草古126-平1井超浅水平井钻井技术

来源:用户上传      作者: 刘浩

　　 【摘 要】草古126-平1井是胜利油田目前垂深最浅的一口三开小井眼水平井，该井造斜点浅、井眼大、造斜率高、三开小井眼轨迹难度大、中靶精度要求高、潜山地层漏失严重。本文就使用SDM650仪器、三开使用SDM350测量施工完成勘探任务，为草古125区块今后在同类井施工提供了有价值的钻井参数。
　　 【关键词】最浅水平井;草古区块;潜山地层
　　 1.地质构造概况
　　草古126-平1构造位置是济阳坳陷广饶凸起西段潜山构造带东部草古125潜山较高部位，是一口油藏评价井。草古125井区构造上位于济阳坳陷广饶凸起西段潜山构造带东部构造特征，草古125潜山隶属于广饶潜山带，处于广饶潜山带东南端的高部位，基底地层为太古界泰山群地层，受基底断裂的分割，草古125潜山总体由四排呈北北西向排列的下古生界潜山联合构成，发育规模自东向西逐渐增大。草古125潜山自北向南构造逐渐抬高，下古生界出露地层逐渐变老，潜山顶部埋深约450-520m，鞍部埋深约540-620m。草古126-平1井设计位于草古126潜山的构造高部，草古126井西南。本区为海相沉积，储层为奥陶系灰岩、白云岩。碳酸盐岩风化、溶蚀带成为本区重要的储集带，彼此穿插连通的缝洞网络成本区为海相沉积，储层为奥陶系灰岩、白云岩。碳酸盐岩风化、溶蚀带成为本区重要的储集带，彼此穿插连通的缝洞网络成其重要的储渗空间。
　　主要评价目的有:（1）落实储层物性参数、储量资源 （2）取得储层敏感性资料，为有效进行油层保护提供依据 （3）探讨总结浅层水平井工艺配套技术的适应性（4）通过试油、试采了解油层产能,为油藏开发方案提供依据。
　　地质分层分别为平原组、明化镇组、馆陶组、奥陶系；底垂深分别为200m、440m、456m、460m；厚度分别为200m、240m、16m、4m。
　　 2.工程设计及技术难点
　　本井的井身剖面设计为直-增-增-平双增轨道。由全井工程设计和地质设计看，本井上部地层极软为粘土和流沙层，成岩性差，井眼易垮塌，在这样浅的软地层进行大井眼高造斜率定向在胜利油田内部少见，在水力作用下难加上钻压，工具面不稳定，井径扩大率大，造斜率很难控制；从井身结构设计来看，二开完下技术套管的目的是及时封住上部松软地层，二开完钻垂深需要定向技术人员与地质录井人员紧密配合，卡好潜山层位，保证刚好进层。奥陶系潜山的地层特性是裂缝发育情况复杂，漏失严重，一旦卡层不准或进层太深，容易引起漏失，严重情况下无法进行下技术套管、固井等工艺操作。在三开Φ152.4mm小井眼进行水平段钻进，轨迹难以控制，影响测量仪器信号的传输，容易引起卡钻等井下事故。根据上述情况，本井施工采用了如下技术措施:（a）浅层大井眼定向，施工使用Φ197mm(1.75°)螺杆进行二开定向。（b）使用胜利定向井公司具有自主知识产权的SDM650、SDM350仪器测量施工。（c）三开Φ152.4mm小井眼，使用六刀翼PDC钻头施工。
　　 3.井眼轨迹控制过程
　　3.1直井段和二开定向段钻进
　　（a）一开直井段（0～154m）。钻具结构为Φ346.1mm钻头+Φ203钻铤×3柱+Φ127mm加重钻杆×6根。（b）二开定向段（218.05～555.22m）。钻具结构为Φ241.3mm钻头+Φ197mm(1.75°)螺杆＋531×410接头+Φ178mm无磁钻铤+Φ165mm无磁悬挂＋Φ127mm无磁承压＋Φ127mm加重钻杆×5柱+Φ127mm钻杆，地层软，造斜点浅，造斜率高，下入Φ197mm(1.75°)螺杆定向，使用胜利定向井公司自主研发的国产无线随钻测斜仪器SDM650进行施工。该仪器主要由五部分组成:①地面计算机及外部设备 (包括一体终端机、供电电源等) ②数据检测设备 (泥浆压力传感器等) ③司钻阅读器 ④测量探管总成 ⑤泥浆脉冲发生器和涡轮发电机总成。井下仪器由一套涡轮发电机供电，采用正脉冲泥浆压力传输系统进行数据传输，技术性能先进、工作可靠、特别适用于大斜度井和水平井中配合导向动力钻具组成导向钻井系统。
　　设计造斜点221.62m,造斜点提前至218.05m，为在定向施工中随时控制造斜率，既达到设计要求，又不能让狗腿度过大，将SDM650的探管工作方式设置为序列二，在滑动钻进时，仪器出一组动态测斜值为定向施工提供了有价值的参考。二开定向段，每个单根都采用滑动与旋转两种钻进方式交替施工。为了保证造斜率，井斜较小时，钻完单根后，通过钻具上下活动划眼，不开转盘复合转划眼。在井斜增到一定程度后，保障井眼通畅，才开转盘复合转划眼。地层较软，进尺很快，工具面很难控制，造斜率变化大，及时调整钻进参数，井深555.22m,垂深459.38m,卡层进入潜山储层，完成二开，下入技术套管。
　　3.2三开定向及水平段钻进
　　三开定向及水平段（555.22～815m），钻具结构为φ152.4mm钻头+φ120mm螺杆×（1.5°）+331×310接头＋Φ120mm无磁钻铤+Φ120mm悬挂短节+φ88.9mm无磁承压+φ88.9mm钻杆×20柱+φ88.9mm加重钻杆×5柱+φ88.9mm钻杆，二开完进入奥陶系潜山地层，特点是裂缝发育情况复杂，漏失严重。对泥浆进行处理，加入堵漏剂，作好防漏措施，密切注意钻井液性能变化，提前准备好大量清水，以便在泥浆漏失严重或全漏完的情况下，以清水代替，边漏边打。在潜山地层中钻进情况比较复杂，钻进时间较长，如下入牙轮钻头可能会频繁起钻，降低钻进速度，另一方面容易产生掉牙轮等事故，下入六刀翼PDC钻头，降低风险，提高机械钻速。φ152.4mm小井眼使用SDM350进行测量施工，三开钻至559m后，泥浆就开始漏失，轨迹比较难控制，随时调整轨迹，严格控制在设计范围内，始终保持轨迹在油藏内穿行，最终完钻井深815m，井斜91°，垂深460m，水平位移457m，水平段长201m，这是目前胜利油田垂深最浅的一口水平井。
　　 4.结论及认识
　　（1）本井二开浅层大井眼高造斜率的定向施工，为草古125区块今后同类井的施工提供了有价值的钻井参数。
　　（2）SDM无线随钻测斜仪器的成功使用，打破了国外石油钻井公司仪器方面的垄断，走出了一条自主研发的道路。在近钻头测量和旋转导向方面的仪器如果能更快的投入使用，水平井施工技术就能大幅度的进步，轨迹控制质量和精度得到提高，最大限度地保证井眼轨迹在油层最佳位置穿行，钻井周期会大大缩减。
　　（3）三开小井眼定向和水平段，六刀翼PDC钻头的应用提高了机械钻速，缩短了建井周期。
　　（4）轨迹控制要具有较强的应变能力，加密测点，确保轨迹参数和地层有起伏变化时能够及时发现和调整，具有较高的预测准确度，尽量缩小工具能力误差和轨迹预测误差，优选合理的轨迹控制方案。
　　（5）本井施工为在草古125区块下一步水平井的设计与施工提供了借鉴，推动了广饶潜山西段的稠油勘探进程，进一步增强了“找油无禁区”的信心，为该地区控制储量升级奠定坚实基础。
　　
　　【参考文献】
　　［１］张淑芹,李培佳.特殊工艺井钻井技术.石油工业出版社.2008.9.
　　［２］王清江,毛建华,曾明昌.定向钻井技术.石油工业出版社.2009.8.
　　［３］孙焕泉,王增林.胜利油田水平井技术文集.石油工业出版社.2009.12.

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