垦西薄油层水平井钻井技术
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【摘 要】垦西地区中深井目的层厚度不足5米，针对这种薄油层利用水平井钻井技术使水平段的井眼轨迹始终穿行于储层中，从而增加油藏的裸露面积，可提高开采效果，在分析薄油层钻井难点的基础上.从优化钻具组合、井眼轨迹控制和地质导向三方面对薄油层水平井钻井技术进行了介绍。
【关键词】薄层；水平井；地质导向；井眼轨迹；PDC+动力钻具
一、垦西薄油层水平井设计特点
（1）设计井眼裸眼段、水平段较长。
（2）入靶精度要求高，轨迹控制难度大。尤其是垦西地区属于新区块，储层位置不明确。
（3）在增斜段、水平段基本设计采用单弯动力钻具和转盘钻钻具相结合的钻具组合。
（4）由于油层薄，所以入靶范围小，合理选择入靶井斜角是关键技术之一。
二、钻井技术难点
（1）对于薄油藏，只有准确确定其垂深，才能使实钻井眼轨迹按设计轨道准确钻达目的层。
（2）油层较薄，井眼轨迹控制精度要求极高，实钻井眼轨迹垂深范围限制在上下1m的范围内。
（3）如何利用FEWD 的实时测井曲线，准确判断地层变化， 及时调控井眼轨迹。
（4）对于长裸眼水平井。下部井段滑动钻进时钻压传递困难。
（5）井身结构设计时，在满足油藏特性和地质条件的前提下，根据工具造斜能力，优选靶前位移和造斜井段长度，改善井眼摩阻、扭矩及清洗效果，简化套管程序。
（6）在选择剖面的造斜率时，应考虑地层的自然造斜规律、地层的可钻性、现有工具的造斜能力、FEWD无线随钻测量仪器使用井眼曲率等影响因素。
（7）為满足井下安全的需要，尽量缩短斜井段的长度，以提高钻井速度。要综合考虑斜井段旋工后期可能出现的摩阻、扭矩过大以及滑动钻进时传压困难等问题。
三、施工工艺
（一）造斜率的选择
造斜率是确定井身剖面的基础.应根据地层造斜规律、工具的造斜能力确定造斜段的造斜率。而对于薄油层水平井，存在入靶范围小的问题，同时考虑到测量仪器与钻头之间的距离，其关键技术是斜井段井眼轨迹的调整，保证矢量中靶。
（二）轨迹控制技术
1.对薄层水平井轨迹控制的总体要求
（1） 具有较高的控制精度；
（2）具有较强的应变能力；
（3）具有较高的预测准确度；
（4）达到较稳、较快的施工水平。
2.直井段
由于靶前位移受薄油藏开发的限制，直井段防斜打直技术是薄层水平井施工的基础，若正位移偏大，势必造成实际造斜点下移，造斜率提高，严重影响轨迹控制、施工速度和提高入靶点的难度，为此，在直井段施工中，加强防斜打直技术措施，合理调配钻进参数，若发现井斜角偏大，及时吊打纠斜或采用螺杆钻具纠偏，确保井身质量。
3.斜井段
根据直井段的多点测量数据对设计造斜点加以调整。必要时修改设计剖面。斜井段的钻具组合主要是：单弯增斜钻具组合（ 215.9mm 井眼）： 215.9mm 钻头+ 172mm 单弯+ 无磁钻铤+MWD（或FEWD）+ 127mm 无磁承压钻杆+ 127mm斜坡钻杆+127mm 加重钻杆+ 127mm 钻杆，严格按工程设计施工，选择弯度合适的造斜工具，利用MWD或FEWD测量仪器进行跟踪监测。并及时利用landmark软件进行计算。根据轨迹控制需要及时更换钻具组合或调整钻进方式和钻进参数。加强待钻井眼的预测，保证对下部井眼轨迹的有效控制。关键是着陆点井斜角的控制。要保证人靶后井斜角不能波动太大。
4.水平段
由于油层薄，入窗口精度要求极高，相对应施工难度极大。精确入靶技术是保证水平段轨迹控制的前提，是水平段钻进的关键一步，入靶点时要求矢量中靶，入靶井斜角必须留一定角差，将造斜率调整到10°/100m左右，采用导向钻进技术探明油顶，实现安全着陆。水平段轨迹控制是薄层水平井施工中的难点，运用FEWD地质导向技术精细控制轨迹，防止钻穿底水和钻遇边水，保证油层钻穿率。在施工中，始终以保证实钻井眼轨迹最大限度地在储层中钻进为目标，以获得最佳的油气开发效果为目的。
（1）钻具组合的选择。
通过几口井的现场试验，基本确定了如下钻具组合。FEWD组合： 215.9mm钻头+172mm单弯+172mmFEWD+172mmFEWD短节+ 127mm无磁承压钻杆+127mm斜坡钻杆+127mm加重钻杆+127mm钻杆
（2）钻进参数优选。
钻进参数主要取决于动力钻具的工作特性，其排量随动力钻具的尺寸不同而异。对于215.9mm井眼，动力钻具的尺寸主要是172mm，排量一般在27～30L/s，旋转钻进时的钻压一般为30～40kN，滑动钻进时的钻压根据井眼的实际情况而定。另外合理选择好钻头也对钻井起到很大的作用。针对垦西地区选择PDC+动力钻具，不仅提高了机械钻速，还大大的节省了钻头费用和频繁的起下钻作用。
（3）工程技术措施
在井斜角合适的情况下，实现滑动钻进和旋转钻进的合理配合，避免大段滑动钻进，以保证井眼轨迹的平滑性及准确性。在井斜达到30°时，应加大泥浆的投入，使泥浆在防塌、润滑和携岩方面都达到很好的要求。
四、地质导向无线随钻测斜技术
（1）FEWD的地质导向作用主要体现在当实钻井眼轨迹相对于储层位置发生变化时.FEWD测取的电阻率和伽马值相应发生变化。
（2）曲线划分地层界面、预测到油层的距离利用自然伽马曲线、电阻率曲线，能准确地划分出岩性界面。在随钻监测中，结合岩屑录井，能分析轨迹是否接近油层，有效调整轨迹方向。FEWD曲线指导精确入靶和控制水平段施工充分利用FEWD地质导向技术精确入靶。
（3）FEWD可正确判别油顶、油底，划分油水界面及断层位置。当井眼轨迹接近油层顶界和低界时，电阻率和伽马也有明显的变化，电阻率的变化和进油层时变化基本一致，即由低变高，从电阻率开始升高到进入泥岩垂深变化约0.94m；伽马值由砂岩的低值逐渐升高，自开始升高至泥岩的正常值，垂深变化约0.30m。电阻率和伽马的变化情况和进油层时基本一致。进出油层时FEWD电阻率和伽马的变化规律，对水平段的井眼轨迹控制提供可靠导向作用。
五、结论
1）进一步研究优化钻具组合，掌握各种钻具组合在不同地层、不同参数下的稳斜效果和造斜能力，成功采用PDC+动力钻具，优化钻井参数，达到最佳使用效果，提高在油层中的钻穿率。
（2）薄油藏水平井钻井技术适应于各种类型的薄油藏的开发，利用现有技术装备，完成各种类型薄油藏水平井的施工是可行的。
【参考文献】
[1]赵景山.胜利油田薄油层水平井钻井技术.石油钻探技术.2003：第31卷
[2]都振川. 胜利油田薄油层水平经钻井技术综述.石油钻井工艺.2003：第25卷