焦页12-4HF页岩气三维水平井LWD轨迹控制技术

2015-03-23马建强中石化中原石油工程有限公司钻井二公司河南濮阳457001

化工管理 2015年3期

马建强（中石化中原石油工程有限公司钻井二公司，河南濮阳457001）

马建强（中石化中原石油工程有限公司钻井二公司，河南濮阳457001）

三维水平井是页岩气焦石坝背斜带焦石坝构造上部署的主要井型，焦页12-4HF是焦页12号平台四口井之一，完钻井深4720m，水平段长2095.06m，轨迹控制方面主要存在温度、油基、水平井段轨迹设计上下起伏等带来的仪器、工艺方面的难题，通过现场实践，应用LWD仪器、定向段与水平段工艺技术等，解决了上述难题，取得良好效果。

轨迹控制；LWD；水平井；三维；页岩气；焦石坝

焦页12-4HF页岩气三维水平井位于川东高陡褶皱带包鸾－焦石坝背斜带焦石坝构造，地表出露下三叠统嘉陵江组，地层倾角3.40-5.43°，主产层为志留系龙马溪组，厚度36m。焦页12-4HF井是焦页12号平台四口井之一，完钻井深4720m，设计为三维水平井，水平段长2130.00m，A靶点垂深2388m；B靶点垂深2416m；水平段长2095.06m（AC段1713.87m，CB段381.19m），定向增斜的同时，还需进行方位调整，轨迹控制工艺复杂。

一、轨迹控制难点分析

1.地层因素

上部地层可钻性好，易斜，尤其是1500m之后软硬交错的地层极易增大井斜。龙马溪组上部约40m厚的灰黑色粉砂岩、泥质粉砂岩钻时极慢，钻头磨损严重。受周边压裂井的影响，龙马溪组下部钻至页岩层位后易涌、易漏、压力不稳，且岩性复杂、压力差异悬殊。

2.仪器因素

（1）目的层温度超过100℃，高温环境下，仪器脉冲发生器、探管精确度受到较大影响。

（2）水平段设计为柴油基的油基钻井液。仪器胶囊长时间被柴油浸泡，易发生硬脆性变化，影响LWD仪器。

（3）2130m的长水平段内，无线随钻仪器脉冲强度减弱，信号衰减严重，给测斜、gamma数据传输带来很大困难。

3.轨迹控制因素

（1）二开井段浊积砂层厚度不确定，最厚达30-40m，薄位仅有10m。设计要求钻穿浊积砂15米完钻，完钻井斜55°，中完井斜控制带来难度。三维水平井既要调整井斜达到设计要求，还要控制方位变化，定向难度成倍增加。

（2）龙马溪组与五峰组两个产层交叉穿行，地质层位对比、倾角的确定都有一定难度；不同层位增斜、降斜趋势不同，尤其是在交界面处井斜变化尤为明显，不可避免将进行频繁的轨迹调整，造成水平井段轨迹上下起伏。

二、轨迹控制技术应用

1.轨迹控制要点.

本井在1920.00m下入LWD跟踪测斜，直井段测斜不超过50m，造斜井段不超过20m，掌握井眼井斜、方位及造斜率的变化，并及时进行调整，确保实钻与设计轨迹的吻合性。地层交界面及井斜变化较大的井段加密测点，加强预测；及时分析gamma数值的变化情况，并结合地质设计分析岩性，掌握地层变化情况，提前调整井眼轨迹。

（1）直井段。直井段防斜打直是影响钻进效率和定向轨迹质量的重要因素。针对直井段夹层多的特点，采用合理控制钻压进行吊打。井深1920.00m下入LWD进行井斜监控。根据钻井情况，提前对方位进行调整，有效控制侧向位移的持续增长，为下部增斜段施工创造条件。

（2）定向段

造斜点1990m，由于直井段侧向位移较大（30m），给定向增斜段带来一定的影响，增加了定向工作量。造斜井段施工时，造斜初期要尽快的确定入井钻具的造斜能力，确定滑动钻进的段长及双驱钻进的段长，保证既能满足造斜率的要求，又能做到轨迹平滑，全角变化率不超标，为水平段的顺利施工奠定基础。

2.轨迹控制仪器应用。

LWD是轨迹控制的重要手段，尤其是水平段的监控。实钻监控中主要解决三个方面的难点。

（1）井温。随着井深的增加，井底温度也越来越高。采用分段循环来降低井底温度，防止因仪器一次到底超过仪器的最高承温能力，造成探管损坏。

（2）油泡。LWD仪器使用期间，一直在柴油基钻井液中浸泡，仪器橡胶件易发生硬脆，导致密封失效，仪器漏油。通过与仪器厂家沟通，全部应用耐油材料。

（3）仪器信号衰减。更换泥浆泵活塞及密封胶圈，清理泥浆泵上水口滤清器，确保上水良好，减少因泥浆泵上水不好引起的泵压波动；仪器方面，优选脉冲器蘑菇头及限流环配比，增强信号强度，将限流环更换为1.725mm，增强脉冲器信号强度，补偿信号衰减量；定向工艺方面，准确计算反扭角大小，摆工具面一次到位，减少上提下放次数，将钻具波动影响降到最低。