺層、深層防碰應對技術措施，成功完成金縣1-1-A平臺首批鉆井任務，為油田的順利開發打下良好的基礎，對金縣1-1-A平臺后續叢式井的開發以及渤海油田的二次跨越均有著重要的借鑒意義。

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（修改稿收到日期 2013-03-03）

Application of anti-collision technology on JX1-1-A platform

SUN Xiaofei, HAN Xueyin, HE Pengfei, DING Xiaojie
（CNOOC Energy Supervision&Technology Company,Tianjin300452,China）

There are some limiting factors in operating of JX1-1-A platform development wells, such as the limited number of notch, concentrated well region, and frequent target adjustment for geological update. Taking account of the upper strata extremely soft,sliding diff i culties in conglomerate layer, and inclination of risers, we designed directional well trajectory and added control points to optimize trajectory for a single well. With the application of preventive oblique, anti-collision around obstacles, gyro direction, segments of deviation for shadow vertical wells, and combined with preferable BHA and reasonable drilling parameters, a complete set of shallow and deep anti-collision technologies was formed. The drilling task of JX1-1-A platform was successfully completed by these technologies, which making a good foundation for the development of the platform and Bohai Oilf i eld.

cluster wells；anti-collision technology；JX1-1-A platform；Liaodong Bay

孫曉飛，韓雪銀，和鵬飛，等.防碰技術在金縣1-1-A平臺的應用［J］. 石油鉆采工藝，2013，35（3）：48-50.

TE21

B

1000 – 7393（ 2013 ） 03 – 0048 – 03

孫曉飛，1982年生。2005年畢業于中國石油大學（華東）石油工程專業，現任遼東灣項目副經理、鉆井總監。電話：13502137350。E-mail：sunxf2@cnooc.com.cn。

〔編輯

薛改珍〕