吉林油田大情子油田水平井井眼轨迹控制技术研究
【摘要】本文主要对吉林油田大情子油田水平井的井眼轨迹控制的难点进行阐述。
通过井眼轨迹优化与钻具组合的优化选择解决了岩屑床堆积和托压等多方面问题，形成了适合该地区水平井施工一整套的技术措施。
【关键词】钻具组合井眼轨迹优化狗腿度控制井眼清洁
1 概述
该地区水平井井眼轨迹控制技术难点主要有：
（1）直井段长，直井段井斜控制难度大；
（2）靶前位移短，造斜率高，pdc钻头工具面稳定难度大，造斜率不稳定，造斜率难以保证；
（3）由于地面的条件限制，需要靶前扭方位（10°-60°），现场施工难度大，井下风险高；
（4）目的层有效厚度2m左右，水平段延伸长（700米）钻遇率
要求高（90%），油气层的垂深不确定，构造变化大，井眼轨迹增斜降斜变化不规律，增加了水平段的控制难度；
（5）在大斜度段和水平段井眼内摩阻和扭矩大，造成滑动钻进时加压困难；
2 针对该地区定向施工中的技术难点采取的技术措施 2.1 钻具组合的优化设计
该地区水平井一般设计在1320米左右造斜，井斜控制要求高（500米内<0.5°，至造斜点<1°）。
直井段采用防斜塔式钻具组合，采用高转速（120r/min），低钻压钻进（2t）。
坚持每钻进50米测斜一次，发现井斜超标或者增斜趋势明显及时采取小钻压吊打和提高转速的方法控制井斜，必要时下入动力钻具纠斜。
直径段钻具组合如下：
φ228.6mmpdc钻头+φ172mm双母接头+托盘+φ178mm非磁×1+φ178mm钻铤×6+φ165 mm钻铤×8+φ127mm钻杆+133mm×133mm 方钻杆
直井段进行通井作业，采取慢下方式休整井壁。
在造斜点以上50
米下入mwd，根据实钻直井段的连斜数据在造斜点之前对井眼轨迹进行修正。
造斜段井斜角小于45°的井段采取以下钻具组合：
φ215.9mm钻头+172mm马达（1.5°）+箭式浮阀+定向接头（172mm）+φ165mm非磁（mwd）+φ165mm钻铤×6+ 127mm加重钻杆×30+φ127mm钻杆+133mm×133mm方钻杆.
该钻具组合增加了钻具的刚性，工具面稳定，造斜率波动变化小。
在大斜度段到水平段既要保证足够的造斜率又要保证减少底部
摩阻，采取倒装钻具组合：
φ215.9m m p d c+φ172m m马达（1.5°）+浮阀+φ172mmlwd+φ165mm非磁×1+φ127mm加重钻杆×6+φ127mm钻杆×78+φ127mm 加重钻杆×24+φ127mm钻杆+133mm×φ133mm方钻杆
在水平井施工中存在大斜度段及水平段的返岩屑困难，易形成岩屑床，采取以下方法：
（1）在定向施工过程中，要求送钻均匀，钻压恒定，使工具面
在较小的范围内摆动，选用较大度数的马达（1.5°或者1.75°）减少滑动钻进长度，增加复合钻进长度；
（2）每钻进完一个单根采取多次滑眼方式休整井壁和提高泥浆返出岩屑的数量；
（3）在设计有扭方位的井中，提前下入马达和mwd，提前扭方位，减少靶前扭方位的难度；
（4）在大斜度段，每钻进150米采取短起的方法破坏岩屑床，确保井眼干净通畅；
（5）对已形成岩屑床的井段，采取通井，分段循环的方法将井眼中的岩屑带出井眼；
2.2 井眼轨迹控制
2.2.1？着陆控制技术
根据电子多点测得的直径段的数据，对轨道进行设计，确定实钻所需造斜率，使实钻方位线与设计方位线贴合。
在造斜段遵从“略高务低”的原则，使实钻轨道略高于设计轨道。
为造斜率的改变和
地层垂深提前做好准备。
着陆控制的任务是通过地质录井、lwd等提供的资料综合确定目的层位置，控制井眼轨迹按地质要求准确进入靶窗，为井眼轨迹在油层中穿行奠定基础。
采取的技术措施主要有：
（1）根据油层厚度，油层倾角，现有工具造斜率、lwd信息滞后距离等综合确定稳斜探顶角角度大小和入窗增斜最佳时机。
该地区油层厚度大约2m，lwd定向数据滞后18m左右，伽马曲线滞后10m左右，电阻率曲线滞后14m左右，1.5°单弯螺杆造斜率为9°/30m，由于该地区的的目的层的准确位置不确定，在该地区施工中采用提前探顶，小角度探顶的方法确保地质要求钻遇油层的要求，通常确定稳斜探顶角比水平段最大井斜角小4—6°，这样既不会浪费较多的水平段，又能在lwd准确测得油顶位置时立即增斜2-3个单根使井眼轨迹刚好在油层中下部着陆。
（2）控制机械钻速，充分利用录井资料，结合lwd地质参数，准确判断钻头位置。
当钻头由较硬的致密泥岩盖层进入疏松油层砂岩时，机械钻速会明显加快，如果不加以控制，钻头很快钻过油层，lwd录取的伽马、
电阻率参数数据密度较低，且因钻速快会有很大的滞后和深度偏移，同时气测录井和岩屑也会有相应的迟到和延后，因此不能及时准确反映地层情况，必需对机械钻速进行严格控制，录井资料比lwd 资料提前5—6米反映出地层信息，而且录井砂岩资料更加直观可靠，因此在着陆前需要获得准确的录井资料，必要时停止钻进，充分循环，获得详实的录井资料后再恢复正常钻进，以免盲目钻进，导致不能准确着陆。
（3）准确掌握bha造斜率，准确控制工具面，准确入窗。
当获得准确地质资料后，需要立即增斜入窗时，准确掌握bha造斜能力和需要增斜钻进的井段长度是轨迹控制考虑的重点。
通常，由探顶复合钻进转变为定向增斜钻进时，由于井眼轨迹连续增斜的趋势中断，bha造斜率会有所降低，根据经验统计，降低幅度为20%左右。