春光油田K435—30H水平井轨迹控制技术

孙乖平

【摘要】由于地层展布复杂，各种误差的累积作用，致使油层设计垂深与油层实钻垂深不一致，甚至相差较大，造成井眼轨迹控制难度大，钻井后续施工风险加大，找油层时大量损失水平段，另外，靶前位移小，中靶精度高，使得剖面的待钻轨迹设计非常困难。通过立足剖面优化设计，充分利用地质导向技术，MWD监控及相关技术措施的应用，成功完成了K435-30H水平井，为以后薄油层水平井技术更好的追踪油层进行了有益的探索。

【关键词】K435-30H；水平井；钻井技术；井眼轨迹；LWD地质导向

一、概述

所谓 “薄油层水平井” 是指利用水平井技术控制水平段井眼轨迹在2m左右厚度的油层里穿行，确保最大限度地钻穿油层的水平井。薄油层主要来自两个方面：一是自然形成的层间油藏，这类薄油藏在我国的胜利、大庆及塔里木等油田分布较广；二是由于老油田长期深度注采，形成厚度仅有1～2m 左右的顶部剩余油，这类薄油藏在很多油田的难动用储量中占有较大比例。因此，利用薄层水平井技术来提高采收率是国内薄油层精细开采的发展趋势。

二、K435-30H的基本设计

K435-30H是在春光油田施工的一口水平井，该井位于新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州乌苏市农七师123团17连。

三、施工技术难点与技术关键

（一）轨迹控制精度要求高

常规水平井靶半高一般都在2m以上，而春光油田水平井靶半高0.5m，实钻轨迹要求控制在很小的范围内，加上标志层深度或地层展布存在误差，油藏地质人员依据实钻情况随时调整设计，目的层的准确垂深难定，因而施工难度大。要确保 A点的矢量中靶，必须确定合适的入靶角度，否则会造成因角度不合适而没有余地调整井眼轨迹。

（二）中半径水平井

在增斜段用弯外壳井下动力钻具进行造斜，必要时使用导向钻井系统控制井眼轨迹。固井、完井也与常规定向井相同，只是难度更大。而春光油田井身质量考核3o/30m连续三点不超，限制了造斜率的选用，浪费了靶前位移。

（三）测量盲区

目前测量位置距井底一般存在15m的测量盲区（零长未测距离），信息滞后，只能靠经验预测和随钻测量曲线分析是否在薄油层中钻进。因此对井眼轨迹控制的精度要求非常高，要求现场定向人员有较强的预测、调整能力。

（四）精确控制

为保证实钻轨迹在设计要求内，随时进行钻进方式（滑动钻进和复合钻进）的调整。由于井眼曲率效应和地层倾角的影响，滑动和复合钻进交替进行时钻具组合的造斜率规律性较差，给轨迹控制精度带来困难。另外，随着位移的延伸，井斜的增大，工具面的摆放及控制非常困难使方位控制很不精确。

（五）泥浆要求

由于目的层地层松软，钻时快，钻井液必需具备较好的携岩能力和井壁稳定性能。

（六）直井段的施工质量

直井段一开和二开均采用塔式钻具组合，采用高转速低钻压控制井斜。

（七）根据实钻井眼轨迹进行待钻轨道设计

优化轨道设计和简化钻具结构，采用“三增”轨道和前高后低曲率进行设计，尽量减小钻具摩阻，预防井下不安全事故的发生。

四、现场施工

（一）直井段（0～665m）

直井段采用传统的塔式钻具，开始钻进时吊打，轻压慢转。正常钻进时钻压50～60KN，转盘转速170r/min，排量35L/s，确保打直，控制井斜不超过1°。

（二）待钻剖面设计

该井直井段实钻井深至665m时，井斜方位是0.93°×60.43°，计算闭合方位63.85°，闭合距2.3m，与设计方位相近，如继续钻进井斜会增大，从而减少靶前位移，为了践行探油顶剖面，决定在665m提前定向（设计造斜点680m），造斜点的选择在初始井斜大，靶前位移小的情况下尤为重要。设计待钻剖面有三种选择，即原工程设计剖面、稳斜探油顶剖面、微增探油顶剖面。

1.原工程设计剖面类型为：直-增-稳-增-平五段制

该理想化的剖面钻达着陆点时即刚好满足矢量A靶的要求，实际上由于各种误差的累积及直井段轨迹的不确定性，设计靶框往往变为动态靶框，现场需要根据地质综合判断进行靶点数据的更改，即使先打导眼也不能确定靶心垂深，因此该剖面在水平井施工中根本不予采用。

2.稳斜探油顶剖面类型为：直-增-稳-增-稳-增-平七段制

该剖面其突出特点是在3个增斜段之间设计了两段稳斜段，第一稳斜2-3段用于采油挂泵的需要，第二稳斜4-5段则用于探油项，即调整目的层顶界误差。这种剖面适用目的层顶界和造斜率都有一定误差的情况，薄油层水平井常采用这种剖面。该稳斜段井斜比靶点小3°-4°，稳斜段垂深与靶点垂深相差3-4m或更多。

3.微增探油顶剖面类型为：直-增-稳-增-增-增-稳七段制

与稳斜探油顶剖面不同的是着陆前设计成三个连续增斜段，即3-4段、4-5段、5-A段。中间4-5段的造斜率较小，只有0.3～0.5°/10m。微增段的井斜、垂深与上面要求相同。

五、钻井液技术

一开井段井眼大，采用不分散聚合物泥浆体系开钻，钻完后用大排量洗井，保证表层套管下入顺利。二开后选用聚合物混油防塌泥浆体系，白油比例达到10%，斜井段后泥浆密度控制在设计上限1.20g/cm3，泥浆性能满足润滑防卡和悬浮携砂能力。为了保证MWD无线随钻的正常使用，含砂控制在0.3%。充分利用固控设备，振动筛、除砂器、除泥器在实钻中有效运转达到了100%。井斜大于70°以后，钻时明显变慢，振动筛出砂减少，岩屑重复切削，离心机的有效使用，极大稳定了泥浆性能。

六、认识与体会

1.K435-30H井眼轨迹控制的成功可以为其它水平井提供借鉴并可进一步推广应用；2.井身质量考核指标限制了造斜率的选择，本井采取前高后低的造斜率进行剖面设计，以最大限度的争取靶前位移；3.当油藏地质复杂时，应结合实时地质录井、岩屑分析等技术综合判断，提高油层的穿透距离和砂岩钻遇率。

参考文献：

[1]陈涛，冉照辉，罗亮，等.苏77-21-40H2水平井超长水平段钻井技術[J].石油钻采工艺，2015，37（6）：1-4

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