定安地区浅层丛式井轨迹控制技术应用研究

定安地区浅层丛式井轨迹控制技术应用研究

摘要：浅层丛式井组为定安地区主要开发方式，而轨迹控制技术则是钻井施工中的关键技术。2009年，为进一步提高钻井速度和效益，深入开展了轨迹变化规律研究，结合区块地层特点，在双稳定器钻具结构的应用上，对稳定器类型、外径的选取和搭配上进行了分析研究和现场试验；在理论研究结合现场应用的基础上，对稳定器外径、间距对于轨迹的影响有了新的认识。探索并得到了定安区块下部井眼轨迹调整中双稳定器钻具结构对轨迹影响的变化规律。

该技术的应用改变了以往单纯依靠单稳定器，在井斜和方位的控制上无规律可循的现状，机械钻速也得到稳步提高，提高了定安区块的整体钻井速度。在技术公司的指导下，目前各井队已经普遍采用双稳定器钻具结构，取得了良好的效益。

1 定安油田钻井概况

区块概况

定安区块位于陕西省榆林地区境内，地处黄土高原腹地，地表长期遭受流水的侵蚀切割，形成西高东低，沟壑纵横、梁峁交错的地貌特征；地面海拔1050～1500m，相对高差450m，冬春季干旱且有寒流风沙侵袭；区内交通条件差，仅有沙土简易公路与交通干线相连。

定安区块开发中要求尽快上产，钻井工程施工中由于道路、井场建设、征地等方面存在诸多困难，多以丛式井为主。并且在该区块的开发上采取了先期注水措施，目标层地层压力已经大于原始地层压力，也给钻井工作带来一定的困难。在产能建设上，浅层丛式井钻井技术成为制约区块开发的关键技术之一。

地层特性

定安地区油藏埋藏浅，属于典型的低压、低渗油田，钻井过程中容易出现井漏、井塌事故，低压储层的油层保护是完井过程中需要特别重视的环节之一。还有就是为保障浅层丛式井顺利中靶，轨迹控制调节余地小，需要精确控制。

井漏问题：洛河组存在水平裂缝和垂直裂缝，裂缝发育，地层孔隙压力低，钻进中易发生井漏。

井塌问题：直罗富县组泥岩易吸水膨胀-垮塌，从而造成井壁不稳定。

井涌、井喷问题：先注后采工艺导致目的层原始压力体系完全改变；部分井区裂缝和圈闭的存在形成异常高压，难以确定合理的钻井液密度，同时油气比较高。在保护油气层钻井条件下，给井控工作增加了难度。

井斜问题：黄土层与石板层交界面、洛河组下部易斜。

方位漂移问题：延长组增斜率低且方位漂移大、规律难以掌握，定向一次成功率低。

井身剖面设计

井身剖面设计中需要考虑到地层因素、工艺技术因素和成本因素，在定安区块钻井中主要是立足现有成熟常规工艺技术，结合地层特性和轨迹控制特点确定合理的井身剖面。

根据定安区块地层的特性和定向井位移的大小，对浅层丛式井进行剖面设计中需要考虑多方面的因素，以确保钻井施工顺利快捷。在实际施工设计上，进行了考虑轨迹控制问题基础上针对水平位移的设计。

1.3.1小位移（A≤200m，A为井底水平位移）

对于设计位移小于200m的井，采用降低造斜点，提高造斜率和初始井斜角，减少增斜段和稳斜段长度，使得直井段长度较大，利于提高钻井速度；在造斜段完成以后，采用双稳定器或多稳定器完钻。

1.3.2中位移（450m≥A≥200m）

造斜点上移至洛河组（900～1200m），按照位移大小适当调整造斜点，在造斜段和增斜段用Φ222mm钻头复合钻进，将复合钻进井段控制在400～500m，控制最大井斜25度左右，采用双稳定器或多稳定器完成下部稳斜段。

1.3.3较大位移（A≥450m）

设计造斜点在上部环河、华池地层。二开用Φ222mm

钻头复合钻进，至造斜点按设计方位造出3～5°左右井斜，采用相对高的钻压。这种做法的主要目的是在上部造斜段较短距离内增大井斜、快速钻进，并获得较大的水平位移，通过上部井段将需要水平位移缩短100m左右，然后通过二次滑动完成井斜、方位调整。该钻井过程充分考虑到了洛河地层方位稳定性差的特点，其具有强降方位的地层特性，一般需要超前角取10～20°。快速增斜有利于方位稳定是该方案的重点所在。这一方案的实质在于，通过二开后的小幅度调整，利用800～1300m的小井斜段增加正向位移，减少后期钻进中水平位移，后续井段位移较小则有利于施工，进而降低施工难度，提高钻井速度。这一方案稳斜段设计井斜角18～20°。后续井段采用双稳定器或多稳定器完成。

1.3.4造斜率、增斜率、造斜完最大井斜、稳斜段长度的确定

造斜率、增斜率、造斜完最大井斜、稳斜段长度的确定，从前两年的施工经验来看，采取通过提高造斜率、增斜率，使造完斜井斜角达到15°～20°左右，这种方法对于位移超过300m的井比较适合，采用复合钻进使井斜角达到对准靶心井斜角、方位偏小或对准靶心方位的方法，然后用常规双扶正器钻具结构进行稳斜钻进，在实际使用过程中取得了比较理想的效果。

剖面设计时，充分考虑直井段井斜产生位移的影响，适

当下移或上提造斜点，使设计更合理地切合实际施工，提高剖面符合率。

同时在施工中根据现场实际情况随时进行调整。如针对直罗组蹩跳严重的区块（桐川）上提造斜点,降低转盘增斜率,在直罗组下Φ222mm钻头带双扶钻具增斜,解决了直罗组使用双扶蹩跳严重的问题，后续完成的26口井平均机械钻速18.18m/h, 钻井周期，与剖面改进前完成的两口井相比，机械钻速提高 5.64m/h, 钻井周期降低;二是大位移井将造斜点提高到洛河组上部,洛河组变为斜井段后，不必再为防斜打直而降低钻压吊打，也降低了直井段防碰绕障的难度和次数,洛河段因此而提高了钻压,解放了钻速。

2 浅层丛式井钻井技术

直井段钻进与防碰工作

定安地区浅层丛式井钻井施工中，地面井间距约为3～5m，造斜点选择余地小，丛式井直井段防碰历来就是定安区块钻井施工中重点和难点之一，在以往的钻井过程中，碰套管的事故时有发生。

2.1.1导致丛式井防碰工作比较严峻的主要原因

1、定安区块井深大都在2200m左右，由于地质原因，表层也较深，造斜点低，防碰井段较长；

2、定安区块在黄土层、洛河层井斜不易控制，方位飘