长江大学学报（自然科学版）理工２０１２年６月第９卷第６期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔ Ｓｃｉ Ｅｄｉｔ）Ｓｃｉ＆Ｅｎｇ Ｊｕｎ．２０１２，Ｖｏ１．９ Ｎｏ．６ 华庆地区侏罗系油井水平井钻井轨迹控制技术 １ ２ １ ０ ９ １ ８ ０ ９ ０ １ ９ ９ ０ ５ １ １ ７ ３● ７● ８● Ｏ● ５● ７● ４ ６ ４ Ｏ Ｏ ４ ６ ６ ４ Ｏ Ｏ ５ 周文兵， 陈炼军 （中石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院， 陕西西安７１ ００１ ８） 李国宏 （中石油长庆油田分公司工程技术管理部，陕西西安７１ ００１ ８） 段成才， 刘立鹏 （中石油川厌钻探工程有限公司钻采工程技术研究院， 陕西西安７１ ００１ ８） ２ ２ ００ ３ ４ ３ ２ ４ ５ ４ ５ Ｏ 周 礼 ９● ３● ４● １● ９● ２● （中石油川庆钻探工程有限公司川东钻探公司，重庆４０００２１） ２ ４ ２ ３ ４ ５ ０ ８ ８ ６ ２ ７ 张 亚 （湖北江汉石油技术有限公司，湖北荆州４３４０００） ［摘要］以２０１ Ｊ年实施的白２４６井区６口水平井为例，通过优化轨迹剖面、加强轨迹控制、改变钻头尺寸 ２ ３ ３ ２ ３ ３ 解决托压问题、使用双扶钻具提高储层钻遇率等技术措施，提出了华庆地区侏罗系油井水平井钻井轨迹 １ ４ ３ ７ ３ ３ ５● ９● ３● Ｏ● ０● ２● Ｏ ６ ４ Ｏ Ｏ ４ 控制的建议，对今后该地区水平井的钻井提速具有借鉴和参考意义。 ４ ６ ４ ０ ０ ５ ［关键词］白２４６井区；侏罗系油井；水平井；轨迹控制 ［中图分类号］ＴＥ２４３ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１６７３—１４０９（２０１２）０６一Ｎ０６１—０３ ２｝１ ２ 华庆地区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西南部，区域构造为平缓的西倾单斜，局部构造呈北东～南西 １● ８● ９● ３● ４● ０ ● ７ ９ ４ ４ ７ Ｏ ７ ２ ８ ４ ５ ６ 走向。２０１１年华庆地区白２４６井区部署实施了６口延１Ｏ油藏水平井，分别为怀平Ｉ井、怀平２井、怀 平４井、怀平５井、怀平６井、怀平７井，实施基本情况见表１。 ｌ ｌ ｌ 表１ ２０１１年白２４６井区油井水平井实施基本情况表 ９● ９● ７● ４● １● １● ６ ６ ９ ３ １ ６ 井 号 完钻井深／ｍ 靶前距／ｍ 水平段长度／ｍ 钻井周期／ｄ 机械钻速／ｍ・ｈ ４ ５ ０ １ ８ ７ 怀平１ 怀平２ 怀平４ 怀平５ 怀平６ 怀平７ 注：考虑水平井井网注采要求，怀平５井设计水平段长度２４０ｍ，其余井均为３００ｍ；实钻过程中，怀平１井 靶点处于油层剪灭位置，水平段实施２１ ５．０４ｍ提前完钻，其余井按设计水平段长度要求完钻。 制约钻井提速的技术瓶颈 （１）洛河组底界及洛河～安定交界面易斜，直井段防斜打直是重点。洛河组为块状和粉状交错砂 岩，安定组为泥砂岩互层，地层压实程度差异大，导致洛河组底界～安定组层位可钻性不一，井眼易斜。 （２）井场周围老井众多，防碰绕障形势严峻。白２４６井区２０１０￣２０１１年实现滚动开发，水平井井场 周围老井众多，井组内和相邻井组间水平井与定向井、水平井与水平井井眼防碰绕障工作难度越来越大。 （３）靶前距短，斜井段后期增斜率要求高，滑动井段多。怀平４井靶前距２４０．８７ｍ，第１造斜率 ４～５。／３０ｍ，第２造斜率达到９。／３０ｍ。为达到增斜率要求，后期滑动井段超过７Ｏ ，严重影响钻时的 提高。 （４）大斜度井段及水平段滑动托压严重。斜井段后期钻头的偏磨严重，导致钻头外径与螺杆扶正器 外径相当，滑动钻进时托压问题明显突出。水平段由于钻具柔性增加，在井眼呈现严重的屈曲，钻具加 ［收稿日期］２０１２一Ｏ３—２３ ［作者简介］周文兵（１９８２一），男，２００５年大学毕业，工程师，现主要从事定向井、水平井钻井工艺研究及技术服务方面的研究工作。 ・ ６２ ・ 长江大学学报（自然科学版）理工＊石油工业技术 ２０１２年６月 压困难，托压问题不可避免ｌ】］。 （５）偏移距大，三维井施工风险增大。由于水平井井场受地理条件，井Ｆ－！复测坐标与设计坐标 存在很大差距，井１２１位置和水平段设计方位线不在一条直线上，产生偏移距，形成三维水平井。三 维水 平井的施工风险在于斜井段增斜的同时又要大范围的进行扭方位操作，轨迹控制困难，井眼轨迹差，井 身质量不高，易埋下安全隐患＿２Ｊ。 （６）靶点调整频繁，地质预测滞后，入窗着陆困难。地层起伏波动大，油层实际位置与设计及解释 结果相差较大，致使入窗时轨迹调整困难。 （７）油层薄而不均，水平段轨迹控制困难。延ｌＯ油层薄且均质性差，纯油层只有４～６ｍ，油顶为 纯泥岩盖层，且底水侵蚀严重，油水界面不确定。水平段钻井液携砂能力不强，岩屑床逐步增厚，，井斜 增加快目．下压困难。 ２工艺措施及解决办法 １）直井段加强轨迹控制防斜、增加靶前距及解决防碰问题 直井段采用钟摆钻具２２２．３ｍｍ ＰＤＣ＋ １７２ｍｍ ＬＺ（１．２５。）＋４３ｌ×４Ａ１０ＳＵＢ＋ＭＷＤ—ＳＵＢ＋ （ＢＨＡ： １５９ｍｍ ＮＭＤＣ十 ２０９ｍｍ ＳＴＡＢ＋ １５９ｍｍ ＤＣ６根＋４Ａｌ１×４１０ＳＵＢ＋ｊｚ『１２７ｍｍ ＨｗＤＰ）可以有效地预防洛河组底界 及洛河、安定交界面易斜的情况。在测量井斜超过１．２。时，加密测斜；测量井斜超过１．４～ｌ＿５。时，不 “吊打”，及时滑动纠斜，确保了直井段的防斜快钻。针对设计靶前距小于２５０ｍ的水平井，直井段坚持 走负位移，增加靶前距，降低斜井段增斜率。对于井场周围老井众多，或进行第二口水平井施Ｔ的情 况，直井段加强轨迹测量和控制力度，提前做好防碰１：作。怀平６井施工井场存在４口投人生产的定向 井和已完钻的怀平５井，直井段加密测斜，及时控制其轨迹走势，避免了其与老井相碰。 ２）增斜率“上低下高”的剖面设计与钻头的合理化应用 二开～中测一趟钻是２（）¨年侏罗系油井 水平井实现钻井提速的目标之一，这就要求直井段施工完成后直接定向造斜进行斜井段钻进。由于 ２２２．３ｍｍ ＰＤＣ钻头增斜率低，加上钟摆钻具为稳斜～微增钻具结构，在剖面设计及轨迹控制上，前 期设计和采用４～５。／３０ｍ的增斜率，确保ＰＤＣ顺利钻进至中途电测。 中测后根据水平井靶前距长短可使用牙轮钻头 或ＰＤＣ。若靶前距＜￣２５０ｍ，中测～人窗段设计和采 用７～９。／３０ｍ增斜率，可采用牙轮钻头；靶前距 ≥２５０ｍ，设计和采用４～７。／３０ｍ增斜率，可采用牙 轮或ＰＤＣ。图１显示了怀平２井设计剖面及实际施 工剖面。增斜率“上低下高”，确保了ＰＤＣ钻头进 尺的最大化发挥，实现钻头的合理化应用，减少起 下钻趟数。 ３）斜井段改变钻头尺寸缓解托压问题 ２０１０ ３００ －２００ ・１００ ０ ｌ００ ２００ ３０ｏ ４００ ５００ ６ＯＯ ７００ ８ＯＯ ￡ 聪 删 １｝｝｝ ｛蝮 嗣‘ 垂直段／ｍ 年部分井及２０１１年前期实施的怀平２、怀平４井斜 井段采用 ２１５．９ｍｍＢｉｔ＋１．２５。螺杆（螺杆扶正器 图１怀平２井垂直剖面图 外径２ｌｌ￣２１３ｍｍ）的钻具结构。由于钻头外径相对螺杆扶正器较小（部分钻头因质量问题外径甚至小 于２１５．９ｍｍ），加之钻井液固相含量较高，磨阻大，滑动过程中托压异常严重，钻时慢。 怀平７井中测后试验 ２１８．０ｍｍ钻头，托压问题明显好转Ｌ】Ｊ，怀平５、怀平６井进一步推广应用， 滑动钻时显著提高，平均钻时提升至１０～２０ｍｉｍ／ｍ。不仅能实质性地缓解滑动过程中的托压问题，大 大增加钻头的有效进尺，而且能保证较高的增斜率。 ４）小井斜复合入窗减少水平段滑动降斜比例 在原有的复合入窗技术的基础上，以８３～８５。探延 １Ｏ油层顶部，继续降低入窗井斜，确保进油层１．５～２．５ｍ，井斜达到８８．５～８９．５。，以减少进入水平段 后滑动降斜比例，有利于水平段延伸，提高施工效率。 ５）双扶钻具复合钻进水平段提高机械钻速和储层钻遇率 ２０１０年油井水平井水平段多采用 ２１５．９ｍｍ ＰＤＣ＋ １７２ｍｍ １．２５。ＬＺ（或１ ｏ）的钻具结构，主要存在的问题是必须采取小钻压复合、 第９卷第６期 周文兵等：华庆地区侏罗系油井水平井钻井轨迹 制技术 滑动井段多，钻时慢，轨迹控制难度大。怀平２井使用该钻具结构，水平段纯钻时间７２．０８ｈ，机械钻 速只有４．１６ｍ／ｈ。 怀平４井开始采用ｊ２『２１５．９ｍｍ ＰＤＣ＋ ｌ７２ｍｍ １．２５。ＬＺ＋ ２１２ｍｍ ＳＴＡＢ的双扶钻具结构，通过 控制钻压大小调节钻具增降斜率，滑动井段明显减少，机械钻速明显加快，储层钻遇率明显提高，后续 水平井提速效果更加湿著（见表２）。从表２可以看ｌ叶Ｊ，水平段采用双扶钻具后，滑动比例降至１Ｏ％以 内，机械钻速平均提高５０ 以上。 表２油井水平井水平段部分技术指标 井 号 怀平２ 怀平４ 怀平７ 怀平５ 怀平６ 水平段长度，／ｍ ３４９．６６ ３３３．４４ ３３２．４５ ２７０．００ ３３０．００ 纯钻时问／ｈ ７２．Ｏ８ ６７．２５ ３８．７５ ２６．８４ ４８．５０ 机械钻速／ｉｎ・ｈ ４．１ ６ ４．９６ ８．５８ １０．０６ ６．８０ 滑动井段／ｍ ４７．９ １７．０ ３Ｏ．８ ９．１ ２２．５ 滑动比例／ １５．９７ ５．１０ ９．２７ ３．３７ ６．８２ 储层钻遇率／ ９１．８ ９７．５ ９５．７ １００．０ ９９．４ 备 注 双扶钻具 双扶钻具 双扶钻具 双扶钻具 ６）三维水平井偏移距的解决 三维水平井的实施难度和风险在于井斜大时扭方位困难，靶前距短 时增斜和扭方位兼顾不全。怀平５、怀平６井分别存在８３．０、７０．３ｍ的偏移距（见图２）。直井段施工 中，在井斜不超标的前提下，采取多滑动，将方位控制在设计方位±９Ｏ。左右，实现部分偏移距，减少 斜井段施工难度。斜井段定向造斜时方位采用稍大于或小于设计方位，井斜增加过程中方位逐步向设计 方位线靠拢，在井斜３５～４Ｏ。左右时２者保持一致（怀平５井、怀平６井水平投影图见图２），避免了大 斜度井段扭方位困难，使井眼轨迹更加平滑，确保了安全顺利入窗。 ００－５ｏ ０ ５０ Ｉｏｏ１５０ ２００ ２５０３００ ３５ｏ ・７０ｏ枷．５ｏｏ．４ｏｏ ４ｏｏ・２ｏｏ－１０ｏ ｏ ｌｏｏ ２０ｏ ３ｏｏ ４００ ｊｏｏ ６ｏｏ ７００ ８ｏ０ ９ｏｏ 西（一）／东（＋）／ｍ （ａ）怀平５井 图２怀平５、怀平６井水平投影图 西（一）／东（＋）／ｍ （ｂ）怀平６井 ４结论及建议 １）华庆地区油井水平井直井段采用钟摆钻具结构，加强轨迹监控，实现了防斜快钻、防碰绕障的 目的；水平段采用双扶钻具结构，通过控制钻压大小复合钻进，减少了滑动井段，提高了钻井速度和油 层钻遇率。 ２）斜井段应用 ２１８．０～２２２．３ｍｍ ＰＤＣ＋１．５。螺杆、ｊ２『２１８．０～２２２．３ｍｍ牙轮＋１．２５。螺杆的钻具 组合，既满足增斜率的要求，又极大缓解了滑动托压的问题，提高了机械钻速。 ３）针对三维水平井，通过提前在直接段实施偏移，以减少斜井段偏移距的长度，缓解了斜井段增 井斜和扭方位同时进行的压力。 ４）靶前距短的水平井斜井段增斜率高，造成滑动井段多，影响钻时。建议直井段提前控制轨迹走向， 实施负位移，缓解斜井段增斜压力，达到提速目的。建议华庆地区油井水平井靶前距调整为２５０￣３００ｍ。 ［参考文献］ ［１］王同伟．长庆油田胡尖山区块水平井定向施工中拖压的解决ＥＪ］．矿业论坛，２Ｏｌ１（３）：３３２，３５７． Ｅｚ３田逢军，王万庆，杨光，等．长庆油田中半径三维水平井环平３井钻井技术ＥＪ－Ｉ．石油钻采工艺，２００９，３１（６）：２７—３１． ［编辑］ 洪云飞
