ZP24-P2长水平段水平井轨道优化技术_高世哲.pdf

2020年第8期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-03-30 作者简介 高世哲 （1988-） ， 男 （汉族） ， 山东济南人， 工程师， 现从事钻井工作。 ZP24-P2长水平段水平井轨道优化技术 高世哲* （大庆钻探工程公司钻井一公司， 黑龙江 大庆 163411） 摘要 ZP24-P2井是一口水平段超过2500m的长水平段水平井， 在钻井施工中存在摩阻/扭矩大、 井眼轨迹控制难度大等难题， 因此在该井施工之前对井眼轨道设计的参数进行了优化， 并根据区块 特点对井身结构进行了优化， 对该井顺利施工具有重要作用。 关键词 靶前距； 造斜率； 轨道优化 中图分类号 TE243 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202008-0069-02 Z22区块的主力油层为F油层， 该油层含油层段为 FⅠ、 FⅡ组， 沉积时期主要受南部沉积体系控制， 储层 主要为分流河道砂、 水下分流河道砂和决口扇砂。砂 体多呈北东南西展布， 平均单砂层厚度一般在1.2～ 5.2m， 常规岩芯分析孔隙度一般为9.0～12.9， 平均 为10.5， 渗透率一般为 （0.10～1.47） 10-3μm2， 平均为 1.0410-3μm2， 属低孔、 特低渗储层， 因此部署了长水平 段水平井ZP24-P2井进行开发。通过轨道优化， 实现 了完钻井深 4670.00m， 垂深 1941.94m， 最大井斜角 91.88， 闭合方位角359.33， 水平位移长2934.12m， 水 平段长2522.00m的施工记录， 对该区块高效开发具有 重要意义。 1井身结构优化 在进行井身结构优化设计的时候， 按照有利于安 全钻井、 降低长水平段施工摩阻与扭矩的总体要求， 主 要对技术套管的下深进行了优化， 最后选用三层套管 的井身结构。技术套管封固青山口以上的大段易坍塌 的泥岩地层， 同时在技术套管内进行造斜施工， 技术套 管施工完成后的井斜角达到85， 最大限度降低三开长 水平段施工的摩阻与扭矩， 为水平段的有效延伸创造 条件。 2井眼轨道优化 在ZP24-P2井井眼轨道设计中选择的是 “直增 稳增水平” 的变曲率多圆弧剖面类型， 该剖面特点是 轨道比较圆滑， 能够最大限度降低施工摩阻与扭矩。 2.1靶前位移优化 在井眼轨道设计中， 利用软件以水平段长度为 2500m， 套管内的摩阻系数0.2， 裸眼井段的摩阻系数 0.3为模拟条件， 分别对靶前位移300.00m、 400.00m、 500.00m、 600.00m、 700.00m的施工摩阻与旋转扭矩进 行了模拟， 结果如图1所示。从图1我们可以看成， 当 在靶前位移为400.00m左右的时候施工摩阻最小， 此 时的旋转扭矩也比较小， 因此ZP24-P2井设计的靶前 位移最终确定为400.00m左右最为合适。 图1不同靶前距摩阻与旋转扭矩 2.2造斜率优化 选取靶前位移为400.00m， 分别对造斜率为3/30m、 4/30m、 5/30m、 6/30m、 7/30m和8/30m的施工摩阻 和旋转扭矩情况进行模拟， 结果如图2所示。从图2我 们可以看出， 当造斜率在4～5/30m的时候施工摩阻 最小， 而此时的旋转扭矩也相对较小， 因此在该井的轨 道设计中造斜率应该在4～5/30m之间。 2.3井眼轨道的最终确定 通过靶前位移和造斜率的优化， 最后优选造斜点 位置为1513.00m， 靶前位移为403.00m， 最大造斜率为 69 ChaoXing 2020年第8期西部探矿工程 4.80/30m， 最终优化形成的井眼轨道如表1所示。 3结论与建议 在长水平段水平井的施工中， 井眼轨道和井身结 构的优化是非常必要的， 通过优化能够使施工中的摩 阻/扭矩大大降低， 并能够实现水平段的最大化延伸， 保证钻井施工的安全， 实现地质目标和工程目标。 参考文献 [1]胥豪,邓红琳,牛洪波,等.大牛地气田长水平段水平井优化设 计与施工[J].钻采工艺,2013,36526-29,32. [2]张凯.大庆垣平1大位移井的钻井技术[J].石油钻采工艺, 描述 井口 造斜点 造斜1完 稳斜完 技套下深 造斜2完 靶点A 靶点B 靶点C 靶点D 靶点E 靶点F 靶点G 靶点H 靶点I 井底 测深 m 0.00 1513.00 1818.08 1843.75 2092.00 2114.85 2141.75 2601.76 2917.81 3263.93 3423.97 3661.98 3786.01 4222.02 4620.11 4670.00 井斜角 0.00 0.00 45.25 45.25 84.97 88.63 89.53 89.53 88.52 88.52 88.64 89.67 91.38 89.56 88.81 88.81 方位 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 垂深 m 0.00 1513.00 1787.34 1805.40 1907.79 1909.07 1909.50 1913.30 1918.70 1927.50 1931.30 1932.80 1930.20 1933.20 1941.40 1942.43 北坐标 m 0.00 0.00 114.35 132.57 353.29 376.10 403.00 863.00 1179.00 1525.00 1685.00 1923.00 2047.00 2483.00 2881.00 2930.88 东坐标 m 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 水平位移 m 0.00 0.00 114.35 132.57 353.29 376.10 403.00 863.00 1179.00 1525.00 1685.00 1923.00 2047.00 2483.00 2881.00 2930.88 造斜率 [/30m] 0.00 0.00 4.45 0.00 4.80 4.80 1.00 0.00 0.10 0.00 0.01 0.01 0.02 0.04 0.03 0.00 表1设计轨道剖面节点数据 图2不同造斜率摩阻与扭矩 2014,36126-28. [3]刘清友,敬俊,祝效华.长水平段水平井钻进摩阻分析[J].石油 钻采工艺,2016,38118-22. [4]钱峰,杨立军.三塘湖致密油长水平段水平井钻井技术[J].石 油钻采工艺,2014,36620-23. [5]孙妍.龙26-平25长水平段水平井钻井技术[J].探矿工程 （岩 土钻掘工程） ,2016,431141-44. 70 ChaoXing