长庆大偏移距三维水平井设计与应用

长庆大偏移距三维水平井设计与应用

【摘要】长庆油田大规模部署水平井，水平井布井数量逐年增多，目前受区域开发地貌，布井方式及水平井工艺难度的影响，丛式井水平井组多由两口设计方位相反的水平井组成，丛式水平井开发还处于探索试验阶段。通过应用nds软件进行三维剖面理论分析论证，施工方案制定，进行了阳平3、阳平5井进行试验，实钻优化轨迹施工，精细管理，两口三维水平井顺利完钻。该技术实现了300m

偏移距1500米水平段水平井钻井，给长庆油田水平井开发设计提供了一个很好的依据及选择。

【关键词】大偏移距三维水平井丛式水平井轨迹控制

1 前言

2006年以来，长庆油田大力推广应用水平井钻井技术取得显著效果，水平井钻井速度和单井产量都有较大幅度提高，大大降低了综合开发成本，为继续提高单井产量、实现经济有效开发，继续探索三维水平水平井钻井技术，以适应长庆油田水平井开发趋势。2011年进行了阳平1、阳平2井三开1500m水平段水平井实验，2012年在1500m水平段基础上进行大偏移距水平井实验。阳平3、阳平5井就是该项目实验井位。本文通过阳平3、阳平5井设计论证及施

工的成功，可作为后续三维井设计施工的依据及基础。

阳平3、阳平5井概况

阳平3、5井位于西峰地区西233井区，为典型的黄土高原地貌，沟壑纵横，梁峁相间。黄土层厚80～100m，地表高差100～200m，地面海拔1036～1450m，平均1341m，改井场海拔1263m，设计方位345°，垂深1952.1m，靶区上下偏差2m，左右偏差20m，水平段16个靶点长1500m，偏移距300。

2 设计论证

阳平3、阳平5井设计前提是1500m水平段和300米偏移距情况下设计：2.1 靶前距优化

考虑大偏移距钻进磨阻较大和长水平段钻进，井眼曲率取值在

3-4°/30m，垂直靶前距为430-573m，靶前位移524-646m，考虑第一次进行大偏移距水平井施工，靶前位移选择600m，目的最大限度减少施工难度。

2.2 剖面优化设计

设计确定采用高造斜点，提前走偏移距同时最大井斜控制在20度以内，完成偏移距和扭方位施工；后续井段实现二维常规增斜轨迹控制的剖面设计思路。

3 施工难点分析

走偏以段井斜控制要求高，要确保该段施工井斜、方位、及位移参数控制与设计吻合，轨迹控制要求高。

大尺寸井眼增斜规律较少，钻具组合选择困难。

大尺寸井眼扭方位施工难度大，定向钻头选型困难。

定向钻进井段，井眼钻机液要求润滑性，和强的抑制性。

长水平段钻进钻具摩阻明显增加，钻具受力复杂，轨迹控制困难。

水平段增长，钻遇泥岩几率增多，垮塌严重，井下安全问题突出；

裸眼段长，钻具摩阻大，滑动效率低；

4 轨迹控制

4.1 直井段防碰轨迹控制

（1）钻具结构：311.2pdc*0.4+ф228l

z*8.04+ф203mwd*0.89+ ф203nmdc*9.16+ 631*410*0.5+ф

178dc*3*27.49+ф127dp（加厚）*48根+ф127dp+133kl。

（2）复合钻井与滑动钻进相结合，使用无线随钻仪器监控轨迹，滑动钻进控制方位在设计走偏移方位左右，防止绕障时轨迹与邻井有相碰趋势。4.2 斜井段轨迹控制4.2.1？造斜稳斜段轨迹控制

该段目的是提前走部分偏移距，轨迹严格按照设计轨迹钻进。实钻中庆平5井该段采用与设计方位夹角20度方位进行增斜走偏移钻进，该段施工顺利。阳平3井严格按照设计，方位75度与水平段方位垂直，改段控制属于常规增斜稳斜控制，均顺利达到设计目的。

4.2.2？增斜段轨迹控制

阳平5井增斜段采用311.2钻头钻进，试验pdc钻头进行增斜，增斜率达不到设计要求，试验失败，后采用牙轮钻井完成该段施工，该井段平均机械钻速3.89 m/h，下入244.5mm技术套管至窗口。阳

平5水平段完钻最大上提磨阻为25吨，同井场二开结构阳平4井最大磨阻32均顺利完钻，阳平3井考虑在扭完方位后下入技术套管，后续以215.9pdc钻头钻进，提高钻井速度，较少钻井投入成本。该段采用上海中盟pdc钻头（m4666c），平均机械钻速14.85 m/h，有效提高了斜井段施工效率。4.3 轨迹控制结果

阳平5井采用三开结构三维水平井以48.77天顺利完钻，较设计周期提前16.23天。第二口超长水平段三开结构丛式水平井阳平3井，以24.58天成功完钻，较设计周期缩短了22天。

5 结论

（1）三维设计采用垂直靶前距500米左右，从整体减低斜井段狗腿度，最大限度的降低了施工难度。

（2）311.2mm井眼在扭方位井段狗腿度设计调整为2°/30m，有利于滑动控制，减少滑动段，提高钻井效率。

（3）虑该井组的轨迹要求，做到井组轨迹的优化，减少防碰难度。同时要做好施工顺序的安排，来减少不必要的防碰问题，提高施工速度和质量。

（4）做好井下安全措施。丛式三维水平井井身轨迹复杂，岩屑携带较为困难，施工中要保证钻井液性能，及时进行短起下作业来保证井下的安全。

（5）下步可采用该技术针对偏移距300米以上水平井进行设计试验，提高长庆油田技术竞争力和技术实力。

参考文献

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[2] 苏义脑.水平井井眼轨道控制[m].北京：石油工业出版社，2000

[3] 韩志勇.斜面圆弧形井眼的轨迹控制新模式[j].石油钻探技术，2004，2：1-3