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《江漢石油職工大學(xué)學(xué)報(bào)》2015年第二期

1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)在江漢油田的應(yīng)用

江漢油田針對(duì)不同旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行了6口井的試驗(yàn)及應(yīng)用，其中包括涪陵焦石壩頁巖氣水平井、涪陵大安寨非常規(guī)水平井、江漢油田定向與水平井，對(duì)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的工作方式及特點(diǎn)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

1.1在涪陵大安寨地區(qū)的應(yīng)用

1.1.1涪頁6－2HF井應(yīng)用斯倫貝謝旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)情況分析1）應(yīng)用情況。工具共入井4次。在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向全力增斜過程中，造斜率為5°／30m～7°／30m。導(dǎo)向控制中微調(diào)便捷，穩(wěn)斜效果好。在水平段通過伽馬讀數(shù)及時(shí)修正軌跡，確保在目標(biāo)儲(chǔ)層中穿行。2）分析與認(rèn)識(shí)。①該工具在增斜段鉆進(jìn)時(shí)表現(xiàn)良好，造斜率較高。②短起下及起鉆更換工具上提下放摩阻較小，上提最大摩阻100～120kN，下放摩阻10～50kN。③在增斜段鉆進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的反扭矩較大時(shí)，需上提下放鉆具以釋放鉆具上的扭矩，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具工作不正常時(shí)需停止鉆進(jìn)，循環(huán)至工具信號(hào)正常后繼續(xù)鉆進(jìn)，在一地程度上影響了鉆進(jìn)效率。④在水平段鉆進(jìn)施工中，對(duì)泥漿排量的要求較高，在微裂縫發(fā)育、承壓能力低地層使用隨鉆堵漏漿時(shí)施工排量受到一定限制，對(duì)鉆井速度有一定影響。

1.1.2涪頁3－2HF井應(yīng)用貝克休斯旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)情況分析1）應(yīng)用情況。工具共入井4次，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向施工增斜段平均造斜率5°／30m，最高到6．4°／30m。水平段鉆進(jìn)696m，井斜按要求控制在90．5°到91．5°之間，方位穩(wěn)定性好。2）分析與認(rèn)識(shí)。①工具在增斜段鉆進(jìn)時(shí)造斜性能高，除起始造斜階段外，后期可穩(wěn)定在5°／30m～5．5°／30m的造斜率，井眼軌跡控制平滑。②水平段鉆進(jìn)機(jī)械鉆速達(dá)4．4m／h，高于同地層常規(guī)螺桿定向技術(shù)鉆速。③在造斜段配以貝克休斯鉆頭，機(jī)械鉆速僅1．2m／h，相對(duì)偏低，需加強(qiáng)工具、鉆頭與地層適應(yīng)性的優(yōu)選。

1.2在江漢油區(qū)特殊工藝井的應(yīng)用1）共3口井應(yīng)用了美國DoubleBarrel公司的推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)。①廣38斜－11井檢驗(yàn)了系統(tǒng)的防斜、造斜能力。從井深923m下入旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，井斜能基本在0．1°～0．3°之間，非常好地控制了上部地層的井斜問題，后將工具調(diào)整為全力增斜模式，進(jìn)尺265m。造斜率為2．7°／30m～4．2°／30m。②SH6－P12井檢驗(yàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)斜、造斜能力及使用壽命。從1735m開始共計(jì)下入3次，鉆具組合及鉆井參數(shù)相同。總進(jìn)尺1646m，其中穩(wěn)斜1024m，井斜穩(wěn)定在5°左右，效果理想；造斜段造斜率為2．7°／30m～3．6°／30m，最大達(dá)到5°／30m；單次純鉆時(shí)間最大為132．25h。③陵5斜－注1井進(jìn)一步檢驗(yàn)了系統(tǒng)的造斜率及機(jī)械鉆速。斜率3°／30m～4．2°／30m。本井使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)時(shí)平均機(jī)械鉆速達(dá)21．74m／h，比同區(qū)域同井段采用常規(guī)定向鉆具的井高出近100％。2）分析與認(rèn)識(shí)。①該工具在垂直模式的工作狀態(tài)下連續(xù)鉆進(jìn)了近1000m，井斜始終能控制的在0．3°以內(nèi)，穩(wěn)斜模式的工作狀態(tài)下連續(xù)鉆進(jìn)了將近1000m，井斜始終能控制的在5°左右，方位控制在197．3°左右，防斜、穩(wěn)斜軌跡控制較好。②井斜傳感器距離鉆頭0．3m，伽馬儀距離鉆頭3m，能及時(shí)地傳輸井下數(shù)據(jù)，無“零長”困擾。③工具對(duì)鉆井液性能、泵壓、鉆壓等相對(duì)無特殊要求，對(duì)井隊(duì)設(shè)備的要求不高，減少了儀器無信號(hào)導(dǎo)致的檢修設(shè)備、處理鉆井液、起鉆檢查的時(shí)間。④該旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)實(shí)際鉆進(jìn)過程中造斜率較低，只有2．7°／30m～4．2°／30m，對(duì)于中短曲率水平井的施工，可能在增斜過程中無法滿足其“著陸”的要求。⑤為提高鉆井速度，在底部鉆具上加裝了低速直螺桿，由于設(shè)計(jì)工作轉(zhuǎn)速低于200rpm，鉆井速度受到一定影響，需要進(jìn)一步優(yōu)化。

1.3在涪陵頁巖氣井的應(yīng)用情況1）焦頁2－3HF井應(yīng)用了美國DoubleBarrel公司的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)。分別在三開大井斜造斜及水平段進(jìn)行了探索性的應(yīng)用。在大井斜段穩(wěn)斜鉆進(jìn)效果較好，定向造斜鉆進(jìn)造斜率較低，為3°／30m～4°／30m，水平段鉆進(jìn)，井斜穩(wěn)定控制在與設(shè)定值相差0．2°范圍以內(nèi)，平均機(jī)械鉆速與常規(guī)螺桿復(fù)合鉆具鉆進(jìn)效果相當(dāng)。2）分析與認(rèn)識(shí)。①水平段鉆進(jìn)速度仍有潛力。采用低速螺桿在五峰組水平段鉆進(jìn)平均機(jī)械鉆速10．34m／h，隨著螺桿轉(zhuǎn)速提高，鉆井速度可進(jìn)一步提升。②工具調(diào)整及時(shí)、準(zhǔn)確，水平段鉆進(jìn)途中微調(diào)角度92．4°～93．4°僅花費(fèi)約10分鐘即完成調(diào)整指令。③需進(jìn)一步完善自動(dòng)錄入實(shí)時(shí)伽馬功能，縮短工具的測量周期，在焦石壩龍馬溪組快速鉆進(jìn)時(shí)能讀取更多伽馬值，滿足地質(zhì)導(dǎo)向工作需要。

2結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)在國內(nèi)頁巖氣等非常規(guī)油氣開發(fā)中得到了一定應(yīng)用，實(shí)踐表明對(duì)于復(fù)雜工藝井，具有提高定向鉆井效率的作用。2）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)防斜、穩(wěn)斜能力較強(qiáng)，且穩(wěn)定性好，該技術(shù)適合上部防斜要求難度高的地層，下部在長井段穩(wěn)斜及長水平段延伸鉆井中具有明顯優(yōu)勢。3）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)能更加精確高效地進(jìn)行工程和地質(zhì)導(dǎo)向，水平井開發(fā)中地層的不確定因素較多，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)可隨時(shí)調(diào)整定向施工方案，使軌跡控制更加主動(dòng)，相比常規(guī)定向調(diào)整方位更加快捷，能夠鉆出更加平滑的水平段井眼，為后續(xù)鉆井、壓裂、試氣施工創(chuàng)造良好井眼條件。4）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的造斜率相對(duì)普通螺桿定向造斜較低，該技術(shù)較適合設(shè)計(jì)造斜率較低的中長曲率水平井應(yīng)用，國外廠家近期雖已研發(fā)了新產(chǎn)品可提供較高造斜率，仍需在應(yīng)用中得到進(jìn)一步驗(yàn)證。現(xiàn)場運(yùn)用中，需要對(duì)底部鉆具組合進(jìn)優(yōu)化，進(jìn)一步提高實(shí)際施工中的造斜率，以滿足各種井型需要。5）目前，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向核心技術(shù)主要被國外公司掌握，技術(shù)服務(wù)費(fèi)用較高，國產(chǎn)化應(yīng)用受到限制，采用國外公司與國內(nèi)廠家聯(lián)合組裝配套、維修保養(yǎng)的方式，可以降低使用費(fèi)用，加快推進(jìn)國產(chǎn)化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)的推廣應(yīng)用。

作者：李增科趙哲單位：中石化江漢石油工程有限公司技術(shù)裝備處