缩略图
Science Exploration Institute

裸眼侧钻技术在南川工区胜页区块的应用浅析

作者

李永孝

中石化华东工程公司六普钻井分公司,江苏,镇江,212000

重庆工区侧钻井往往侧钻点深,磨阻大,地层硬,如采用控压侧钻方式,不易侧钻成功。控时侧钻是根据传统控压侧钻模式欲速则不达从而导致侧钻失败提出的一种侧钻方式。传统侧钻模式往往只控压钻进,忽视了控时钻进的重要性,控时侧钻要求每一米都要严格控制钻进时长,在根据返出砂样的岩屑占比与测斜数据变化量确定侧钻成功与否。

1、关键技术

1.1、侧钻方式的选择

侧钻方式的选择是裸眼侧钻工艺的第一步,也是确保侧钻是否成功的关键,根据每口井的地质情况、地层情况及原井眼轨迹情况不同,选择不同的侧钻方式,目前裸眼侧钻的方式有以下三种:

(1)直井段増斜侧钻。

(2)侧钻靶点在原井眼下方的降斜侧钻。

(3)大斜度井段侧钻,选择变方位降斜或稳斜侧钻。

1.2、侧钻点的选择

侧钻点的选择是裸眼侧钻工艺的重要环节,也是侧钻成功的一个重要保证。是否选择正确合理的侧钻点直接影响侧钻施工的顺利进行,甚至可能造成侧钻失败。

侧钻点的选择可以按以下原则:(1)根据地质设计需要选择合适的侧钻点以有利于后期下套管,减少钻具在井筒内的磨阻。(2)选择地层稳定、可钻性好,井眼规则的井段。(3)对于易漏失、大肚子等复杂井段侧钻点一般选择在其上 60-100m

1.3、定向工具的选择

合理的单弯角度及钻具组合,是保证侧钻成功的前提,单弯角度和钻具组合的选择依据主要是侧钻轨迹所需的全角变化率和地层的可钻性。常用侧钻钻具组合如下:(1)钻头 +1.25 或 1.5°单弯螺杆+定向接头 + 无磁钻铤+加重钻杆+钻杆。(2)钻头 + 直螺杆 +2.5 °弯接头 ⋅+ 定向接头 ⋅+ 无磁钻铤 +, 加重钻杆+钻杆。

2、难点分析与解决方案

2.1、难点分析

(1)水泥塞沉降或井斜原因导致侧钻点处水泥塞强度没有达到侧钻要求,对钻头支撑力不够,导致钻头不易吃入地层形成新井眼(2)固井时侧钻点处水泥胶结质量不好,水泥环不居中,导致侧钻时总是沿着原井眼钻进。(3)侧钻出新井眼后,没有及时采取措施使之远离原井眼,“夹壁墙”无法承受钻具的扰动而坍塌,造成井下事故。

2.2、解决方案

(1)固井时,增加附加量,水泥塞返至侧钻点以上 50m ,并且在井斜方位变化较大、可钻性好的井段选择侧钻点。

(2)侧钻时采取扭方位降斜控时钻进。

(3)侧钻成功后,尽快远离原井眼,推荐“夹壁墙”厚度达到 1m 以上方可复合钻进。

3 、现场应用实例

3.1、胜页 1-7HF 应用实例

胜页 1-7HF 由于多次钻遇地质复杂,甲方要求回填侧钻,该井侧钻点深,侧钻轨迹复杂。施工人员合理运用控时侧钻技术确保了该井侧钻一次成功,收到了甲方和钻井队的高度赞扬。

3.1.1、侧钻方式与侧钻点的确定

通过对比地层可钻性,分析井眼轨迹,将侧钻点选择在 4153m ,具体分析如下:

(1)侧钻井眼在原井眼的左侧,根据原井眼井斜数据,选择唯一一段増斜井段,采取降方位降斜方式侧钻。

(2)侧钻点 4153m 附近井段主要为砂岩为主,钻时比较稳定。

3.1.2、侧钻技术措施

钻具组合

Φ215.9mmPDC(0.22m)+Φ172mm 单弯螺杆 1.5 (自扶 210mm7.31m)+ 浮阀(0.50m)+Φ127mm 无磁承压钻杆 (9.47m)+ 无磁悬挂 (2m)+Φ127mm 无磁承压钻杆(9.17m)+Φ127mm 钻杆 *12 根+水力振荡器 A(3.4m)+ 水力振荡器 S(3.6m)+Φ127mm 钻杆 *168 根 +Φ127mm 加重钻杆 *27 根 +Φ127mm 钻杆 *96 根 +411XT50(0.45m)+Φ 139.7mm 钻杆

侧钻步骤

(1)侧钻前必须调整好泥浆性能,确保泥浆有足够的保护井壁、携岩的能力,有足够的润滑性。(2)水泥返高至少返至侧钻点 50m 以上,侯凝 48h 后方可探塞,扫赛。(3)侧钻前扫塞至井段 4135m 时,静压 150kN,静止 3min 检查水泥塞面无下沉,然后摆工具面 120L°定向扫塞至 4153m ,如水泥塞强度不够侧应继续候凝,直至强度达到侧钻要求为止。(4)定向扫塞至 4153m ,将重力工具面摆至 120L ,保持工具面,慢慢上提下放钻具 8-10m ,反复划槽侧钻点以上井段 2h,形成侧钻趋势。(5)将钻头放至侧钻点,定点循环磨台阶 2h,给钻头更易吃入地层创造有利条件。(6)侧钻初期控制钻时 3.5h/m ,钻进 5-6m 之后可根据返砂中岩屑占比以及加压情况适当调整钻井参数,直至与原井眼钻井参数一致。(7)加至正常钻压后,切记不要盲目复合钻进,应根据侧钻轨迹继续滑动钻进一定进尺,使防碰扫描距离大于 1m 以巩固“夹壁墙”,防止过早复合钻进,造成夹壁墙垮塌。

新井眼的判断与防碰

胜页 1-7HF 自 4153m 开始控时侧钻,侧钻初期控制钻时 3.5h/m ,钻进 5-6m 之后返砂中岩屑占比逐渐增多,控时钻进至 4182.81m 测斜,数据为测深 4164.36m ,井斜 73.74 °,网格方位 357.76 ,原井眼数据为井深 4164.57m ,井斜 75.50 ,网格方位 359.93 °,测斜数据与原井眼对比井斜、方位变化都比较明显;测点数据与原井眼防碰扫描距离 0.22m ,预测井底防碰距离 1.61m ;此时返砂岩屑占比 100% ,确定本经侧钻一次成功。

3.1.3 侧钻注意事项

(1)侧钻过程中要求录井队每米捞砂,分析岩屑占比并做好记录。(2)每次起下钻通过侧钻点时注意控制速度,严禁在侧钻点附近开泵滑眼,破坏夹壁墙。(3)侧钻过程中,严禁频繁活动钻具,避免破坏侧钻过程中形成的台阶,同时计算好立柱长度,避免侧钻中途接立柱而活动钻具。如需活动钻具,再次下放钻具时,不能直接放到底,应提前采取控时钻进至井底。(4)钻井队提前检查好各种设备,确保侧钻连续施工 8-10h,尽量避免因设备故障活动钻具。

3.2、胜页 31-3HF 应用实例

胜页 31-3HF2021 年 3 月 27 日钻进至 5660m ,因地层突变,导致出层,甲方要求填井侧钻,经历 2 次水泥塞强度不够后,第三次打水泥塞探塞水泥塞塞强度依旧不够,尝试在设计侧钻点前 57m 悬空侧钻,原井眼是増斜井段,符合悬空侧钻扭方位降斜侧钻的前提。

该井侧钻井段原井眼为増斜段,侧钻井眼在原井眼左侧,侧钻后要増斜追层,故选择 1.5 度单弯、工具面 270 降方位稳斜控时侧钻,自 5323m 控时侧钻,初始控时 3.5h/m ,后根据返砂岩屑占比逐渐缩短时长,控时钻进至 5345.59m 测斜,数据为测深 5332.24m ,井斜 80.32 ,网格方位 180.70 ,原井眼数据为井深 5329.42m ,井斜 83.63 °,网格方位 183.50 ,测斜数据与原井眼对比井斜、方位变化都比较明显;测点数据与原井眼防碰扫描距离 0.49m ,预测井底防碰距离 1.64m ;此时返砂岩屑占比 100% ,确定本经侧钻一次成功。