密集丛式井上部井段防碰设计关键参数临界值计算分析

井眼轨道整体防碰设计是保障密集丛式井钻井施工安全的关键因素之一,而上部井段井眼轨道设计参数的优选与优化则是降低井眼轨迹碰撞风险的基础。对比分析了国内现行标准对密集丛式井整体井眼轨道防碰设计的指导作用及适用性。针对密集丛式井整体井眼轨道防碰设计问题,应用实钻井眼轨迹碰撞风险分析的分离系数概念,计算分析了分离系数为1时,密集丛式井上部井段造斜点深度、邻井造斜点深度差、造斜率、造斜方位等4个关键参数的临界值。研究结果表明:井口间距是影响密集丛式井上部井段井眼轨道防碰设计参数取值的关键,井口间距越小,临界造斜点深度、造斜深度差及造斜方位差越小,临界造斜率越大;现行标准所规定的邻井造斜点深度差预留了足够的安全余量,加密调整井防碰设计时可适当减小。     

渤海油田表层大尺寸井眼预斜技术探索与应用

为了解决丛式井加密调整的防碰问题,在浅部地层大井眼井段寻找间隙,将造斜点上移是有效手段。以A17井为例,通过合理的槽口分配,轨迹优化设计,大尺寸马达的“量身定做”及参数优选等探索研究和实施。结果表明:①利用外排槽口实施大位移井,可以减少防碰压力;②采用拟悬链线设计的井眼轨道更优,更有利于大位移井的实施;③优选1.75°弯角,扶正器套657 mm满足造斜需求,最大造斜率可达4°/30 m;④660.4 mm井眼一趟钻施工方式可实现0.42 d的工期缩减,实现50余万元的费用降本。以上成果认识,为渤海油田丛式井加密调整提供新的技术手段。     

丛式井防碰技术在埕岛西合作区的应用

分析防碰技术表层规则和OSF分离系数准则,利用极坐标图优越的直观性和指导性特点强化防碰设计,并在此基础上结合多种现场防碰措施,制定出一套系统化防碰方案,形成了基于槽口优选、钻井顺序优化的防碰设计及措施优化技术,在埕岛西合作区应用效果较好,为解决同类型丛式井组防碰问题积累了宝贵经验。     

丛式井防碰技术在金县1-1油田的应用

针对金县1-1油田油藏呈条带状分布、开发层位相近,断层众多、井眼轨迹受限,滚动开发、靶点调整频繁,槽口众多、隔水管锤入偏斜,浅部地层松软、造斜难度大等定向井作业难题,综合实施槽口优选和钻井顺序优化、防碰设计精细化、井眼轨迹控制、操作规范化等关键技术措施,形成了一套系统的丛式井防碰技术。该技术在金县1-1油田48口丛式井防碰绕障作业中取得了成功应用,并已推广到辽东湾地区丛式井钻完井作业中,有效保证了钻完井作业的顺利进行,对今后海上其他地区丛式井防碰作业具有借鉴意义。     

渤海油田某水平井防碰轨迹控制技术

渤海辽东湾某油田经过20多年的开发,井网密集,截至2012年年初共布有300余口油井。为进一步提高采收率,增加采出程度,目前正在进行新一轮的井间加密调整,由此导致钻井过程中井眼防碰问题极为突出,尤其是X平台新钻井。由于使用老X平台新建外挂槽口,X平台新钻井表层轨迹与周围井缠绕、穿插,井眼防碰压力、轨迹控制难度很高。文章以该平台某水平井轨迹控制为例,通过合理槽口选择、井身结构优化、控制井段预留、出现井眼碰撞后的反应操作、侧钻轨迹设计等技术,解决了本井表层出现严重井眼碰撞问题后的钻井问题,避免了槽口浪费以及其他不必要的损失,节约了成本,为渤海后续类似作业积累了技术经验。     

海上丛式井网整体加密井眼轨迹防碰绕障技术应用

海上油田综合调整过程中,井眼防碰已经成为制约丛式井网加密钻采的关键因素。针对海上油田单平台井数多、井间距离小、丛式井网密集的特点,利用井眼轨迹优化和防碰绕障设计,实施丛式井网整体加密钻采井眼轨迹防碰绕障技术。在绥中36-1油田L平台应用效果证明,该技术能够有效防止井下碰撞事故的发生,减小钻井施工的难度。     

中江气田致密砂岩气藏“井工厂”钻井井眼轨迹控制技术

针对中江构造丛式井组井间防碰压力高、轨迹控制难度大及钻井周期长等难题,借鉴国内外页岩气藏“井工厂”轨迹控制技术成功经验,研究形成了以槽口-靶点优化布置、“多增式”井眼轨道设计、直井段防斜打快及井间防碰为核心的致密砂岩气藏“井工厂”钻井井眼轨迹控制技术,并首次将该技术应用到JS33-19HF平台6口井开发中。现场应用表明,优化后的轨道设计及轨迹控制技术保障了井身质量、提高了机械钻速,井组平均机械钻速较设计提高了54.1 %,实际钻井周期缩短102.47 d。该技术的成功应用对致密砂岩气藏的高效开发具有重要借鉴意义。     

丛式井组总体防碰与钻井顺序优化技术及应用

针对丛式井组井间距小、钻井数量多、井间防碰钻井顺序优化难度大的技术特点,利用观察法结合系统科学方法,对平台与钻机整拖方向、目标点与井口位置、各目标井方位关系等进行了系统研究,以老168丛式井组为例,借助于Paradigm软件计算辅助手段,提出了一套钻井顺序整体优化思路与方法,并分析了钻井顺序排列规律。研究表明,对于密集型丛式井组钻井顺序优化,在分析防碰控制不利因素的基础上,根据油藏特点与布井规律分析钻井顺序优化原则,结合平台自身特点确定钻井顺序优化的方案,借助计算软件进行钻井顺序实施前的不断优化与实施过程中的持续优化。最终得到既满足油藏要求、又满足钻探目的的最优化钻井顺序,为国内海油陆采大型丛式井组钻井方案总体规划提供了科学依据。     

番禺30-1气田丛式井浅层钻进防碰绕障技术

针对番禺30-1气田丛式井平台已钻井表层井眼位置存在不确定性、利用空槽口钻调整井时容易在浅层钻进中与邻井相碰的技术难点,研究了防碰绕障技术。在井眼轨道设计过程中,利用Landmark软件进行防碰计算,分析根据电子多点测斜数据绘制的邻井井眼轨迹的误差情况,选择合适的绕障初始点、绕障方位、造斜率和绕障近距离段,利用碰到套管的征兆,修正绘制的邻井井眼轨迹并重新进行防碰扫描,设计新的绕障轨道进行施工。在实钻过程中,使用陀螺测斜仪对井眼轨迹进行监控,减小井眼位置的不确定性,选用1.83°弯螺杆进行陀螺定向钻进,快速脱离邻井,且在钻进中随时监测碰撞邻井套管的征兆和返出物中的水泥含量。A11井在钻进过程中应用了防碰绕障技术,顺利钻至井深541.00 m后,距相邻的A8H井5.50 m,距A5H井3.30 m,且呈逐渐远离趋势,成功解决了浅层钻进中的防碰绕障问题。番禺30-1气田丛式井浅层钻进防碰绕障技术可为其他气田类似高密度丛式井浅层钻进防碰绕障提供技术参考。      

冀东油田人工岛丛式井钻井防碰技术

冀东油田人工岛丛式井井网密度大,钻进中易发生井下碰撞问题,为解决该问题,研究了防碰技术。通过分析冀东油田人工岛丛式井的钻井技术难点,提出了针对性技术措施:正钻井碰撞高风险井段使用牙轮钻头;应用低刚性钻具组合,使井下钻具获得更大的挠度变形空间;进行随钻MWD磁场强度监测,根据磁场强度异常值判断正钻井与邻井套管的距离,预警碰撞风险,指导正钻井防碰。综合这些技术措施形成的冀东油田人工岛丛式井钻井防碰技术,在冀东3号人工岛丛式井组进行了应用,降低了钻进中发生井下碰撞的概率,表明该技术是防止正钻井与邻井套管碰撞的有效技术,可为冀东油田人工岛加密钻井提供安全保障。      

页岩气田压裂区加密调整井绕障轨道优化设计方法

在页岩气丛式水平井设计中，针对压裂区的加密调整井井眼轨道设计需要考虑绕开已钻井压裂段影响域及压裂段影响域之间互相干扰等问题。为了快速评估加密调整井压裂段井眼轨道设计方案的合理性，运用矢量代数方法对页岩气压裂区障碍物进行了几何建模，该几何模型考虑了压裂裂缝影响域；然后根据所建立的障碍物几何模型，建立了以设计轨道总长度最短、轨道势能最小为优化目标，以轨道间防碰为约束条件的页岩气压裂区绕障轨道优化设计模型，并给出了判断页岩气压裂段影响域之间是否存在干扰的几何校核方法；最后依据四川盆地涪陵页岩气田现场实钻数据，对所建立的设计模型进行了验证。研究结果表明：①在压裂区，忽略压裂影响域的障碍物尺寸会被严重低估；②忽略压裂影响域，所设计出的绕障轨道可以避开老井的井眼轨迹，但是有可能会与已钻井的压裂影响域相交，进而引发钻井事故。结论认为，所建立的页岩气压裂区绕障轨道优化设计模型能够满足防碰绕障约束的要求，相应的设计计算避免了繁琐的试算和校核，并且能够实现井眼轨道设计总长度和轨道势能达到最小值的优化目标。     

垦东12区块4号岛丛式井钻井技术

胜利新滩油田垦东12区块4号岛是一海油陆采大位移丛式井组,地层复杂、防碰绕障井多、轨迹控制要求高,整体施工难度大。针对以上施工技术难点,采用了浅层大井眼定向、井身轨迹控制、防碰绕障、钻井液体系优选等关键性技术措施,20口井全部达到设计要求,斜井段一次定向成功,中靶率100%,取得了较好效果,为以后通过大位移丛式井组整体开发滩海油藏积累了经验。     

G0-7三维水平井井组工厂化钻井工艺

G0-7三维水平井组部署在长庆油田苏里格气田东南部,由1口直井、2口定向井、2口常规水平井、4口三维水平井组成,采用工厂化钻井作业"一字型"施工模式,3部钻机同时施工,每部钻机施工1口常规井和2口水平井。针对丛式井组施工难点,从防碰绕障、井身剖面优化、井眼轨迹控制、降摩减阻等方面制定一系列措施,形成"预分法"井眼防碰绕障、三维井剖面优化、三维井井眼轨迹控制及CQ-SP2钻井液体系等特色技术。该丛式井组水平井平均机械钻速达9.68 m/h,同比提高18.19%,平均钻井周期为55.67 d,比原有模式施工周期缩短8.82%。该井组工厂化作业顺利完成为长庆油田部署三维水平井井组工厂化作业提供了有力技术支撑。     

邻井定向分离系数计算方法

随着丛式井和加密井设计间距的不断减小,仅利用邻井距离扫描计算和传统分离系数监测邻井距离已不能满足现场需求。定向分离系数不仅将井眼轨迹误差分析与邻井距离扫描计算结合在一起,而且考虑了参考点和比较点误差椭球的相对位置关系,与传统分离系数相比,其可以更精确地反映邻井的交碰概率,为邻井防碰决策提供更为科学的依据,以更好地满足现场需求。对比了传统分离系数和定向分离系数的区别;利用空间解析几何方法实现了法面距离扫描、最近距离扫描及水平距离扫描定向分离系数的计算,一般把最近距离扫描定向分离系数作为邻井防碰的依据。实例计算分析表明,在以定向井、大位移井为主要构成的丛式井中,传统分离系数的计算结果比定向分离系数小得多;定向分离系数在丛式井和加密井的设计和钻井过程中都具有十分重要的现场应用价值。      

定向井防碰地面监测系统设计及现场试验

随着陆地和海上油气勘探开发程度的不断提高,丛式井和加密井正变得越来越普遍,而受老井网加密调整使井间距离更密、老井测斜数据不完整或不准确、井眼轨迹控制产生误差等因素的影响,钻井过程中易发生井眼碰撞,对钻井和油田的正常生产构成了潜在威胁。根据振动波的传播机理,提出了一种定向井防碰地面监测方法,设计了一套定向井防碰地面监测系统。该系统在渤海某海上油田区块钻井现场进行了试验:借助定向井设计、随钻测量资料,利用Compass软件分析了在钻井与邻井的中心距,并对危险井段进行了监测;根据采集到的钻头振动信号特征,分析了钻头对危险井筒的趋近。现场应用结果表明:钻头钻水泥塞过程中,在钻井套管头处振动信号强度很大,该系统可通过识别钻头振动信号判断钻头靠近或钻遇了邻井水泥环和套管;在邻井套管头采集到的钻头振动信号的振幅,随在钻井和邻井的中心距的增加呈一定的衰减关系,可根据该关系和分离系数判断井眼碰撞的风险。      

三维井眼轨迹地质导向软件的开发与应用

为了避免丛式井、分支井、定向井(水平井)等复杂井在井眼轨迹设计过程中与其周边邻井井眼轨迹相碰,便于新井眼钻进过程中与设计井眼轨迹实时对比,指导实钻井眼轨迹在储集层内最优化穿行,通过利用井位坐标和井眼轨迹数据建立井眼轨迹三维空间分布模型,依据该模型原理设计开发三维井眼轨迹地质导向软件,实现了以正钻井井眼轨迹坐标为中心,自动绘制出正钻井实时井眼轨迹和设计井眼轨迹,由于同时可将该井周边的多口邻井井眼轨迹导入到该坐标系中,从而在设计上解决了多井眼之间防碰问题,在实际钻进过程中依据提供的井眼轨迹三维空间分布模型,可更好地展现地质导向的实时应用效果。该软件在Y 12-P水平井与LP 3丛式井的应用表明,三维井眼轨迹地质导向软件应用效果突出。     

老168平台海油陆采丛式井组关键钻井工艺

老168平台丛式井组是2009年中石化及胜利油田的重点产能建设项目之一,平台上共部署58口海油陆采定向井.该丛式井组的施工主要有以下难点:井网密集,防碰工作量大;造斜点浅、井斜大、造斜困难;位移大、裸眼稳斜段长,稳斜难度大;钻井液技术必须考虑环境保护问题,可借鉴经验非常少.因此钻井施工难度极大,通过实施优化井场布局及井...