套管內磁導向技術應用

2015-12-19 08:39:34路宗羽劉穎彪萬教育李俊勝姜朝民

西部探礦工程 2015年12期

路宗羽,劉穎彪,羅增,萬教育,李俊勝,姜朝民

（1.中國石油新疆油田公司工程技術研究院，新疆克拉瑪依834000；2.西部鉆探定向井技術服務公司，新疆烏魯木齊830026）

套管內磁導向技術應用

路宗羽*1,劉穎彪1,羅增1,萬教育2,李俊勝2,姜朝民2

（1.中國石油新疆油田公司工程技術研究院，新疆克拉瑪依834000；2.西部鉆探定向井技術服務公司，新疆烏魯木齊830026）

常規SAGD軌跡控制在I井造斜段時，隨鉆測量儀器受到P井管柱產生的磁場干擾，導致I井著陸時姿態與P井姿態有一定差異。為提高I井入靶著陸時與P井軌跡的一致性，提出I井軌跡造斜控制過程中引入套管內磁導向技術，即在I井鉆進至井斜60°左右時采用磁導向系統，指導I井按照P井軌跡鉆進。采用套管內磁導向技術引導SAGD水平井著陸時的井斜角、方位角、狗腿度、平面偏差及垂向偏差等數據對比均優于常規SAGD水平井。套管內磁導向技術可有效提升兩井眼軌跡著陸時姿態的一致性，減少I井水平段軌跡的調整井段，提高軌跡控制精度和工作效率，在SAGD軌跡控制中可推廣應用。

SAGD水平井；套管內磁導向技術；著陸

1 概述

新疆油田公司風城油田超稠油資源豐富，該區塊具有油藏埋深較淺、稠油粘度高、儲層非均質性強的特點，采用蒸汽吞吐開采，采收率能達到25%左右，很難進一步提高油藏采收率。采用SAGD技術，可有效解決稠油開采的難題，新疆油田公司于2008年將風城超稠油油藏SAGD先導試驗作為股份公司重大開發試驗項目，通過科技攻關、大力開發應用，SAGD已成為風城油田有效開發和上產的關鍵技術。風城油田SAGD技術是使用“上注下采”的雙水平井模式，軌跡控制關鍵在于兩口井水平段軌跡相對位置的控制，即在已鉆井軌跡的基礎上，控制正鉆井的軌跡，使之與已鉆井軌跡的平面偏移和相對垂距在設計圍內。但通過陀螺測斜儀對所鉆井眼軌跡復測后發現，SAGD水平井軌跡在著陸階段，兩井眼軌跡姿態一致性較差，進入水平段后還需要一定井段進行軌跡調整，對鉆井效率及后期注蒸汽開發均有一定影響。

2 常規SAGD水平井軌跡控制技術

SAGD下部水平井是采油井（P井），上部水平井是注蒸汽井（I井），先鉆位于下部的P井，完井后再鉆位于上部的I井。在I井鉆進至水平段時，采用磁導向系統引導，根據P井軌跡的變化，來調整I井軌跡的控制。采用磁導向系統是基于2個方面原因:一是由于普通水平井井眼軌跡控制實行開環控制，隨鉆測量儀器的累計誤差無法滿足SAGD水平井靶窗的高精度要求，而磁導向技術的原理是將磁場信號發生源與信號測量位置耦合為一個閉環系統，通過P井中的探管采集I井中磁源的磁場強度，利用軟件計算分析出兩井眼的空間矢量距離，從而指導I井軌跡控制；二是由于兩井水平段相聚很近，P井中下入了完井管柱，管柱產生的磁場會影響I井中的隨鉆測量儀器，導致方位測量數據失真。

常規SAGD軌跡控制過程中，I井在鉆進造斜段時，須在井斜角60°左右位置將閉合方位調整到設計方位，之后在軌跡控制過程中將工具面擺在0°，只調整井斜不調整方位，以此避免P井內管柱產生的磁場對I井隨鉆測量儀器的干擾。I井鉆水平段時，在P井中下入磁導向系統探管，在I井鉆頭后接入強磁接頭，P井中的探管監測來自I井強磁接頭產生的磁場，通過軟件計算兩井的空間矢量距離，以此指導I井軌跡控制，確保上下兩井眼軌跡始終在設計要求范圍內。

3 套管內磁導向技術簡介與應用分析

常規SAGD軌跡控制在理論上可保證兩井眼軌跡在方位上的一致性，但在實際控制過程中，由于測量儀器受磁場干擾不能準確測量測點方位，以及鉆進過程中存在地層傾角、地質夾層、托壓等原因，工具面不能始終穩定在要求的范圍內，會導致I井與P井在入靶時姿態相差較大，在進入水平段后還需要大量的井段來調整井眼軌跡。

為保證I井在水平段開始就能與已完鉆的P井軌跡平面偏差、垂向偏差始終控制在設計要求內，引入了套管內磁導向技術，即在I井造斜段施工中預先將磁導向探管下入到P井套管內井斜約60°的位置，I井鉆進至對應井深后，此時兩井中心距約為7～8m，儀器探管接收強磁接頭產生的磁場信號，通過軟件計算得出兩井空間矢量距離，從而及時做出軌跡調整，使兩井在入靶著陸時的偏差在設計要求范圍內。三開進行水平段鉆進時避免了長井段的方位調整，微調控制垂距和平面偏移即可，提高軌跡精度和工作效率。

表1 未使用套管內磁導向技術SAGD水平井入靶著陸姿態統計表

表1統計了未使用套管內磁導向系統引導的SAGD水平井入靶著陸前兩個測點及入靶著陸時測點的參數統計。從表1可看出，所統計井P井與I井在入靶前及入靶時的井斜、方位、狗腿度對比均有較大差異，說明I井在造斜階段由于方位的不確定性導致P井與I井在入靶時軌跡姿態相差較大。

表2 使用套管內磁導向技術SAGD水平井入靶著陸姿態統計表

表2統計了使用套管內磁導向系統引導的SAGD水平井入靶著陸前兩個測點及入靶著陸時測點的參數統計。從表2可看出，所統計井P井與I井在入靶前及入靶時的井斜、方位對比差異較小，狗腿度變化趨勢基本一致，說明I井在造斜段采用磁導向系統引導，能夠實時監測I井與P井的空間軌跡情況，根據P井軌跡的變化來對I井軌跡進行調整。在磁導向系統的引導下，I井軌跡著陸姿態基本與P井軌跡著陸姿態相同，引入磁導向系統可以從方位和井斜兩方面保證I井與P井姿態一致，給后續施工提供便利，減少不必要的調整井段。

風城油田SAGD水平井對軌跡控制精度要求非常高，要求兩井水平段垂向偏差控制在5m±0.5m之內，橫向偏差控制在±1m之內；風城油田SAGD水平井為1m× 2m的靶窗，為避免兩井注蒸汽形成回路，設計要求P井著陸控制過程中入設計下靶窗，I井入設計上靶窗，即兩井眼在入靶著陸時的中心距為5～5.5m之間為最優。為進一步證明該技術使用效果，針對常規SAGD完井數據使用軟件進行防碰掃描，得出兩井眼空間軌跡數據。