该地区每个平台布置2-5口井不等,井深超过4000米,位移1500米,水平段6寸井眼,长度1000米,平台井口井距离仅为8-10米左右,施工难度大。为了解决丛式水平井钻井平台大小、数量和位置等的规划问题,研究丛式水平井技术条件下平台的大小、数量和位置与油田地面工程建设投资和油气井建井投资之间的内在规律。
1 丛式水平井布井
丛式水平井钻井平台大小、数量和位置等的规划问题可以通过建立以油田建设总投资(地面工程建设投资与油气井建井投资之和)最小为目标的混合整型非线性规划模型来求解。应用这一方法,在BA油田丛式水平井钻井平台规划中,结合当地地面工程建设费用和建井工程费用,得出均布井网条件下的最优平台模式,区块最优平台设置数量,计算实例表明是可行的。
2 水平井直径段防碰问题
平台井井间间距小,防碰问题突出,尤其在直井段。以下是影响井眼发生碰撞的主要因素:
(1)直井段偏斜:现有的钻井技术不可能将所有的直井段吊直为零,其原因是地层的不均一、邻井水泥环的影响等因素,使井眼产生偏斜。(2)钻井顺序不符合井眼防碰原则:定向钻井原则是“先外后里,先浅后深”---即先钻造斜点浅的定向井、依次钻造斜点深的井、最后钻直井;也就是说先钻位移大的边缘井、依次向平台中心钻。如果违背上原则,易产生碰撞。(3)小井距仪器的精度误差:我们知道所有的测量工具都有系统误差,随着井深的增加,其误差椭圆越来越大。(4)邻井套管对MWD磁干扰,产生测量偏差。
3 避免井眼碰撞的措施
除大平台小井距、仪器系统误差、邻井套管对MWD的干扰和现有的钻井技术不可能将直井段吊直为零,现场无法人为控制外。钻井顺序、直井段测量和岩屑判断等都可人为控制。措施如下:(1)采用钟摆钻具尽量防斜打直,尽量减轻下步作业的压力。(2)钻完直井段投测电子多点,对于井斜大于1度的井测陀螺。
4 造斜点的选择
根据甲方提供的原始数据计算出位移和方位,按照定向井原则,井网布置避免交叉,位移大的安排在边缘槽口,造斜点的选择原则是在地层均一、可钻性好的地层,但密集型丛式井为降低稳斜段的井斜角,造斜点尽量浅,相邻井的造斜点相互错开,平台从外到里造斜点依次加深,避免来自横向的磁干扰及井眼碰撞。钻井顺序必须按照定向井施工原则,即采用先浅后深(造斜点)、先外(边缘大位移、大斜度)后里,否则会后患无穷。如果采用定向井钻井原则,还避免不了,就要用陀螺定向,要避免磁干扰、碰撞,除按以上原则外,必须保证一次造斜的成功,否则就会打乱整个钻井顺序,给下步作业带来困难。
5 减少滑动井段
(1)提高造斜点,可减少滑动井段(如下部建议中所提)。外排井少下一根套管,并且造斜点在220米的井,出套管10米,用陀螺定向提前造斜,其它井相应提高KOP来减少滑动井段。(2)提高造斜率来降低最大稳斜角,同样对定向井工程师的技术要求高。(3)选择合适的扶正器:根据临井各平台总结出无论用多小的扶正器,对于大井斜都有0.5~0.8度/30米的降斜率,(4)初始井眼轨迹走设计上线:对于井斜大于50度的井,造斜终了位移比设计位移超前30米以上;井斜在40~50度的井,造斜终了位移比设计位移超前25米以上;井斜在20~40度的井,造斜终了位移比设计位移超前15米以上。
6 井型井眼轨迹优化
水平井井眼轨迹控制技术是水平井施工工艺的核心,轨迹控制的水平直接反映了水平井施工的水平。影响井眼轨迹的主要因素是下部钻具组合(BHA)、钻井参数、已钻井眼几何形状和待钻地层特性等因素。井眼轨迹的控制主要依靠钻具组合和钻井参数的调控来实现,不同的钻井方式有不同的钻具组合和参数调控方式。轨迹控制要求根据钻井工程设计的井眼轨迹选择合适的钻具组合和钻井参数进行钻井施工;利用轨迹控制软件实时掌握实钻井眼轨迹情况,通过调整钻具组合和钻井施工参数,使实钻井眼轨迹接近设计井眼轨迹。
水平井井眼轨迹的控制包括直井段、增斜段(定向段、稳斜段)和水平段三个阶段。在直井段要求井斜尽可能小,以减小造斜点以上井段产生的位移,为下步定向造斜段创造条件;在定向段要求实钻井眼尽可能与设计轨迹线重合,要求轨迹光滑以减小摩阻和扭矩;稳斜段依据掌握地层造斜规律和方位漂移规律,灵活地选择钻具组合和钻井参数;水平段根据地层实钻情况适时调整轨迹,确保水平段在油层中穿过。
摘要：BA油田为一个新开发区块,该地区临井资料少,地质条件复杂,井温高,有异常高压层,涌漏同层,地层可钻性差,且含有硫化氢。该区块布置的井大部分都为三维丛式水平井,本文通过研究,实现安全、快速钻井。
关键词：丛式平台水平井,轨迹控制,仪器改进,施工模板
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