小井距密集丛式定向井防碰技术_魏刚

小井距密集丛式定向井防碰技术

魏　刚1,张春琳2,邵明仁1

(1.中海油能源发展股份有限公司监督监理技术公司;2.中海能源发展股份有限公司采油技术服务公司)

摘　要:越来越多的海洋、陆地的大型油田采用丛式井开发技术,随着大型油田的开发,丛式定向钻井技术得到了长足的发展和提高,平台的结构由2×2、4×4发展到5×7、5×8、4×10的丛式井平台,井距由2m×2m缩小到1.5m×1.7m。井距1.5m×1.7m在国内渤海最早采用,查阅很多资料,国外也没有发现如此小的井距。井数多、井距小导致小井距密集丛式平台定向井防碰问尤为突出。小井距密集丛式平台在渤海油田开发中占举足轻重的地位,本文介绍渤海油田海上油田小井距密集丛式井定向井防碰技术,该技术在渤海海上油油田开发中取得了巨大成功。

关键词:渤海油田;小井距密集丛式井;定向井;防碰技术

中图分类号:TE243 文献标识码:B 文章编号:1006—7981(2010)02—0099—03

1　小井距密集丛式井防碰问题的提出

小井距密集丛式井设计、施工是一个严密的系统工程,对整个平台的作业中起着举足轻重的影响,一个环节处理不当,就会造成事故,解决得当就会带来上百万的经济效益。设计是小井距密集丛式井平台成功的关键,小井距密集丛式井设计体现安全第一的原则,把安全第一的原则贯穿到整个设计中。小井距密集丛式井平台定向作业,井眼防碰是主要解决的问题。

1.1　在小井距密集丛式井平台中有三个防碰问题1.1.1　平台内各井之间的防碰。包括直井段偏斜、造斜点深浅和初始方向。

1.1.2　平台内各井与本平台所覆盖油田内的探井之间的防碰。

1.1.3　平台内各井与临近平台各井的防碰问题,主要是在加密调整井平台钻井时与同一区块平台井之间的防碰问题。

1.2　防碰问题里面存在的不确定因素主要有:

1.2.1　仪器系统误差。

1.2.2　测量误差。

1.2.3　测量深度误差。

1.2.4　磁偏角误差

1.2.5　磁干扰误差。

1.2.6　软件计算误差等。

1.3　引起小井距密集丛式井平台井眼碰撞的危险因素有:

1.3.1　平台导管架中的隔水导管。平台的隔水导管是打桩机打入的,控制井斜的垂直度是很困难的,但在施工中要制定标准,按照标准执行。

1.3.2　直井段的防斜打直。一味的追求进尺,忽略了防碰安全的重要性,这种做法是很危险的。

1.3.3　人为因素。一两个平台没有发生事故,就认为存在的问题可以忽视了,该采取的措施也不执行了,侥幸心理严重。

误差不是人为能够控制的,它直接影响到防碰扫描距离及安全系数。平台设计中已考虑了一些防碰问题,如造斜点错开50m、避免井眼交叉、绕障设计、钻井顺序等,但是,只考虑这些是远远不够的。在实际作业中,还有好多人为控制上的误差和技术上不能达到的因素。如隔水导管是不可能打直的、表层直井段的防斜打直也不是直的。见表1和图1:

表1　某井表层测斜数据

井深(m)井斜角(°)方位角(°)位移(m) 0000

500.3400.13

1000.3400.39

1500.3400.65

2000.3400.92

2500.340 1.18

看看上面一组数据,井斜0.3度井深250m时,位移1.18m,平台槽口距只有1.7m,如果整个平台

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　2010年第2期 内蒙古石油化工

收稿日期:2009-11-28

作者简介:魏刚(1978—),工程师,2004年毕业于石油大学(北京)油气田开发石油工程专业,硕士学位,中海油能源发展监督监理技术公司油田技术中心从事钻井监督工作。

中每口井直井段,井斜全部控制在0.5t 之内,各井套管之间的位置,是否和设计一样的规矩

。

图1　直井段实际轨迹投影图

有些定向井工程师,习惯将表层轨迹的最后一个点的数据,直接推测到造斜点,进行防碰扫描,扫描结果没有碰撞危险,放松了井眼轨迹的控制,这种做法是不可取的。新钻进井段没有测斜数据,有可能

向临井靠近。造斜结束前的井段,每一口井都要认真的监测。翻阅国内钻穿套管的案例,所有事故都是在感觉钻进安全的情况下发生的。预测有碰撞危险的井,采取了周密、合理的防碰措施,没有发生一起事故。碰撞套管的事故在一般情况下是可以预防的。1.4　从碰撞事故案例中,总结出几点:1.4.1　钻井顺序的改变。没有执行小井距密集丛式井钻井原则。

1.4.2　表层轨迹没有数据。没有进行防碰扫描。1.4.3　对防碰安全问题没有引起足够的重视,缺乏防碰危险的意识。

1.4.4　没有彻底实行防碰措施。2　钻进时碰撞临井套管的现象

2.1　滑动钻进碰撞套管时,在恒定钻压情况下,钻压升高,机械钻速降低,钻时越来越慢,钻压有增无减。遇到这种情况要立即关泵并提离井底5m 以上,等待公司意见。

2.2　旋转钻进碰撞套管时,钻压升高,机械钻速降低,扭矩变化大。旋转钻进判断是否碰撞套管是比较容易的。有时候,技术部要求先钻腰部的原则使套管碰撞几率提高,就是这个原因。2.3　MW D 测斜时Bto tal 值(地磁因素)超出正常值。

2.4　返出的岩屑水泥含量高,非常严重时岩屑含有铁屑。2.5　邻井套管有撞击声。

2.6　钻具放空;

2.7　聆听钻具有敲击套管声音。3　小井距密集丛式井防碰措施

3.1　精心优化设计小井距密集丛式井钻井整体方案

3.1.1　造斜点的选择:造斜点里深外浅,且邻井应错开50m 以上;3.1.2　槽口的分配:位移小的井放在里排,位移大的井放在外排,并根据方位依次布井,避免井与井交叉;

3.1.3　根据防碰需要,外排井预斜;3.1.4　钻井顺序:优化钻井顺序,先钻外排井,后钻内排井,最后钻直井;

3.1.5　造斜率:符合井身质量标准,造斜率由

外向内依次递减;

3.1.6　作业前,做好防碰绕障设计和施工方案;

3.1.7　设计的分离系数要大于1.5。3.2　加强现场测量和跟踪手段

3.2.1　现场备用陀螺;3.2.2　防碰模拟软件;3.2.3　加强沟通,引起足够重视;3.2.4　加强各单位的协调与配合;3.2.5　现场随时与基地保持通讯联系。

3.3　加强作业人员的防碰意识,小井距密集丛式井作业的每一口井均存在碰撞危险

3.3.1　加强表层井段的测量,对有碰撞危险的井必须使用陀螺测量井眼轨迹;

3.3.2　用陀螺复测井斜小于20°的井段的轨迹数据,保证数据的准确性;

3.3.3　根据复测轨迹数据进行绕障设计;

3.3.4　陀螺测量轨迹时,应严格执行相关操作规程,每口井应进行自寻北、起出对船艏向操作;3.3.5　要有整体防碰意识,为后续井作业预留空间;

3.3.6　加强防碰管理措施:每个平台钻至最后5～8口井前必须用陀螺复测井斜小于0.5°井段相关邻井的井眼轨迹数据;

3.3.7　使用防碰软件,进行防碰分析。3.4　表层防斜打直,井斜角要求控制在0.5°以内3.

4.1　导管架井口间距要规范;

3.4.2　打桩时,要求Υ609.6mm 隔水导管要直,井斜小于0.5°;3.4.3　使用大钟摆钻具组合钻表层;钻具组合为:

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