APP下载

南海东部深层定向井防电测卡“S”井身设计及应用

2024-03-09李世举夏竹君卢昌李朝王世磊

化工管理 2024年6期
关键词:本井电测井身

李世举,夏竹君,卢昌,李朝,王世磊

(中海油能源发展股份有限公司工程技术深圳分公司,深圳 518067)

0 引言

南海东部勘探走向中深层,深层井越来越多,为控制作业成本,井身结构简化,裸眼越来越长,最长裸眼段达到3500 m;为实现多目标兼探,定向井占比也越来越高,新的勘探形势下,电缆测井作业风险极大,因此防电缆测井卡井身设计方案非常必要[1-4]。以H-1dSa井为例,介绍南海东部深层定向井A井目的层直井段防电测卡井身设计方案及应用情况。

1 概况

惠州某构造被一条北西西向断层分隔为A、B、E三块,E块位于断层上升盘,下降盘为A块和B块。鉴于惠州某构造的复杂性,对该构造进行整体勘探部署,提出惠州某构造E块和A、B块采用1井3眼的方式进行钻探,计划自H-1d井800 m侧钻H-1dSa井,钻探构造西南部的A块。钻探主要目的层为珠海组-恩平组,次要目的层为珠江组下段、前古近系潜山。

2 井身优化设计

2.1 邻井风险调查

收集惠州某构造邻近区块近半年10口井作业情况,仅4口直井电测作业较为顺利,其余6口井斜24°~31°的定向井均出现复杂情况或打捞。本井为了取全各类测井资料,必须优化井身结构,将目的井段设计为直井段,降低作业风险。

而通过对近十年电测遇卡的测井项目、井型井斜、裸眼长度、钻井液比重等多方面深入分析研究,发现存在以下特点:(1)遇卡井型主要为定向井,遇卡打捞的井中定向井占比63.6%;(2)遇卡项目主要为测压取样占63.6%、旋转井壁取心22.7%,该两项占比超过86%;(3)遇卡井中裸眼长度超过1000 m的井占比72.7%;(4)最大压差超过6.89 MPa的井占比68.2%。电缆测井作业风险极大,防电缆测井卡井身设计方案非常必要。

2.2 “S”型井眼可行性分析

如图1所示,为了分析“S”型井眼设计,从本井钻探的地质目的、工程安全、电测作业安全、综合成本等分析将目的井段设计为直井段的可行性。从地质目的方面,其他目的层叠合性好,具备设计成直井段的地质条件;从工程安全考虑,闭合位移1554.53 m,可将造斜段集中在非目的层,且用套管封固;从电测作业安全方面分析,邻近区块10口井电测作业中,仅4口直井电测较为顺利,说明直井的电测作业风险更低;从综合成本高低考虑,与挪井位打直井相比,现井眼侧钻能节省约7天钻机时间,可节约更多的勘探成本。综合分析认为,“S”型井眼设计,将目的井段设计为直井段的方案是可行的。

图1 “S”型井眼示意图

2.3 “S”型井眼优势分析

综合分析地质目的、工程作业安全、资料录取风险、综合成本,最终确认在非目的层31.12 cm(12.25 in)井段完成造斜和降斜并用套管封固,21.59 cm(8.5 in)直井段揭开目的层,形成“S”型井眼,实现资料录取目的。

本井“S”型井眼设计方案的优势主要为:(1)21.59 cm井段钻具托压概率小,有利于快速钻进;(2)“变斜为直”,电测仪器摩阻减小,相对下入较容易;(3)仪器和电缆不贴底边,减少台阶阻卡和电缆吸附卡;(4)井壁岩屑或掉块堆积概率降低,仪器遇卡风险降低。

2.4 “S”型井眼难点分析

本井“S”型井眼设计方案的难点主要为:(1)31.12 cm(12.25 in)井段轨迹复杂,井斜最大43.87°,不利于井眼清洁;(2)“S”型井眼井斜先增后降,钻进摩阻扭矩较大;(3)套管下入难度增加。

2.5 “S”型井眼优化设计

本井“S”型井眼设计方案时针对以上难点进行研究,制定了相应的改进措施:(1)提高钻井液动塑比,提高岩屑携带能力;(2)提高钻井液润滑性,多次验证钻井摩阻扭矩适宜;(3)套管下入前垫入高润滑能力泥浆,提前进行模拟校核,套管采用半掏空,并准备循环头。

3 “S”型井眼实施

3.1 井身结构

根据以上研究,设计井号为H-1dSa井,如图2所示,水深108.00 m,补心海拔25.0 m,设计井深5190.00 mMD/4625.00 mTVD,钻探主要目的层为珠海组-恩平组,次要目的层为珠江组下段、前古近系潜山,在非目的层集中造斜,且用套管封固,在钻探目的层段设计为直井段,整体井身结构呈现为“S”型井眼。

图2 H-1dSa井井身结构示意图

3.2 电缆测井实施

根据勘探地质设计要求,在目的层段要进行测压取样和旋转井壁取心作业,在 H-1dSa井21.59 cm(8.5 in)井段,由斯伦贝谢提供井下仪器和地面采集系统,超大直径探针、速星模块、超高压泵、多取样瓶模块组合下井,流体识别模块为IFA,MDT多取样模块(MRMS_1)设置为低震动(low-shock)取样模式;旋转井壁取心作业工具为MRCT/GR。为实现设计目的,针对提到的测井作业难点及措施方案,本井在电缆测井过程中解决方案如下:

(1)针对井眼清洁度,采用工程处理措施,主要是主动划眼修整关键井段井壁和大排量循环至无明显岩屑返出。

(2)针对井壁稳定性,采用钻井液性能调整方式,例如增加PF-FT-1、PF-NRL提高钻井液封堵能力;增加XP20N、PD-RESIN提高控制高温失水能力;增加PF-EXLUBE、PF-LUBE HT提高润滑性;增加Dristemp、PF-DFL 180抗高温聚合物和PF-COK提高抗温能力和抑制性,改善钻井液的抗温性、润滑性、封堵性和控制高温高压滤失量,确保井壁稳定性。

(3)针对电测阻卡风险,一方面精简仪器组合、优选扶正器,用更灵活的飞轮代替扶正器,如图3所示,现场交底预案完备;另一方面是电测操作步骤明确、应急预案完备等,以降低电测阻卡风险。

图3 改井测井工具扶正器

4 应用效果分析

本井在21.59 cm(8.5 in)井段顺利进行测井作业五次,其中地层测试作业两次、旋转井壁取心作业三次,测井时间累计142.75 h,仪器起下过程中无明显阻卡。

本井在目的层段的77个深度点进行测压,其中包含有效点32个、超压点2个、低渗点7个、致密点19个、失封点17个,经过泵抽取样,清楚认识了ZJ530、ZH121、ZH130、ZH132层的物性以及流体性质,达到了最初设计的目的。其中在深度4410.46 m测压取样过程中,泵抽509 min结束后,依靠仪器自重放活仪器,没有遇阻遇卡现象发生,如图4所示。

图4 在深度4410.46 m测压取样过程图

本井在目的层段设计45个深度点进行旋转井壁取心,作业3次,实取45个深度点45颗心,收获率100%,壁心处泥饼质量较好,出井仪器无夹带掉块。

5 结论

通过对海上油田深层定向井“S”型井眼防电缆测卡的井身设计研究,在非目的层31.12 cm(12.25 in)井段完成造斜和降斜并用套管封固,在21.59 cm(8.5 in)井段采用直井段揭开目的层,形成“S”型井眼,并通过优化钻井液性能,确保井壁稳定性,优选飞轮代替传统的测井工具扶正器等措施,最终实现资料录取目的,效果良好,目前已在南海东部推广应用。

猜你喜欢

本井电测井身
煤层气水平井地质导向技术研究与应用
东海井身结构优化与钻井提速技术
神府致密气区块井身结构优化研究与应用
大位移井NP13-1346钻井技术
《电测与仪表》2017年1-24期总目次
浅谈空气钻井技术在元坝27-2井的应用
《电测与仪表》2016年1-24期总目次
一种新的钻井井身质量评价方法
《电测与仪表》2015年1-24期总目次
基于安全风险评价的深探井井身结构设计方法研究