首页 > 论文范文 > 工程工业论文 > 工业综合论文 > 石油天然气工业论文 > 胜利油田滨17丛式井组优快钻井技术

胜利油田滨17丛式井组优快钻井技术

2020-11-14 294 上传者：管理员

摘要：滨17丛式井组位于平方王油田中部，地处滨州市城区内，邻区地表条件复杂，分布多个居民区及旅游风景区，因此采用大型丛式井组井工厂的模式施工，减少井场占地的面积，提高井场使用效率，有利于钻井施工及环保工作，达到降低开发成本的目的。分析滨17井组在布井、防碰、轨迹优化及控制、钻井液、管理等方面的问题和总结施工经验，并进行系统化的分析研究。这对以后大型丛式井组的施工具有很好的借鉴意义，能够为后续井钻井的提速提效、减少井下复杂情况的发生提供可靠方法。因此，研究总结滨17大型丛式井组优快钻井技术具有重要意义。

关键词：
丛式井组
优快钻井技术
整体优化设计
防碰
加入收藏

滨17大型丛式井组是胜利油田分公司滨南采油厂在平方王油田滨17区块部署老区加密丛式井组，以完善中区沙四中主体注采井网，提高储量控制程度。该井组位于滨州市滨城区渤海十八路以东、长江五路以南，西邻风景区，北邻居民区，地表条件复杂，所以采用大型丛式井组的模式开发。井组共部署定向井58口，其中油井35口、水井23口，分南北两排施工，排间距15m。井组以密集丛式井组的方式达到减少占地、集中管理、降低安全环保风险的目的。

1、油藏地质概况及钻井技术难点

1.1油藏地质概况

平方王油田构造位置位于东营凹陷西边缘，尚店—平方王背斜构造带南端，北部与尚店油田接壤，东临利津凹陷，整体构造为一受到剥蚀的穹窿背斜。

中区沙四中位于平方王油田中部，西部以平方王油田中西块分界断层为界，断层落差10～30m，近南西北东走向；南部发育一条分界断层，为近东西走向，断层落差15～35m，南倾，将其分割为滨8-3、滨17块南北两块，北部发育一条近北西—南东走向断层，断层落差为10～20m，北倾；东部发育近南北走向的边界断层，东倾，断层落差为20～40m，整体呈现为中间高两边低的背斜构造。

1.2钻井技术难点

(1）井位排布密集，防碰难度较大。井组设计58口定向井，井间距3.0m，排间距15.0m，造斜点交错，同台井防碰工作难度大；考虑地质要求、地面环评等因素，部分井南北排交错，增加了轨迹防碰难度；井组邻井数量多，大都井年代久远，井身轨迹数据准确性不高，增加了防碰工作的难度。

(2）钻井液技术难点。滨17丛式井组为节省钻井液成本，钻井液多次重复利用，固相含量等相对较高，对泥浆的固控工作要求高[1]。

(3）轨迹控制精度要求高。造斜点浅相对较浅，井眼扩大率大且存在造斜率偏低的风险；部分井需在大井斜井段进行扭方位绕障作业，浅层三维轨道对井眼轨迹圆滑度要求高[2]。

(4）靶点调整影响整个井组的防碰和轨迹控制。大型丛式井组施工中的靶点地质调整避不可免，这会影响整体后续井的轨迹和防碰形势，需要一体化整体考虑，工作量大。

(5）井场交叉作业施工风险较大。井组施工过程中两部钻机以及采油作业同时施工，井场空间受限，交叉作业时风险大[3]。

2、大型丛式井组整体方案优化设计

2.1双钻机施工的顺序优化

滨17丛式井组由于受场地宽度限制，采用双钻机同向施工时，需要根据井组内槽口间距优化钻井施工顺序。北排钻机施工至18#槽口时，南排开始施工。这样的优化布置，不仅使得在狭小的空间下两部钻机能够同时施工，而且北排施工后可以有空间进行采油作业施工，大大提高了井场空间利用效率。另外，较小的井间距也减少了钻机整体甩拖次数，钻10口井甩拖一次，其余井只平移井架即可，这样每口井能节省工时约24h，施工示意图见图1。

图1滨17丛式井组双钻机施工示意图

2.2井身结构优化

滨17大型丛式井组58口井全部为定向井且为二开次井身结构设计。一开采用⌀346.1mm钻头、⌀273.1mm表层套管结构，二开采用⌀215.9mm钻头、⌀139.7mm油层套管结构。一开井深250～261m，二开至井底。这样的井身结构设计在保证满足安全要求的前提下，结构简单，利于施工。

2.3井眼轨迹优化

由于井间距相当较小，井眼轨迹优化的最重点考虑问题是防碰问题。根据首先有利于防碰的原则，滨17大型丛式井组主要从以下几个方面考虑对轨道进行优化[4]:

(1）就近布置靶点和井口，减少同台井轨迹间的空间交叉。例如井组东侧井口钻东侧目的层，西侧井口钻西侧目的层。

(2）邻井造斜点相互错开50m左右，减少邻井定向时的磁干扰。

(3）造斜点深浅的趋势问题。钻机整拖方向与目的点相反时，造斜点趋势应越来越深；若钻机整拖方向与目的点相同时，相邻两井的造斜点趋势应是越来越浅。

(4）已钻老井施工年代比较久远，井身轨迹数据准确性不高，轨迹优化时尽量保持较大的防碰距离，以确保安全。

除此之外，还需要从井眼轨迹的平滑、工艺简单、易于实现以及减少发生井下复杂情况等方面考虑。本井组轨迹优化原则如下：

(1）轨迹剖面以“直—增—稳”为主，增斜段全角变化率为4.5°/30m。

(2）三维扭方位绕障时全角变化率为3°/30m，降低井眼轨迹在三维空间中的全角变化率，使轨迹更加平滑，有利于后期定向以及作业施工。

(3）整个丛式井组最大井斜角控制在50°以下。

3、滨17丛式井组钻井技术

3.1钻头和动力钻具的优选

根据平方王油田上部地层松软、可钻性好的特点，一开直井段选择使用⌀346.1mmHAT127G牙轮钻头，保证施工安全；二开钻进使用胜利盛辉3刀翼PDC钻头，该钻头具有较大的排砂槽，便于将岩屑及时带离井底，保持井底清洁。同时该钻头在后期由4水眼改为3水眼，进一步提高了钻头水马力，可以继续提高机械钻速，从而尽量实现二开一趟完钻。

动力钻具选择时主要考虑设计井斜角的大小选用1.25°或1.5°单弯螺杆钻具。由于该井组各井井斜跨度较大，使用单一弯度的动力钻具无法满足施工需求，为此在井斜小于30°的井中，使用弯度为1.25°动力钻具，一方面可以保证造斜率跟上设计，另一方面可以确保井身轨迹更加平滑；对于井斜大于30°的井选用弯度为1.5°动力钻具，造斜率高，避免出现造斜率不够，井斜角滞后的情况，并减少定向井段长度，便于后续处理。

3.2井身轨迹控制技术

一开：

(1）钻具组合：⌀346.1mm牙轮钻头+630×410双母+回压阀+⌀178mm无磁钻铤×1根+⌀178mm钻铤4根+⌀127mm钻杆。

(2）钻井参数：钻压10～60kN，排量45～55L/s，泵压5～7MPa。

(3）主要控制措施：

(1)一开井段均为直井段，控制好钻井参数，细化操作，确保打直、不碰、不窜，为二开井段施工打好基础；

(2)一开完钻必须投测多点，保证井身轨迹数据精确。

二开：

(1）二开钻具组合：⌀215.9mmPDC/牙轮钻头+⌀172mm1.25°/1.5°动力钻具+（411×410）回压阀+（411×4A10）转换接头+⌀159mm无磁钻铤+MWD悬挂（4A11×410）+⌀127mm无磁承压钻杆+⌀127mm加重钻杆×12根+⌀127mm钻杆。

(2）钻进参数：钻压20～58kN，排量28～32L/s，泵压8～12MPa。

(3）主要控制措施：

(1)二开井段全程采取MWD无线随钻跟踪监测，应用导向钻井技术，随时调整井眼轨迹，确保中靶精度；

(2)应用先进的COMPASS扫描软件，做好防碰扫描工作，发现轨迹偏离设计或侵占后续井位置时，立即采取相应措施；

(3)设计方位为90°或270°（±20°）的井，需下入双无磁降低磁场影响；

(4)优选螺杆和钻头，使用PDC钻头的井一趟钻完成进尺，缩短钻井周期；

(5)防碰井段使用牙轮钻头，利于防碰和轨迹控制。牙轮钻头使用原则：直井段扫描距离≤2.50m；防碰井深≤1000m，扫描距离≤15m;1000m<防碰井深≤1500m，扫描距离≤20m;1500m<防碰井深≤2000m，扫描距离≤25m;2000m<防碰井深≤3000m，扫描距离≤40m;

(6)严禁带动力钻具划眼和悬空处理，遇阻起钻通井，避免划出新眼；

(7)钻进中发现有憋跳钻现象时，立即停钻查明原因，不得盲目强行钻进；

(8)钻大斜度井时，合理进行短起下作业或分段循环，清除岩屑床。

3.3钻井液技术

滨17丛式井组所钻遇地层造浆严重、易漏，因此钻井液的关键性能是具有较强的抑制性。我们摸索出钙处理钻井液体系的合理使用方法，针对钙处理钻井液具有强抑制，但切力低、静止后易分层的特性，明确氯化钙的加入时间、加入量及停用时间。二开前50m钻井液中不加入氯化钙，保证引鞋处井径规则，在钻进50m后加入1t氯化钙将钻井液彻底转变为强抑制体系；在之后的处理中，以胶液维护钙离子浓度为主，将氯化钙与干粉配成胶液均匀混入钻井液中，维持钙离子浓度不降低，同时开启全部固控设备，及时清除钻井液中的固相；钻井至馆陶组后停用氯化钙，通过自然消耗降低钙离子浓度，为下步降失水打好基础。

二开钻井液配方主要材料有：膨润土、碳酸钠、工业用氢氧化钠、钻井液用防塌降粘降滤失剂、钻井液用改性铵盐、钻井液用天然高分子降滤失剂、钻井液用聚丙烯酰胺干粉、钻井液用油基润滑剂-2、钻井液用胺基聚醇。

3.4安全管理方法

(1）安全风险告知。在进入井场设置安全风险告知栏。利用早晚大班会，讨论各岗位存在的风险点、危险源，制定适合井队的风险告知制度，传达给井队所有职工。利用班前班后会，各专业分岗位对风险点、危险源分级管控措施进行培训，从而熟知作业岗位存在的风险点、危险源，并熟练掌握管控措施。

(2）井队周检制度。每周针对隐患进行排查，并形成排查清单，规定整改负责人在3d内整改完毕，形成了自己的周检制度。

(3)STOP卡制度。推行的STOP卡制度其中S（安全）代表安全措施、安全问题、安全目标。T（培训）代表安全知识培训、事故隐患学习、安全设备设施使用、现场应急演练；O（观察）代表人的不安全行为、物的不安全状态、好的安全措施及工作方法等；P（计划实施）代表达到现场“三标”。对职工在STOP卡中提出的安全隐患，落实到人并限期整改，实现闭环管理；对优秀的安全行为，进行表扬奖励。

4、结论与建议

(1）大型丛式井组整体方案的优化设计有重要意义，可以合理有效的安排施工进度，提高施工安全性，降低整个井组的施工周期和成本；

(2）钻头和钻具的优选、合理的井身轨迹控制、钻井参数的优化、钻井液性能的不断学习改进，提高了机械钻速，缩短钻井周期，效益明显提高；

(3）大型丛式井组的开发模式，具有明显优异的经济和社会效益，建议在东部人口密集、征地困难的老油区以及滩浅海人工岛等区块推广应用。

参考文献：

[1]徐云龙,徐堆,夏文安,等.白鹭湖大型丛式井组工厂钻井实践[J].钻采工艺,2017,40(6):4-7.

[2]张乐启,郭鹏,姚良秀.老168丛式井组优快钻井技术[J].西部探矿工程,2012,24(4):82-85.

[3]程荣升.青东5大型丛式井组井身轨迹优化与控制[J].化工管理,2016(7):213-213.

[4]刘晓艳,施亚楠,李培丽.丛式井组总体防碰与钻井顺序优化技术及应用[J].石油钻采工艺,2012,34(2):9-12,16.

杨泽宁.胜利油田滨17丛式井组优快钻井技术[J].西部探矿工程,2020,32(12):66-68.