填井側鑽

填井側鑽是在定向井施工中直井段有兩井相碰或斜井段井眼軌跡控制不好或不能中靶的情況下實施的一種鑽井技術。

填井側鑽是在定向井施工中直井段有兩井相碰或斜井段井眼軌跡控制不好或不能中靶的情況下實施的一種鑽井技術。

一、直井段的防斜和防碰

直井段的防斜與防碰是鑽井工作的重中之重。控制直井段井斜主要是1)防止兩井相碰;2)便於定向造斜施工;3)便於斜井段井眼軌跡控制。這些觀點被現場大多數鑽井工作者所接受,並成功地套用於鑽井實際生產中。同時,多年來的大量鑽井實踐證明,叢式井組井口距離是防範兩井相碰的首要條件。一般井口距離應拖6米為宜,最小不能低於4米。在低於5米的條件下,造斜點以上直井段的測斜應採用陀騾測斜儀測斜,要繪製局部放大(採用1:100或1:50比例)的水平投影圖和防碰圖。直井段的防斜主要是要選取合理的鑽井參數和鑽具結構。
1.直井段鑽井參數的選擇
環河、華池組不易產生井斜,鑽井參數可適當放寬,採用全壓、高轉速鑽進。洛河、宜君組地層較厚,容易產生井斜,是全井防斜、防碰的重點層段,特別是華池與洛河、洛河與安定的兩交接面最易產生大井斜的井段,一般把鑽壓控制在100~120千牛,轉速在90轉/分。
2.直井段防斜鑽具結構
直井段防斜效果比較好的鑽具結構主要有滿眼鑽具(加2~3個扶正器),塔式鑽具(加1柱203mm鑽鋌),鐘擺鑽具(加1個扶正器)。
滿眼鑽具是最為理想的一種防斜鑽具結構,但由於我局地質結構的複雜性,滿眼鑽具易發生卡鑽事故,為了考慮鑽井的安全性,現場大都不願意使用;塔式鑽具是一種較為理想的防斜鑽具,目前現場使用較多;鐘擺鑽具是一種利用小鑽壓防斜鑽井的防斜鑽具。
3.直井段單彎螺桿防斜的成功實踐
近一、兩年來,二開後全井段使用單彎螺桿控制直井段井斜和斜井段井眼軌跡獲得成功,給定向井鑽井技術增添了新的生命力。長慶鑽井總公司30521鑽井隊5.5天時間鑽完1700米井深的南19-21井,各項技術參數達到全優水平,這一技術在第二工程項目部井隊得到大力推廣和套用。
從實鑽效果看,由於高轉速牙輪鑽頭在鑽井中的推廣套用,直井段利用單彎螺桿鑽井技術更具有靈活性。在直井段鑽井過程中當井眼井斜較大時,可鎖定轉盤,利用單彎反方向調整井斜;當井眼井斜很小時可使轉盤和螺桿一起轉動,高轉速條件下增加機械鑽速,加快鑽井速度。
4.防碰井眼的空間關係及安全
在直井段鑽井的防碰工作中,由於測斜儀器的測量誤差、井眼周圍地磁環境、數據讀取的誤差、剖面計算方法、井眼軌跡、老井(70、80年代)的測斜技術等的影響,測斜數值累計誤差難以估算。同時,兩井井眼軌跡的發展有平行、相異、相交三種趨勢。當兩井相異的距離較小或兩井直接相交時,現場分析必須考慮一定的安全係數,要果斷採取措施,這就是鑽井工作的複雜性和多樣性。
如:18169A隊承鑽的嶺515-2A井,在井深901米從防碰圖看與老井(嶺515井)還有近6米的安全距離,但鑽頭實際已接近老井套管,由於現場發現及時,未踉成嚴重事故。嶺515井、嶺515-2井、嶺515-2A井(嶺515-2井的側鑽井)都是18169A隊承鑽,其鑽井資料具有可操作性和連續性,其剖面計算誤差就很大,這就說明在防碰時考慮一定的安全係數是必要的。
再如:30526隊承鑽的莊20-21井。在井深304米從防碰圖看與老井莊20-20井還有近4.2米的安全距離,但繼續鑽井兩井相遇更近,其危險性更大。因此,決定填井側鑽。
5.直井段防碰填井側鑽
直井段側鑽,通常情況下主要是要調整井眼方位。因此,必須下螺桿調整井眼方位,按扭方位施工程式施工。如:莊20-21井設計方位61.54度,在304米防碰填井側鑽時下螺桿施工。把井斜從1度調整到2.7度(直井段井斜標準是小於3度),方位從128度調整到76度。

二、斜井段填井側鑽

斜井段井眼軌跡控制是一口定向井全井段井眼軌跡控制的核心。由於鑽井參數和鑽具結構選擇的不合理,實鑽井身剖面不符合規定標準;或不能保證中靶的情況下均需填井側鑽。

1.井身剖面不符合規定標準和不能保證中靶

斜井段包括定向造斜段、增斜段、穩斜段、扭方位段、降斜段。實鑽井眼軌跡影響中靶時,必須及時進行調整。當井眼井斜偏大或偏小,可通過調整鑽井參數做微調。否則,通過改換鑽具結構做調整。當井眼方位偏差較大時,下螺桿鑽具扭方位。同時,儘可能利用地層自然方位漂移規律來調節。井眼軌跡的調整,現場技術已成熟,再此不多敘述。
扭方位施工,由於影響因素較多,工具面擺不到位,需要增斜或穩斜扭方位時,常常會出現降斜扭方位,使後續井眼軌跡控制更加困難,在井身剖面不符合規定標準;或不能保證中靶的情況下就需填井而側鑽。
如:30519隊元51-9井,設計井深1873米,扭方位施工鑽井至1550米井斜降到17.7度,方位降到207度。該井要保證30米中靶半徑,井斜需強增斜至52度,單點中靶半徑預計為35米以上。井斜偏大,給後續作業造成隱患,井身剖面不符合規定標準,單點中靶半徑超過規定標準,即填井側鑽。
再如:32911隊剖27-09井在扭方位過程中工具面擺不到位,方位未增井斜反而減小。逐上隨鑽,由於探管有問題,工具面變化不定,後續井段已不能保證中靶,即決定填井。

2.斜井段側鑽參數和方式

斜井段側鑽參數和方式的選擇尤為重要。在軟地層側鑽,其鑽壓可控制在0.5~1千牛、Ⅰ擋轉速;在硬地層側鑽,其鑽壓可控制在2~3千牛、Ⅰ擋轉速。側鑽時不能急於求成,當新井眼形成後,可根據井眼實際選擇鑽井措施。如:元3-11井因事故填井側鑽,地層洛河,側鑽第1根單根時,由於司鑽沒有側鑽的操作經驗,鑽壓較大,未側鑽成功;第2根單根由鑽井大班親自操作,鑽壓0.5KN,採取吊打措施,無鑽壓再加上0.5KN,不強加鑽壓,側鑽成功。側鑽時主要是根據岩屑判斷新井眼的形成。
再如:剖29-01井設計井深1900米,在井深1585米扭方位(穩斜增方位)過程中,工具面擺不到位,方位未增井斜反而減小,已不能保證中靶。因此,填井側鑽。側鑽過程如下:下光鑽桿至1350米,注水泥250袋,設計側鑽點1230米。實鑽中鑽井至1257.49米水泥塞能承壓10KN,鑽速放慢,決定側鑽。地層延4+5,鑽壓4KN,鑽井3米,逐加大鑽壓鑽井,岩屑中發現有水泥塊,說明新井眼有回到老井眼的趨勢,又降低鑽壓鑽井16米,起鑽更換增斜鑽具。
(1)當原井眼井斜較大,允許減井斜時,在軟地層側鑽,可採用光鑽鋌吊打方式側鑽;
如:華北32809隊承鑽的北318-12井,設計井深1506米,位移250.18米,方位173.28度,造斜點450米,鑽井至井深1450米由於事故側鑽。其側鑽點的井斜為16度,方位171度,地層洛河組,原井眼井斜偏大,方位合適,允許變動井斜。因此,採用光鑽鋌吊打側鑽,並一次成功。
(2)當井眼井斜較小,需要增加井斜時,可下增斜鑽具或下螺桿增斜鑽井;
(3)當井眼井斜不允許變動,而需要變動方位時,必須下螺桿定向側鑽;
如:32755隊城96-12井,完鑽井深1375米,電測遇阻通井,起完鑽後由於違反操作規程,鑽頭從轉盤掉入井底,事故填井。其井眼井斜合適,方位偏小,下螺桿增方位側鑽,根據該井井眼軌跡實際情況,側鑽點可任意選擇,均能滿足側鑽要求。
(4)當井眼軌跡即要變動井斜,又要變動方位時必須下螺桿按扭方位施工方式側鑽。大多數情況下,都需要下螺桿定向側鑽。
如:30519隊元51-9井,設計井深1873米,扭方位施工鑽井至1550米井斜降到17.7度,方位降到207度,需下螺桿增斜增方位鑽井。
填井後的側鑽,通常情況是按照扭方位作業方式施工,如果側鑽點較深,工具面變化不定,可用隨鑽測斜儀跟蹤檢測,有利於對井眼軌跡控制。

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