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1、蚕 2-平 3 三维绕障侧钻水平井钻井实践邢广宇 邸百英 奚广春（大庆石油管理局钻探集团钻井工程技术研究院，黑龙江省大庆市，163414）摘要：本文介绍了河北冀东油田 C2-P3 三维绕障侧钻水平井的设计和施工情况，重点分析了该井绕障待钻设计的制定和大斜度井段侧钻的井眼轨迹控制工艺技术和钻井液技术，并针对该井在施工过程中钻具摩阻和扭矩过大、钻压传递困难等难点，提出了相应的技术措施，针对本井设计、施工中出现的问题进行总结、归纳。并在此基础上提出几点建议。为以后钻该类井提供了有益的借鉴。主题词：冀东油田 三维绕障井 大斜度侧钻 井眼轨迹控制侧钻水平井在近十年来已经成为采油技术的重要组成部分，其技术
2、关键在于合理井眼轨道的设计、精确入靶施工。C2-P3 井位于河北省滦南县柳赞乡蚕沙口村西北约 750m。本井周围有十余口邻井，且最短距离都在 50m 以内，因此井眼轨道设计比较复杂，施工困难，加之本井在1775.67m、井斜 72.50时又进行了侧钻施工，在如此大的井斜成功侧钻大曲率中短半径水平井在国内比较罕见。 1 地质设计概况该井位于河北冀东柳赞油田蚕沙口构造蚕 21 断块构造高部位，开发蚕 21 区块 Ng13小层油层油藏。本区块浅层明化组为曲流河沉积，边滩为其储层的主要沉积类型；馆陶组为辫状河沉积，心滩为其储层的主要沉积类型。储层岩性主要为不等粒砂岩和细砂岩、部分为中砂岩。胶结类型以孔
3、隙接触为主，其次是绿泥石、蒙皂石等。表 1 钻井地质设计基本数据表井别 开发井（采油井） 井型 水平井 井号 C2-P3构造位置 柳赞油田蚕沙口构造蚕 21 断块构造高部位。X 4346009.58 磁偏角 6.35设计井深（海拔）m-1720大地坐标（井口）Y 20639560.93 地面海拔 2.51 目的层 Ng13 1完钻层位Ng131完井方式 滤砂筛管完井 完钻原则 C 点中靶后完钻地震分层 靶点设计设计靶心坐标层位垂直井深 靶点X Y 方位 位移靶心半径误差值（m）-1710 A 4345810 20639660 153.6 222.8 横向1；垂向5-1709 B 4345710
4、 20639725 151.3 341.6 横向1；垂向10靶心设计Ng13-1720 C 4345600 20639795 150.3 471.7 横向1；垂向10根据此地质设计，本井的井身轨迹质量要求如表 2 所示：表 2 C2 P3 井井身轨迹质量要求项目参数斜深（m）垂深（m）井斜（）方位（）闭合方位（）靶前距（m）纵向（m）横向（m）靶点 A 1844.86 1718.6 90.39 147.0 153.6 222.8 1 5靶点 B 1964.18 1717.61 90.39 147.0 151.3 341.6 1 10靶点 C 2095.12 1728.61 79.87 148.
5、4 150.3 506.02 1 101井底 2130.00 1734.75 84.85 147.5 150.48 506.02 / /2 工程设计概况2.1 井身剖面设计由于本井开发的蚕 21 区块 Ng13 小层油藏预测层位很厚（约 18m） ，周围邻井资料丰富详实。根据邻井实钻经验：使用 1.5单弯螺杆造斜率可达 8/30m，单增剖面完全可以满足地质、工程要求。在做剖面设计时，考虑到周围邻井与本井距离很近，有十口井与本井最短距离小于50m，最近的仅有 3.63m（C2-P2 井） ，为避免相碰，该井设计成三维绕障水平井，其剖面为单增剖面，基本设计数据参见表 3。表 3 剖面设计数据表井段
6、（m）井斜角（）垂深（m）方位角（）造斜率（/30m）位移（m）01480.00 0.00 1480.00 0.00 0.00 0.001480.001553.75 14.36 1522.28 175.01 8.01 11.591553.751844.86 90.48 1718.61 147.00 8.01 222.801844.861964.18 90.48 1717.61 147.00 0.00 341.601964.182095.12 79.87 1728.61 148.36 2.45 471.702095.122130.00 79.87 1734.75 148.36 0.00 506.
7、022.2 井身结构设计本井设计三重套管结构，水平段采用101.6mm滤砂筛管+尾管（金属棉滤砂管管内防砂工艺）完井，具体完井数据参见表4。表 4 井身结构数据表钻达井深（m）套管下深（m）水泥返高（m）钻头（mm）设计 实际套管尺寸（mm） 设计 实际 设计 实际444.5 353.00 358.00 339.7 350.00m 355.72 地面 地面241.3 1844.86 1845.00 177.80 1845.00 1842.29 1100 1150152.4 2135.00 2130.00 101.60 2130.00 2135.00 / /2.3 钻井参数设计表 5 钻井参数设
8、计数据序号钻头尺寸（mm）应用井段（m）钻压（kN）转速（r/min）泵压（MPa）排量（L/s）泥浆密度(g/cm3)上返速度(m/s)钻头压降(MPa)比水功率(MPa)喷射速度(m/s)1 444.5 0-353 30-50 60-75 / 45-65 1.05 / / / /2 241.3 353-1480 60-120 120 16.81 40 1.10 1.21 14.71 11.6 1553 241.3 1480-1845 80-120 75+马达 15.95 40 1.15 1.21 11.83 9.3 1364 152.4 1845-2135 30-60 65+马达 15.3
9、4 18 1.05 1.50 8.21 7.3 1193 施工难点及技术措施3.1 施工难点2（1）靶前位移较短，仅为 220.80m，直井段的防斜打直要求较高。（2）周围邻井多，需要绕障，其中防碰距离小于 30m 的井就有 5 口，尤其是 C2-P2 井，其最短距离只有 3.63m，施工稍有不慎就有可能与之相碰。（3）直井段井斜过大，水平位移沿设计方向线延伸过多，使设计造斜点处所剩的靶前位移非常短，使实钻井眼轨迹变成了中短半径水平井，增大了水平井控制的施工难度。（4）造斜段存在扭方位及调整水平位移井段，井身轨迹很不规则，另外钻井液排量较低，使岩屑上返困难，容易形成岩屑床而造成井下复杂。（5）
10、井眼轨迹复杂，钻具多处弯曲，导致摩阻和扭矩增加，钻压传递困难，容易托压，造成定向困难，控制不好还容易出现其它井下复杂。3.2 技术措施（1）为达到绕障和中靶目的，充分采集周围邻井资料，综合考虑地质要求、工程条件等各方面要求，提前做好防碰设计。（2）施工过程中采用无线随钻测量系统（FEWD） ，加密测量各井段井斜、方位，并依照測斜数据及时调整待轨迹设计，以确保绕障成功和精准中靶要求。（3）在大斜度井段侧钻时，为了满足原地质、工程设计的要求，在综合分析已钻斜井段的測斜数据以及垂深和水平位移的基础上，应用 landmark 软件重新进行了井眼待钻设计。（4）在侧钻时，由于该段井斜较大，为了确保侧钻定
11、向一次成功，需用 1.75螺杆定向，另外考虑到该区块地层较软，而使用的 1.75螺杆外径较大，刚度较强，在绝对保证井下安全的基础上，采用复合钻进与滑移钻进相结合的方式打完二开进尺。（5）为保证井下安全，采取了简化和优化钻具结构；定期对所有钻具进行探伤检查；采用优质的无固相甲酸盐钻井液体系，优化钻井液各项性能等措施保证岩屑能顺利返出井口，防止了各类钻井事故的发生。（6）为解决钻压传递问题，一方面在直井段采用斜坡钻杆，减小钻具在水平段的摩擦阻力；另一方面及时采取短起下钻措施（每 100m 短起 150m） ，破坏已形成的岩屑床，保证井眼通，便于钻压的传递。（7）提高钻井液中的原油含量，提高其润滑性
12、，降低摩阻及复合钻进时的扭矩。4 实钻井眼轨迹控制4.1 造斜段施工（1305 -1840m）二开上直段井深 1305.00m，井斜达到 2.20，方位 100.37。据 ESS 多点侧斜数据处理结果显示，井底水平位移沿设计方向线偏移约 13.72m。由此可见直井段塔式钻具组合防斜效果不很理想，对下步的造斜及绕障施工影响极大。4.1.1 绕障施工由于直井段施工过程中井斜过大， 使位移沿设计方位延伸过多，造成定向施工时造斜率偏高（据 Landmark 软件计算，预达到原设计要求造斜率至少应达到 8.75/30m） ，根据邻井资料统计，1.5螺杆的造斜率在该地质条件下不能达到设计要求。因此在综合分
13、析已钻井段的井斜数据的基础上，利用最小半径法进行了新的井眼待钻设计，在满足原地质设计的基础上，达到了井眼轨迹最优的目的。在该待钻设计的基础上，通过对该区块地层岩性的调研以及对 197螺杆性能的分析，并与螺杆厂家充分论证的基础上，确定下入 1.75螺杆进行滑移钻进定向和符合钻进施工。通过定向施工表明，1.75螺杆的使用，在满足井下安全的基础上，还满足了井眼轨迹控制的要求，并且达到了缩减钻井周期的目的。在做该井的待钻设计时，考虑到直井段的的井斜和水平位移偏离设计太多，决定将造斜点提前至 1305.87m，刚开始将方位反扭至 298定向施工使井斜达到 6，然后稳斜钻进至1480.00m，使水平位移走
14、向设计方位线反向。调整后井身剖面设计数据如表 6。3表 6 调整后井身剖面设计井段(m)井斜角()方位角()垂深(m)水平位移(m)01305.87 2.20 100.37 1305.31 22.41305.871334.96 6.00 298.00 1334.35 6.491334.961469.57 6.00 298.00 1468.22 1.201469.571480.00 3.50 298.00 1478.62 0.30依照设计，经过施工，井深达到 1480m 时，井斜、水平位移与设计基本相符，其实钻与设计数据如下表所示：表 7 实钻与设计数据对比参数指标 设计数据 实际数据测深（m）
15、 1480.00 1479.62井斜（） 3.50 3.80方位（） 298.00 295.89垂深（m） 1478.62 1478.24水平位移（m） 0.30 0.31由于上段的施工的调节使井段基本达到设计要求，故决定从 1480m 以后按原设计施工。所采用的钻具组合如下：241.3BIT+197DV（1.75）8.01m+FEWD12.07m+411/4A10接头0.49m+165NM9.41m+127DP437.17m+127HWDP141.37m+127DP。该井从定向段开始就要进行三维绕障，通过对 C2-P、C2-P2、C2x1、C2x2、L130X1、L202X1、L23-2、L
16、23-4、L23-6、L23-8 等井数据防碰扫描处理，发现增斜段在测深 1480.001600.00m 之间， C2-P2 井、L23-2 井和本井距离都在 25m 以内，尤其是 C2-P2 井，距离最近时只有 3.63m，其一直与本井不离左右。其防碰计算表如下所示：表 8 防碰计算表井名 井深(m)位移(m)方位()设计井最近点深(m)最近距离(m)C2-P1 2091 596 127.48 550 30.11C2-P2 2202 637.41 136.68 0 3.63C2x1 1843 318.51 137.20 530 34.71C2x2 1870 395.42 311.22 895 15.73L130X1 3300 688 214.30 800 28.29L202X1 3645 1231 275.30 735 10.02L23-2 3546 910 197.80 149
