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，方位飘移不规律，造成丛式井施工中直井段绕障频繁；3、采二项目组在丛式井组井序排列中不能完全依照钻井接井顺序下发坐标，先注后采，不能按照有利防碰的钻井施工顺序开钻，给防碰工作带来困难；图1和图2分别是40622西26-37井组施工中的实际钻井顺序和技术公司提供的钻井顺序。

图140622钻井队西26-37井组实际施工顺序图240622钻井队西26-37井组技术公司提供钻井顺序4、个别钻井队防碰意识淡薄，不按技术要求测斜、预算、绘制防碰图；且对防碰误差认识不足，存在侥幸心理等；5、个别钻井队施工的井组的大门方向没有考虑井组排序，造成绕障。

图3就是40622施工的董64-63井组的大门方向图340622施工的董64-63井组的大门方向2.1.2相应防碰措施为解决防碰问题，从钻井施工的角度，在总结现场工程实践经验的基础上，从岗位职责到具体的技术环节，定安地区浅层丛式井钻井施工中制定了丛式井防碰要求：⑴提高全员防碰意识，确立防碰岗位责任制井队长是防碰第一责任人；工程技术员是防碰第一技术责任人；司钻是班组防碰第一责任人；①工程技术员依据单井防碰需要制定相应的单井防碰技术措施，并监督技术措施的落实与执行；依据测斜间距要求及时测斜、计算并制作防碰图，提出防碰预告，制定相应技术措施。

如钻具结构、钻井参数优选或停钻采取下螺杆调整轨迹趋势等；②驻井值班干部负责防碰技术措施的落实和人员分工，对措施的执行情况、岗位执行情况进行监督与检查，及时督促整改；复杂情况下协同技术人员制定技术措施并现场监督；③司钻为本班组防碰第一负责人，负责本班组的防碰岗位分工、技术措施的落实；对井下情况要及时进行判断，发现异常及时汇报；④副司钻负责泥浆返出量的观察，负责其它岗位防碰工作的检查与督促；⑤井架工负责老井井口的观察；⑥场地工负责震动筛的观察和定时捞取砂样；⑦内外钳工协助司钻观察好指重表、转盘等的反应。

⑵要求钻井队严格依据规定测斜，及时绘制防碰图，及时监控和预测轨迹趋势。

⑶表层施工测斜要求：①开钻前要对井口进行校正，确保天车、转盘、井口三点一线；开钻前三个单根要轻压吊打，保证开直井眼；②表层第一个测点测深必须小于30m；③在黄土层和石板层交界面处上下各二个单根要轻压吊打以控制井斜。

⑷直井段施工要求：①通过力学特性分析和长期工程实践，钻具结构可以选用两种结构：A：7″×2根+ 61/2″NDC+其它B：61/2″NDC + DC×2根+ Φ214mm扶正器+其它。

钻具结构A具有良好的防斜效果，但测深与井深的间距较大，用于单井定向井、丛式井组第一口井、不需要防碰的情况下使用；而钻具结构B，由于测深与井深的间距较小，适用于需要防碰的定向井使用。

②同一井组直井段要求使用同一种钻具结构，相同参数，采用与邻井相同或相似井深测斜；③二开要吊打2～3个单根，开直井眼，扶正器进入新井眼后方可加压钻进；④直井段每钻进3个单根测斜一次，有防碰需要时应加密测点；⑤对于轨迹趋向于前大门方向的直井段施工，应最大限度的做好井斜控制，为以后施工预留余地；⑥丛式井组防碰直井段最近安全距离为4m，斜井段为8m，若两井距离接近安全距离时立即停钻，分析原因并制定相应的技术措施后下螺杆提前定向或调整轨迹趋势，施工过程中注意钻时、泵压、指重表、转盘、刹把、震动筛及井口泥浆返出量的变化情况，派专人观察有无铁屑返出及老井井口的反应。

⑸预算是防碰工作的重要环节，技术人员必须按照当前井斜方位预算100～200m的后续井段井眼轨迹趋势，对预算结果及时做出判断，必要时提前进行绕障施工。

造斜点井深确定造斜点的选择是决定剖面类型的核心，造斜点高低各有利弊，不能一概而论。

⑴对于设计位移小于300m的定向井，造斜点太高必然使稳斜段加长，井斜变小，大段的斜井段在井斜小于20°时用常规钻具进行轨迹控制，方位漂移量大，只有使用单弯螺杆进行复合钻进并及时调整才能达到目的，螺杆消耗大，钻井成本增加。

同时在现场实践也能说明这一问题。

同时象华北、大庆等外部施工队伍也采取同样的剖面设计类型进行施工。

⑵对于设计位移大于300m的井，参考其它区块经验，采取大幅度提高造斜点的方法，减小设计最大井斜角，提高造斜施工时效。

⑶同一井组不同位移拉大造斜点间距，对位移较大的井采取尽量提高造斜点，小位移井压低造斜点，有利于防碰，同时使最大井斜适当（20°～30°），有利于后期轨迹调整。

定向技术由于地理条件的限制，摸索、探讨形成了一套具有长庆特色的成熟的定向井钻井工艺。

但是由于井身质量要求高，使得井眼轨迹控制难度大，导致起下钻频繁，同时为了预防两井相碰要进行饶障施工，严重地制约了钻井速度的提高，延长了建井周期，影响了经济效益。

因此在定安油田我们在直井段和定向段多采用如下钻具结构来解决以上问题。