減少區(qū)域性地層坍塌、鉆完井液漏失“試錯(cuò)”成本的方法

1.目的

油氣井鉆完井設(shè)計(jì)中所提示的地層坍塌、鉆完井液漏失等井壁失穩(wěn)，一般都是根據(jù)鄰井的施工歷史，定性地指出井壁失穩(wěn)的類(lèi)型和程度。而在實(shí)際鉆井過(guò)程中，更多的則是根據(jù)井下情況不斷嘗試，如果一種方法不行就會(huì)不停地更換，直至控制住井壁失穩(wěn)。此做法堪稱(chēng)鉆井遭遇戰(zhàn)，只能摸著石頭過(guò)河。這種“試錯(cuò)”一次成功率低，作業(yè)成本高，非生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)。

2.方法

為了提高效率、增加效益、降低成本，引入原生信息再現(xiàn)技術(shù)，對(duì)整個(gè)區(qū)域性地層坍塌、鉆完井液漏失情況及處理方法做好“尋寶圖”，以便于設(shè)計(jì)人員“對(duì)癥下藥”，也有助于現(xiàn)場(chǎng)員工“兵來(lái)將擋”“一劍封喉”。

原生數(shù)據(jù)再現(xiàn)技術(shù)的核心是利用整個(gè)區(qū)域現(xiàn)有的信息，采用無(wú)人為干預(yù)的剝繭算法，建立井壁失穩(wěn)的評(píng)價(jià)參數(shù)——井徑擴(kuò)大率、鉆完井液漏失速率（以下簡(jiǎn)稱(chēng)漏失速率）與礦場(chǎng)地質(zhì)原生信息的數(shù)據(jù)模型，通過(guò)剝繭尋根尋找主控因素、剝繭尋優(yōu)提供具體控制辦法，形成縱、橫向立體“作戰(zhàn)圖”。同時(shí)，每完成一定井深的鉆井，新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都可以加入到原生數(shù)據(jù)庫(kù)以更新模型及主控因素，實(shí)時(shí)調(diào)整井壁失穩(wěn)控制手段，從而實(shí)現(xiàn)“與時(shí)俱進(jìn)”。

3.效果

2022年3月，收集了柴達(dá)木盆地S區(qū)域內(nèi)7口已作業(yè)井鉆完井礦場(chǎng)原生信息，單井累計(jì)收集數(shù)據(jù)量63萬(wàn)個(gè)，整個(gè)區(qū)域合計(jì)收集數(shù)據(jù)量超過(guò)400萬(wàn)個(gè)。據(jù)此構(gòu)建S區(qū)域井徑擴(kuò)大率和漏失速率主控因素和控制對(duì)策定量化模型，進(jìn)而預(yù)測(cè)新井位可能出現(xiàn)的井壁失穩(wěn)狀況。S區(qū)域內(nèi)垂深1 580 m處不同大地坐標(biāo)的漏失速率、井徑擴(kuò)大率等值線(xiàn)分布情況如圖1所示。

圖1 S區(qū)域垂深1 580 m處漏失速率、井徑擴(kuò)大率等值線(xiàn)圖

根據(jù)上述量化模型的計(jì)算結(jié)果，就可以預(yù)測(cè)并指導(dǎo)新井可能發(fā)生的井壁失穩(wěn)，以幫助施工人員提前做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備。如S7X井，依據(jù)以10 m為單位的井壁失穩(wěn)導(dǎo)航圖指導(dǎo)鉆井施工，調(diào)整人為可以控制的作業(yè)參數(shù)，確保了鉆井安全。該井井徑擴(kuò)大率和漏失速率預(yù)測(cè)值與實(shí)際值對(duì)比結(jié)果如圖2所示。

圖2 S7X井漏失速率與井徑擴(kuò)大率預(yù)測(cè)結(jié)果與理論值對(duì)比圖

S7X井鉆至垂深6 350 m完鉆，理論值與實(shí)際值相比，井徑擴(kuò)大率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率為79%、漏失速率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率為81%，層段井壁失穩(wěn)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)94%；平均井徑擴(kuò)大率、井漏處理總時(shí)效較該區(qū)域平均值分別下降42.19%、32.30%。下一步將引入仿真技術(shù)，通過(guò)點(diǎn)擊可直接獲得可能的井壁失穩(wěn)種類(lèi)以及應(yīng)對(duì)技術(shù)甚至工藝參數(shù)。