三维多靶点井眼轨迹控制技术

三维多靶点深井轨迹控制技术

一、概况

QK18-2油田位于歧口区块，大大小小的断层很多，地层相当复杂。QK18-2油田分北块、南块、中块，主要钻探沙河街的油层，平台结构3X4，间距2.0X2.3m，结构北角358.9度，井身剖面全部为三维多靶点定向井，方位最大变化68度，井斜最大变化35.86度。平均井深3515.64米，最深井深3938.42米，靶区半径控制范围:50m。QK18-2平台分两次批钻方式，第一批钻5口井，第二批钻7口井。QK18-2平台全部钻三维定向井的第一个丛式井平台，是丛式井集束作业难度最大的一个平台之一。

二、井身设计

第一类定向井（P3、P4、P6）：平均井深在3247米左右，目的层为沙河街。

井身结构：17-1/2”井眼+12-1/4”井眼+8-1/2”井眼

第二类定向井（P1、P8）：平均井深在3919米左右，目的层为沙河街。

井身结构：26”井眼+17-1/2”井眼+12-1/4”井眼+8-1/2”井眼

四、平台槽口图和井位图

五、项目难点

1、深井作业安全问题。

2、克服摩阻，保证滑动钻进。

3、二次造斜，二次造斜点深，是否容易造斜，是否滑得动。

4、合理优化轨迹。

六、施工思路

大位移三维多靶点定向井最大的困难是如何克服摩阻，保证滑动钻进和井眼轨迹合理控制。在井眼轨迹需要调整时，能够及时的调整，如果各方面原因不能调整时，怎样合理的把困难有效的克服，顺利中靶，是我们工作的重点。

1、总结本地区各地层的漂移规律，合理利用地层的自然漂移规律，达到有效控制井眼轨迹的目的。

2、裸眼井段长，摩阻大，扶正器托压严重，不能滑动钻进时，在轨迹控制不失控的情况下，合理利用井身结构，把困难转移到下一个井段或改变钻具组合。

3、合理选择第二造斜点，合理选择造斜率。

4、从始至终，要准确的预测井眼轨迹。

5、合理选择马达弯角，使之能够满足井眼轨迹控制的需要。

6、优化井眼轨迹，降低作业难度。

七、井眼轨迹控制

下面以P8井为例介绍井眼轨迹控制技术，中间穿插其它井遇到特殊情况下的轨迹控制：1、26"井眼轨迹控制

26"井眼主要任务是防斜打直，做好防碰扫描。利用大钟摆钻具，轻压吊打，钻进至208米，投测多点起钻。钻井参数控制：钻压：0.5~2.5吨；排量：4200升/分；转速：80转/分；平均机械钻速：62.45米/小时。

2、17-1/2"井眼轨迹控制

钻具组合：17-1/2"PDC+9-5/8"AKO(1.5)+16-1/2"STB+8"F/V+8"NMDC1+8"MWD+8"NMDC1 +7-3/4"(F/J+JAR)+X/O+5"HWDP13

P8井17-1/2"井眼造斜，造斜点248米，按照设计轨迹开始造斜，平均机械钻速45米/小时，钻进至683米造斜结束。反扭角20~40度。17-1/2"井眼主要在平原组和明化段，可钻性好，钻进至1213米17-1/2"井眼结束。井眼轨迹控制较困难：

1）17-1/2"井眼的欠扶正器尺寸选择有限，只有16-5/8"和16-1/2"两种，几乎没有选择的余地。

2）降斜率0.5~1度/30米，漂移率0.4~1.5度/30米。

3）裸眼井段长，滑动困难。裸眼井段超过600米之后，摩阻大，钻具托压严重。

3、12-1/4"井眼轨迹控制

钻具组合：

12-1/4"PDC+9-5/8"AKO(1.15)+11-1/4"STB+8"F/V+8"NMDC1+8"MWD+8"NMDC+7-3/4"(F/J +JAR)+X/O+5"HWDP10

P8井三维多靶点定向井，12-1/4"井眼主要控制好井斜、方位，越靠近设计轨迹越好。轨迹控制原则是，12-1/4"井眼稳斜稳方位，把二次造斜点推迟到8-1/2"井眼，降低作业时间。轨迹控制原则从始而终贯穿12-1/4"井眼。12-1/4"井眼完钻原则是进入东营组50米下9-5/8"套管。明化镇地层的漂移规律：降斜率为0.2~0.5度/30米，漂移率-0.2~0.3度/30米；进入馆陶组，降斜率为0.1~0.3度/30米，馆陶底部井斜有微增斜趋势，增斜率0.1~0.5度/30米；方位较稳定。馆陶底部有微增斜趋势后，滑动钻进非常困难，这也是使用PDC钻头的缺点，采取划眼和降低钻压的方法控制井眼轨迹。12-1/4"井眼的困难是裸眼井段长，滑动困难，必

须进行有效的轨迹控制和井眼优化，使之能够最大限度的降低作业难度和作业风险。井眼轨迹控制中要时刻预测轨迹趋势和第二造斜点，有计划的将第二造斜点和一些12-1/4"不能解决的困难推移到8-1/2"井眼进行解决。钻进至2865米，12-1/4"井眼结束。

4、8-1/2"井眼轨迹控制

钻具组合：

8-1/2"PDC+6-3/4"PDM+8-1/8"STB+6-1/2"F/V+6-1/2"NMDC+6-1/2"MWD+6-1/2”NMDC+

6-1/2"JAR+SUB+5"HWDP*13

合理选择造斜点，合理选择造斜率，使井眼轨迹平滑是8-1/2"井眼解决的主要问题：1）进入8-1/2"井眼首先降斜，降斜结束后再全力扭方位。设计方位变化68度。

2）控制好造斜点，和造斜率。控制不好有脱靶的危险。

3）中靶原则是中1#靶的左靶边中3#靶的右靶边。

4）油基泥浆可解决托压问题。

5）解决滑动钻进钻速问题。

6）合理选择扶正器。造斜结束后，稳斜或降斜钻进，选择上扶正器尺寸8-1/8"。

按照制定的方案，旋转钻进至2884米开始滑动降斜，降斜结束开始全力扭方位。滑动钻进进尺很慢，4~10米/30米，滑动钻进能够正常进行。摩阻15~18吨，钻压1~5吨，反扭角60~100度。马达弯角1.15度理论造斜率为6.96度/30米，每柱滑动钻进12~13米，造斜率控制在2.8度/30米左右。整个东营组井段都在滑动钻进，无法有效的分析地层的漂移规律。8-1/2”井眼钻进过程中出现的问题，

1) P1井8-1/2”井眼要求稳斜井段长，并且控制范围小，将8”扶正器改为7-3/4”。稳斜作业中，增斜率0.4~0.6度/30米。裸眼井段超过500米，滑动钻进相当困难，在继续旋转钻进，3#靶将脱靶。及时改变钻具组合结构：

a.更换扶正器尺寸，尺寸由7-3/4”更换为8”。

b.马达本体扶正器套子由8-3/8”改变为8-1/8”。

改变组合后，降斜率0.4~1.2度/30米，达到了改变组合的目的，使P1井不需要滑动钻进，降斜进靶。

单井轨迹控制图