從式井井眼軌跡防碰技術

朱軒呈 王笑強

摘要：叢式井在油田建設和采油方面有其優點，但是隨著單平臺內井口數目越來越多，在鉆井過程中井眼碰撞的風險越來越大。叢式井井眼防碰技術作為叢式井定向鉆井的配套技術，旨在降低叢式井井眼碰撞的風險。叢式井設計對于井眼防碰尤為重要。在設計中，采用鄰井距離掃描計算設計井眼軌道。在施工中，與井眼軌跡監測和預測相結合的鄰井距離掃描計算貫穿叢式井井眼軌跡的非安全區，尤其是直井段和定向造斜段。由于井眼軌跡誤差隨著井深的增加而增加，因此鄰井距離掃描計算有其不足之處。防碰測距可以直接降低鉆頭與鄰井距離及鉆頭位置的測量誤差。

關鍵詞：叢式井;定向鉆井;井眼防碰;設計;鄰井距離掃描計算;防碰測距

1.叢式井防碰問題的提出

叢式井設計、施工是一個嚴密的系統工程，對整個平臺的作業中起著舉足輕重的影響，一個環節處理不當，就會造成事故，解決得當就會帶來上百萬的經濟效益。設計是小井距密集叢式井平臺成功的關鍵，小井距密集叢式井設計體現安全第一的原則，把安全第一的原則貫穿到整個設計中。小井距密集叢式井平臺定向作業，井眼防碰是主要解決的問題。

1.1 叢式井平臺中的三個防碰問題。

第一個問題：平臺內各井之間的防碰。包括直井段偏斜、造斜點深淺和初始方向。

第二個問題：平臺內各井與本平臺所覆蓋油田內的探井之間的防碰。

第三個問題平臺內各井與臨近平臺各井的防碰問題，主要是在加密調整井平臺鉆井時與同一區塊平臺井之間的防碰問題。

1.2 防碰問題里面存在的不確定因素：

1.2.1 客觀因素

大平臺、小井距、高密度叢式井的作業方式在觀上增加了防碰風險，表層、直井段偏斜（0.5°井斜在200米的井段連續偏移達到0.65米，300米偏移0.95米）表層測量數據誤差，多點受磁干擾影響，方位不準確測量數據不全、不準，個別測量數據失常油藏的特殊要求。

1.2.2主觀因素

1.2.2.1定向井工程師思想麻痹，事先未進行防碰掃描計算和采取防碰措施

1.2.2.2防碰措施不周密（防碰設計、鉆頭選擇、測量儀器選擇）

1.2.2.3防碰措施雖然合理，但未得到嚴格執行（沒有嚴格執行防碰預案）

1.2.2.4僥幸心理，不按客觀情況采取防碰措施（應該使用牙輪鉆頭和陀螺而不使用）

1.2.2.5配合環節出現偏差（溝通、執行不力）

2.開鉆前的準備

2.1.施工人員在開鉆前認真閱讀設計，收集相關數據，做好防碰掃描并且認真編寫防碰預案（特殊井、井段要求必須做防碰設計），在距離最近點要以書面形式提示監督以及井隊技術人員。

2.2.對于施工井以及周邊防碰井的補心高，海拔深度在到達現場后拿設計與實際的校對，以免因為井深的錯誤造成防碰數據的不準確。

2.3.對于MWD及單，多點儀器在出場前都做好校驗工作，以免由于儀器的測量誤差造成碰撞事故。

2.4鉆井隊在整拖后為防止鉆臺前傾而使井口指向老井，應認真校驗井架水平，并確保天車、轉盤、井口在同一條鉛垂線上。

3.施工過程中的措施

3.1表層防斜打直

3.1.2使用鐘擺組合、導向組合，低鉆壓，儀器跟蹤（目前一般沒有儀器跟蹤，表層完鉆后投多點，不能及時發現井眼偏斜）。

3.1.3獲得全面準確的測量數據。

3.1.4使用牙輪鉆頭鉆表層，一開鉆進要嚴格按設計要求控制鉆壓，均勻送鉆，確保一開井眼打直，要求一開鉆具組合中加入無磁鉆鋌，起鉆前投電子多點。下完表層套管后，視井架底座高低，量好聯入，以正拖不碰井口為基準。

3.2直井段防斜打直、防碰

3.2.1利用本井表層數據和臨井數據進行防碰掃描，掌握最近距離和危險井段

3.2.2二開直井段是防碰的重點井段，確保上直段井眼打直是防碰關鍵。二開采用牙輪鉆頭+螺桿，預斜、繞障以便于電子多點的使用和校驗，及時測斜檢驗井眼偏斜。鉆完水泥塞鉆出表套30-50米后要有測斜數據，兩井間距嚴禁小于5米，若井斜不利于防碰要立即向正位移方向控制，井斜在1-2°之間定向鉆進。使防碰距離越來越遠。據統計，直井段碰撞、鉆穿套管多發生在250-600米，而以井深300米左右的碰撞機率為最高。淺于這個深度，井眼的偏斜不足以產生碰撞，超過此深度井眼易錯開。

3.2.3每30-50米測斜一次，特殊井段加密測斜，并根據測斜數據由定向井工程師繪制防碰圖，計算防碰距離，防止兩井相碰。

3.2.4在本井直井段鉆進時，井眼軌跡走向還應考慮相鄰下口井的安全距離。

3.2.5在兩井并行井段鉆進時，必須由副司鉆以上人員操作剎把，如果發現有鉆速突然加快、放空、蹩跳等現象要立即停止鉆進，將鉆頭提離井底，分析情況后再決定下步措施。

3.2.6在兩井并行井段鉆進時，震動篩要有專人負責觀察、撈取砂樣，如有垮塌掉快、鐵屑、水泥塊、泥漿污染、性能變化等異常現象，要立即停鉆分析原因。

3.2.7直井段要使用電子單點不定點進行測量，隨時對MWD的控制井段進行校驗，以確保所有數據準確無誤。如發現測量結果不統一應立即停鉆，查明原因，采取措施方可鉆進。

3.3造斜段的防碰

3.3.1選擇合適的造斜點、造斜率、造斜方向;使用牙輪鉆頭、螺桿定向盡量保證初始造斜的方位、造斜率接近設計;及時根據最新測點進行防碰趨勢預測，根據防碰需要調整造斜段軌跡;使用長測量模式測斜，根據磁干擾情況判斷與臨井的防碰距離（距離大于4米，MWD不存在磁干擾）。穩斜段防碰，及時預測防碰形勢，必要時繞障。

3.3.2用 MW D長測量模式進行測斜，觀察 Bto tal值（地磁因素）是否正常（± 2% 范圍）。

3.3.3如果 Bto tal值（地磁因素）超出± 2% 范圍，并且水泥含量高于 30% 時，采取如下措施：在本井鉆桿內用陀螺測量井眼軌跡;用防碰軟件分析本井和鄰井的軌跡;決定繞障方位及進尺，保證給周圍未鉆的井留有空間;經過分析，做出防碰方案。

3.3.4防碰作業方案做出后，及時向基地匯報（當時的作業情況以及下步作業方案），并取得基地的支持。

4.結論

（1）不要片面夸大牙輪鉆頭在防碰中的作用，牙輪鉆頭要與合理的防碰措施相結合才能達到理想的防碰效果，否則難免產生后患。

（2）由于井眼軌跡參數存在誤差，軌跡擬合方法過于理想化，防碰掃描過程存在近似，使得現有防碰技術難以適應密集井區井眼防碰的要求，增大了鉆井的風險。

（3）以往及現用的防碰方法應該屬于計算防碰，這種方法過于依賴于測斜數值及軌跡擬合算法，要想提高防碰繞障施工的成功率，應該深入研究利用探測方法定位井眼相對位置技術，即主動防碰技術。

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