直井段偏移对后期定向钻井作业的影响探讨_赵显威.pdf

2020年第10期西部探矿工程 * 收稿日期 2019-12-23 作者简介 赵显威 （1987-） ， 男 （汉族） ， 吉林榆树人， 工程师， 现从事钻井施工工作。 直井段偏移对后期定向钻井作业的影响探讨 赵显威* （大庆钻探钻井四公司， 吉林 松原 138000） 摘要 直井段钻井的质量会对后续定向井作业施工形成严重影响， 但是目前在定向井钻井施工作 业进行造斜、 轨迹控制的过程中直井段井身质量的影响还没有得到重视。我国针对定向井以及水平 井钻井施工作业过程都是按照常规直井钻井施工标准要求来进行直井段施工， 针对直井段的位移、 井斜、 方位等因素对整个钻井施工过程中的影响并没有进行充分考虑， 这样就会对定向井钻井作业 产生巨大影响， 甚至会对油田整体的开发布局产生负面影响。 关键词 定向钻井； 直井段； 位移； 偏移 中图分类号 TE132 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202010-0077-02 在当前的定向钻井以及水平井施工过程中， 由于 直井段经常会产生偏移问题， 导致后期的轨迹控制以 及完井作业都受到了巨大影响， 使得定向钻井作业时 间增加， 必须要通过更换造斜工具来满足实际轨迹调 整的需求， 从而使得实际轨迹控制更加困难。 1直井段偏移 1.1直井段偏移影响 直井段在实际施工过程中不可避免地会出现井斜 而导致其在水平方向上产生位移， 而如果在钻井施工 过程中， 直井段实际出现的水平位移较小或者是直井 段本身比较短， 就不会对定向钻井施工产生明显影 响。而如果实际在钻井作业过程中直井段产生了较大 的水平位移或者是直井段本身较长， 就必然会对定向 钻井过程产生较大影响。在实际施工作业过程中， 通 常情况下都是按照轨道设计来作为轨迹控制的标准， 如果在具体作业过程中造斜点位置出现了一定的井斜 角， 而且产生了较大的偏移量， 会导致后期作业过程中 轨迹控制难度更大。会对后期作业产生以下一些影 响 ①使得定向井作业长度增加， 施工周期延长， 由此 就会使得钻井作业成本增加； ②在具体钻井作业过程 中为了能够达到轨道设计的具体要求， 部分井段不可 避免地会出现狗腿度超过设计值的现象， 在这种情况 下就必须要利用大角度导向工具， 从而使得钻具下井 过程中的风险增加； ③ 偏移的存在会使钻进过程以及 中靶的风险更大， 甚至会对整个钻井过程提速产生巨 大影响[1]。 1.2直井段偏移分析 按照实际产生偏移方向以及设计方位关系， 直井 段偏移可以进一步划分为正位移以及负位移等两种情 况。也就是说， 在水平投影图上如果造斜点的投影方 向与设计方向一致则表示偏移为正位移， 相反则表示 为负位移[2]。 定向钻井过程中地质因素、 钻具组合的选择、 井眼 扩大、 钻井参数施加的是否合理等各种因素都会对直 井段井斜产生影响。地质因素主要指的是由于地层具 有不同可钻性、 不均匀性， 钻井作业施工中就会产生一 定的倾斜， 这样就会导致直井段出现井斜； 钻具因素主 要指的是钻具在出现倾斜等现象后， 在钻进过程中钻 头对井底会产生不对称切削或者是侧向切削， 会进一 步导致直井段出现的井斜不断增大； 在钻井过程中如 果出现井眼扩大现象， 会导致钻头与井眼轴线出现不 重合现象， 也会间接引发井斜； 施加的施工参数不合理 主要只的是钻压的影响， 如果钻压过大会使钻具发生 弯曲， 就会使钻头偏离垂直线产生井斜。地质因素本 身是客观存在， 不能够实现改变。因此在具体钻井施 工作业过程中， 通常情况下都会针对后三个因素来进 一步控制直井段井斜， 在当前的定向钻井施工过程中 钟摆钻具以及满眼钻具是使用比较广泛的两种防斜方 77 2020年第10期西部探矿工程 式， 随着我国钻井技术水平的不断提升， 螺杆MWD 组合、 垂钻钻井工具等一些新兴的防斜工艺也在定向 钻井直井段防斜工艺中逐渐实现了普及应用[3]。 对于常规直井来说， 通常情况下都会从井斜角、 井 眼曲率、 水平位移三个方面对井身质量进行严格控制， 实际的施工数据能够满足设计需求就表示井身质量达 到标准要求[4]。在这种标准要求条件下， 即使是定向钻 井或者是水平井钻井的直井段井身质量达到了标准设 计要求， 但是直井段仍然会产生较大偏移量， 这样就会 对后续钻井施工过程中的造斜以及轨迹控制产生较大 影响， 导致其与设计标准产生较大差异。因此针对定 向井或者是水平井， 不仅要满足常规直井钻井施工过 程中的井身质量要求， 与此同时还要充分考虑直井段 偏移对后期造斜以及轨迹控制的影响。 2直井段偏移对后期施工影响 2.1负位移影响 从我国一些油田当前的钻井施工实际状况来看， 负位移在直井段的偏移中占比达到了48左右， 直井 段一旦出现较大的负位移， 必然会对后续钻井施工过 程中造斜点与A靶之间的位移产生较大影响， 导致实 际施工井段远远超过设计要求， 从而使得钻井施工井 段长度以及施工时间都延长。 负位移的影响和风险 （1） 如果造斜点与靶前位移在没有产生变化的情 况下， 如果直井段存在负位移必然会导致造斜点与A 靶点之间的井段长度增加。 （2） 为了能够充分满足施工设计的要求， 在实际的 钻井施工过程中所要达到的 “狗腿” 度要比设计数值大 幅度增加； 针对这种情况可以将造斜点上移， 这样就会 使得整个造斜段的长度增加。 （3） 如果在定向钻井施工过程中直井段出现了负 位移， 在一些地质导向井中， 如果实际使用的LWD钻 井工具满足实际施工井眼曲率的要求， 就会导致钻井 作业中LWD钻井工具下入井下的难度增加， 这样情况 下会出现工具裂扣的风险。 （4） 直井段负位移导致作业井段长度增加之后， 会 使得具体作业过程中钻柱的摩阻也相应增加， 这样就 必然会导致后期施工过程中的钻压传递以及完井管柱 下入受到严重影响。 （5） 直井段负位移导致作业井段长度增加之后， 必 然会使得整个钻井施工作业周期延长， 就会进一步造 成钻井成本增加。 2.2正位移影响 正位移在直井段偏移中占比达到52左右。在充 分保证设计靶点不产生变化的状况下， 由于存在正位 移会使得靶前位移减小， 在这种情况下， 就必然会对后 期钻井施工过程中的 “狗腿” 度产生严重影响， 在这种 情况下， 为了达到定向钻井施工的具体要求， 就必须要 通过更换造斜工具进行后续作业， 以此来满足设计造 斜率的要求。 正位移的影响和风险 （1） 由于存在正位移会使得作业井段变短。 （2） 在存在正位移的情况下， 为了能够达到定向钻 井设计要求， 就必须要针对上部井段的造斜率进行合 理控制， 这样又会使得下部井段造斜率出现超过施工 设计的现象。 （3） 正位移会使得下部井段狗腿度增加， 这样会使 得LWD钻井工具出现超过使用极限的现象。 （4） 正位移的存在会使得后期钻井施工过程中通 井、 下完井管柱施工过程中的作业难度增加。 3结束语 综上所述， 定向钻井作业过程中直井段偏移会对 后期施工形成巨大影响， 施工作业队伍必须要对其给 予高度重视， 在具体的作业过程中必须要针对定向直 井段采取更加精细、 严格的控制措施， 这样才能将直井 段偏移的影响控制在最低程度。 参考文献 [1]丁红，王建毅，李俊胜，聂涛，张冬冬，陈刚.青西油田深井定向 钻井技术[J].石油钻探技术，2015，43635-39. [2]王进喆.浅谈定向井施工常见问题及解决措施[J].化工管理， 201912176. [3]张雅春，刘强，向军文，隆东.空气定向钻井设计计算方法[J]. 吉林大学学报地球科学版，2009，392294-299. [4]蒲洪江，兰凯，刘明国，母亚军.元坝101-1H酸性气藏超深水 平井优快钻井技术[J].石油钻采工艺，2015，37212-15. 78