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。
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。
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。
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。