防碰繞障鉆井技術(shù)的概述與應(yīng)用

馬永峰

摘要：目前有一種情況是30多年的開(kāi)發(fā)以后，在一些老油田的基礎(chǔ)上又進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。地形條件和周圍的鄰井會(huì)較大的限制水平井的開(kāi)發(fā)與施工。與此同時(shí)，在施工的過(guò)程中也會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)碰撞的問(wèn)題。在部分情況下，如果發(fā)生碰撞問(wèn)題，那么將會(huì)被施工的進(jìn)度以及安全性產(chǎn)生極大的挑戰(zhàn)。本文主要對(duì)防碰繞障鉆井技術(shù)進(jìn)行一個(gè)大概的描述，并且對(duì)其應(yīng)用方面進(jìn)行介紹。

在過(guò)去對(duì)老油田進(jìn)行開(kāi)發(fā)的時(shí)候，選址大部分位于山區(qū)。歷史上遺留下來(lái)的井網(wǎng)比較密集，在一定程度上限制了水平井的施工。在施工過(guò)程中的碰撞問(wèn)題也時(shí)常發(fā)生，這在一定程度上增加了平井施工的難度。

水平井的施工開(kāi)采的主要目的是為了開(kāi)采老油田剩余的未開(kāi)發(fā)的油量。實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。水平井的施工繞障困難，但是如果可以進(jìn)行下去，那么回報(bào)是相當(dāng)可觀的。所以要著力于縮短施工周期，提高施工質(zhì)量。

一、目前部分井的的施工概況

本文將通過(guò)舉例馬嶺油田南區(qū)的南平1井來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，設(shè)計(jì)的方位是235.58°，靶前距是263.21米，入窗垂深1243.35米，靶區(qū)上下偏差1.5米，左右偏差10米。設(shè)計(jì)水平段4個(gè)靶點(diǎn)187米，實(shí)際數(shù)據(jù)：靶前距236.21米。入窗上偏差1.29米，左右偏差4.56米，在設(shè)計(jì)軌跡周圍有六口鄰井。

二、施工難點(diǎn)

（一）南平一井所受的制約條件主要是由其地理環(huán)境造成的。因?yàn)槠渌幬恢檬巧絽^(qū)，而且周圍鄰井比較多，且在原來(lái)開(kāi)采過(guò)的老油田之上繼續(xù)施工。其在施工過(guò)程中要在原來(lái)的老井往之間繼續(xù)穿行，并且要同時(shí)注意直井段和定向增斜段的防碰，大大的增加了施工的難度，和防碰的重要性。

（二）南平1井下面的老油田是在上世紀(jì)的70年代施工完成的。受當(dāng)時(shí)科技水平和研發(fā)能力的限制，當(dāng)時(shí)收集油田個(gè)井道數(shù)據(jù)的方式非常有限。在鉆井過(guò)程中使用虹吸測(cè)斜儀，防碰數(shù)據(jù)的完成也只能使用完井電測(cè)技術(shù)。因此，在過(guò)去遺留下的一些數(shù)據(jù)里面，有著較大的誤差，不能夠直接使用。防碰繞障技術(shù)還是不能夠很好的實(shí)施，因此在施工過(guò)程中易發(fā)生碰撞事件。在施工記錄中曾經(jīng)有過(guò)與老油田的井相距19米而險(xiǎn)些相撞的事情。巨大的安全隱患將會(huì)拖慢施工進(jìn)度以及對(duì)施工人員造成一定的心理負(fù)擔(dān)和影響。

（三）老井與新井的數(shù)據(jù)以及基本的設(shè)計(jì)紙有所不同，因此如果不加運(yùn)算直接施工將必定發(fā)生碰撞事故。

（四）為了保證施工能夠順利的高效的完成，必須在保證防碰繞障的同時(shí)加快施工進(jìn)度，保證軌跡順利入窗。

三、施工前的準(zhǔn)備

（一）由專員負(fù)責(zé)手機(jī)以上六口井的。全部數(shù)據(jù)并且加以整理，分析。具體應(yīng)當(dāng)收集的數(shù)據(jù)有，井口坐標(biāo)，地面海拔，補(bǔ)心海拔以及鉆井過(guò)程中的單點(diǎn)測(cè)斜數(shù)據(jù)。而后完成相關(guān)計(jì)算。

（二）確定防碰關(guān)鍵點(diǎn)以及繞障原則

在此過(guò)程中，應(yīng)該請(qǐng)負(fù)責(zé)安全的相關(guān)人員對(duì)各井的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，從而得出各井之間安全距離。在一般情況下，防碰繞障的安全距離應(yīng)當(dāng)保持三十米以上。

四、確定防碰繞障方案

（一）大方位繞障

大方位繞障是一種較為老舊的繞障方案，其主要方式是從直井段開(kāi)始防碰繞障的實(shí)施。在直井段的時(shí)候控制方位為290°到360°。造斜時(shí)候的方位為280°，再把方位降到設(shè)計(jì)值時(shí)再繞過(guò)垂深。但是需要考慮的問(wèn)題是方味需要扭45°，防碰繞障的安全距離是30米以上。而考慮到該地區(qū)獨(dú)特的地理形勢(shì)，大方位繞障的方案剛好能夠穿過(guò)270°方位線。此方案對(duì)計(jì)算的準(zhǔn)確度以及誤差有較大的要求。對(duì)相關(guān)計(jì)算人員的素質(zhì)要求較高，如果產(chǎn)生一點(diǎn)誤差就有可能發(fā)生碰撞事件，因此不可采納。

（二）小方位繞障

采用小方位繞障時(shí)，直井段控制在120多到180°。造斜時(shí)角度控制在200°。此方案的安全系數(shù)較高，可以采用。

五、軌跡控制和防碰技術(shù)

（一）直井段軌跡控制

直井緞位于施工時(shí)候的前期。能否在直井段進(jìn)行精確的施工，并且保證安全是為接下來(lái)的施工打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的重要一步。因此要予以足夠的重視。具體的控制方法如下：在控制直井段軌跡的時(shí)候要采用設(shè)備多元化交替進(jìn)行，互相輔助完成既定任務(wù)的方法。使用復(fù)合鉆井與滑動(dòng)鉆井二者相結(jié)合。同時(shí)搭配使用無(wú)線隨鉆儀器。按照計(jì)算好的角度以及深度進(jìn)行狀態(tài)防止發(fā)生碰撞，如前所述，同時(shí)保證以后的施工順利進(jìn)行。

（二）增斜段防碰軌跡控制技術(shù)

在井深929米的時(shí)候開(kāi)始邊造斜邊繞障，使用直井段相同的鉆具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方位235°，實(shí)際繞障造斜方位180°，案防碰繞障模擬數(shù)據(jù)在景深982米石徑斜8.57°方位達(dá)到195°完成造斜段鉆進(jìn)，由于PDC鉆頭扭方位困難，起鉆換牙輪鉆頭進(jìn)行增協(xié)繞障施工。在增斜段繼續(xù)增斜增方位進(jìn)行防碰繞障，此時(shí)案防碰繞障模擬數(shù)據(jù)在曾井斜的同時(shí)方位逐漸增大，具體鉆至井深1080米井斜31°方位控制在225°至井深1107米時(shí)。井斜36.5米，方位控制到設(shè)計(jì)方位235°繞障結(jié)束，再全部繞障段，兩井距離在30米以上，繞賬成功。

總結(jié)

鉆井施工防碰工作非常重要，在水平井的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)有水平井鉆緊施工方參與防碰設(shè)計(jì)，以便鉆井防碰繞障施工更加順利。要認(rèn)真分析施工井周邊各井的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確把握地質(zhì)資料，有利于在施工過(guò)程中減少突發(fā)事件。在進(jìn)行繞障水平對(duì)接井施工中，要充分考慮障礙物的面積，預(yù)留下足夠的空間。在繞障水平井施工中，承重傳盡量不進(jìn)入方位變化趨勢(shì)，大雨大井斜角井段，避免鉆具。扭距過(guò)大發(fā)生斷裂。在各種水平井施工中，復(fù)合鉆可起到優(yōu)化井身軌跡，防止方位漂移。提高鉆進(jìn)速度，減少施工。風(fēng)險(xiǎn)的作用。除此之外，在井網(wǎng)密集地區(qū)進(jìn)行防碰繞障鉆井設(shè)計(jì)時(shí)，要參考鄰井情況，合理設(shè)計(jì)井深剖面，做好防碰分析及掃描工作。精密的隨鉆測(cè)量?jī)x器是防碰繞障工程重要的保障。本井利用了單身螺桿和MWD配合使用現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)確判斷和調(diào)整，達(dá)到了精確控制的目的，本井施工中能夠繞過(guò)多口老井，并順利完成得益于鉆具結(jié)合的優(yōu)選和正確合理的操作和施工，通過(guò)本井的成功是實(shí)施。為在類似井網(wǎng)密集的地區(qū)也應(yīng)該。恰當(dāng)?shù)睦美@障技術(shù)實(shí)施水平井從技術(shù)上是可行的。

參考文獻(xiàn)：

[ 1] 雷建中，井樓油田叢式試驗(yàn)井鉆井工藝技術(shù)[J]，石油鉆采工藝，1989，（6）

[2] 陳祖錫，葛云華，用叢式并開(kāi)發(fā)油田的方案設(shè)計(jì)[J].石油鉆采工藝，1992. 14（6）.

[ 3] 唐志軍.平臺(tái)叢式井設(shè)計(jì)淺析.西部探礦工程，1998（1）5- 6.

[4] 李緒鋒.大組叢式井工程設(shè)計(jì)與施工，西鄶探礦工程，2006（3）74- 77.