焦頁40-1HF水平井軌跡控制的實(shí)踐

楊強(qiáng)豪（中石化中原石油工程有限公司鉆井二公司，河南濮陽457001）

焦頁40-1HF水平井軌跡控制的實(shí)踐

楊強(qiáng)豪（中石化中原石油工程有限公司鉆井二公司，河南濮陽457001）

焦頁40-1HF井是涪陵頁巖氣田龍馬溪組開發(fā)的一口頁巖氣水平井，位于川東高陡褶皺帶包鸞－焦石壩背斜帶焦石壩構(gòu)造，完鉆井深4320m，水平位移2290.81m。在分析地層因素和軌跡控制難點(diǎn)基礎(chǔ)上，通過對直井段、斜井段和水平段的軌跡精細(xì)控制，優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)，應(yīng)用MWD和LWD實(shí)現(xiàn)軌跡的適時監(jiān)控，達(dá)到了A、B點(diǎn)的精確中靶，井身質(zhì)量合格，現(xiàn)場工藝應(yīng)用效果良好。

MWD；LWD；鉆具結(jié)構(gòu)；軌跡控制；水平井；頁巖氣；焦石壩

焦頁40-1HF井是涪陵頁巖氣田龍馬溪組開發(fā)的一口頁巖氣水平井，位于川東高陡褶皺帶包鸞－焦石壩背斜帶焦石壩構(gòu)造，完鉆井深4320m，水平位移2290.81m，A靶點(diǎn)垂深2487m，方位330.13°；B靶點(diǎn)垂深2459m，方位346.74°。最大井斜93.3°，最大全角變化率為28.67°/100m。

一、軌跡控制難點(diǎn)分析

1.上部直井段為古老海相地層，膠結(jié)致密、巖石硬度高，飛仙關(guān)組薄層互層多、軟硬交錯、鉆進(jìn)過程中跳鉆嚴(yán)重，易斜。

2.Φ311.2mm井眼定向造斜難度大，軌跡不易控制。斜井段長，三維井扭方位的工作量大，而且井斜角大的井段扭方位更困難，工具面難控制；

3.井斜大于55°龍馬溪組斜井段方位調(diào)整困難。水平段泥頁巖的不穩(wěn)定易垮塌，易形成巖屑床，給水平段軌跡控制帶來安全隱患。

二、軌跡控制技術(shù)應(yīng)用

1.直井段防斜打直軌跡控制技術(shù)

（1）Ф406.4mm井眼直井段（53.18m-609.37m）

采用塔式鉆具組合進(jìn)行防斜，確保表層井段打直。鉆具結(jié)構(gòu)：Ф406.4mmPDC鉆頭+Ф244mm雙扶直螺桿+回壓凡爾+Ф 228.6mm減震器+Ф279.4mmDC×3根+Ф228.6mmDC×3根+Ф 203.2mmDC×6根+旁通閥+Ф127mmHWDP×6根+Ф127mmDP。

（2）Ф311.2mm井眼直井段（609.37m-1000m）

1）采用塔式鉆具組合和雙扶直螺桿加PDC鉆頭，起到防斜打直和提高機(jī)械鉆速的效果，并根據(jù)井下情況優(yōu)化鉆井參數(shù)。

2）每鉆200m進(jìn)行一次單點(diǎn)測斜，嚴(yán)格控制直井段的井斜。

3）鉆遇層位交界面或快鉆時，采取調(diào)整鉆壓、改變轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的方式，正確處理因地層蹩跳對鉆頭的沖擊，有效控制井斜變化。

2.斜井段軌跡控制技術(shù)

（1）造斜段（1000m-1120m）

1）從1000m造斜點(diǎn)開始，采用MWD隨鉆測量，進(jìn)入小河壩組中下部地層，采用LWD隨鉆測量，監(jiān)控井眼軌跡，確保井眼軌跡光滑。

2）鉆具結(jié)構(gòu)：Ф311.2mm牙輪鉆頭+Ф216mm單扶螺桿（1.250）+回壓凡爾+Ф203.3mmNDC×1根+Ф203.2mm×5根＋旁通閥＋Ф177.8mm×3根＋Ф127mmHWDP×15根+127mmDP。

（2）穩(wěn)斜段（微增段）（1120m-2750m）

1）采用起微增效果的鉆具組合，Ф311.2mmPDC鉆頭+Ф 216mm雙扶螺桿（1.25度）+回壓凡爾+Ф203.2mmNDC×1根+MWD組件＋旁通閥+Ф127mmHWDP×24根+Ф127mmDP。

2）使用動力鉆具鉆進(jìn)時，堅(jiān)持“少滑動、多轉(zhuǎn)動”原則，以形成平滑軌跡。

3）定向工具面控制在±10°之內(nèi)。有“托壓”時，調(diào)整鉆井液潤滑性。

3.大斜度井段（2750m-2990m）

（1）使用與LWD組件相適應(yīng)的定向鉆具組合，Ф215.9mm牙輪+Ф172mm（1.25°）單彎螺桿+止回閥+Ф127mm無磁承壓鉆桿+Ф 172mmLWD組件+Ф127mmHWDP×18根+Ф168mm旁通閥+Ф 127mmHWDP×15根+Ф127mmDP×18根+Ф139.7mmDP。

（2）若PDC鉆頭造斜率不能滿足要求，可選用高效牙輪鉆頭。

（3）選擇著陸點(diǎn)，控制好入靶井斜角，以順利鉆達(dá)A靶，為水平段鉆進(jìn)創(chuàng)造條件。

4.水平段軌跡控制技術(shù)

（1）優(yōu)選鉆具結(jié)構(gòu)，力爭一趟鉆完成水平段鉆進(jìn)，Ф 215.9mmPDC+Ф172mm（1.25°）單彎螺桿+止回閥+Ф127mm無磁承壓鉆桿+Ф172mmLWD組件+Ф168mm旁通閥+Ф127mmDP×108根+Ф139.7mmDP×80根+Ф127mmHWDP×33根+Ф139.7mmDP。

（2）加強(qiáng)造斜性能分析，LWD及時跟蹤監(jiān)測，并隨時預(yù)測井底的井斜、方位值及鉆具造斜率，提前預(yù)測軌跡走向，做到少滑動、多復(fù)合鉆進(jìn)。必要時，每5m測取一個數(shù)據(jù)，以便及時調(diào)整鉆井參數(shù)和鉆具組合，嚴(yán)格控制井眼軌跡在靶體內(nèi)運(yùn)行。

（3）加強(qiáng)井眼軌跡預(yù)測監(jiān)控和摩阻扭矩的計(jì)算分析，在保證井眼軌跡圓滑的基礎(chǔ)上，提高鉆井速度。

三、幾點(diǎn)認(rèn)識

1.海相地層均質(zhì)性好，使用大尺寸塔式鉆具結(jié)構(gòu)時可放大鉆壓，以保證較高的機(jī)械鉆速。直井段使用0.75°、1°單彎螺桿比直螺桿更有利于防斜打直，也可以采用直螺桿加雙扶起到防斜的效果。

2.造斜點(diǎn)可適當(dāng)下移，以減少穩(wěn)斜段的長度，定向井段第一趟鉆具結(jié)構(gòu)采用單彎單扶螺桿，井斜合適后再下下入微增斜結(jié)構(gòu)，上扶正器Φ270mm以上，盡量避免由于增斜率過高而人為地頻繁降斜造成下部定向困難。

3.優(yōu)選偏心扶正器螺桿，能有效解決托壓難題，為大井斜井段擺方位定向提供保證。水平段使用T1665B PDC配合172mm單彎雙扶螺桿鉆進(jìn)，可達(dá)到提速提效的目地。

［1］周賢海.涪陵焦石壩區(qū)塊頁巖氣水平井鉆井完井技術(shù)［J］.石油鉆探技術(shù)，2013，41（5）：26-30.

［2］馮光通，易燦；川西水平井井身軌跡控制技術(shù)［J］；油氣地質(zhì)與采收率，2011年06期.

楊強(qiáng)豪（1976-），男，2007年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（東營）石油工程專業(yè)，工程師，現(xiàn)任中石化中原石油工程有限公司鉆井二公司技術(shù)中心技術(shù)服務(wù)隊(duì)長。