摘要:水平井是一种降低综合开发成本，高效开发低孔低渗油气藏的有效途径。寨平1井是寨子河油区的第一口水平井，可参考井少，油层物性较差，裸眼段长，钻井施工和地质跟踪有一定难度。通过选取适当的地质导向仪器，优选钻具结构和钻井参数，实时跟踪并控制井眼轨迹平滑，调整良好性能的钻井液体系顺利完成该井的施工，完全满足甲方的要求。钻进中应用的PCG导向系统表现出组装简单、操作方便、数据处理迅速及经济实用的特点，表明该系统适用于该区块的导向施工。
关键词:水平井；轨迹控制；地质导向；钻井液
1.概况
寨平1井位于陕西省洛源乡寨子河油区，寨子河油区区域构造处于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡带的西部边缘，主要为西倾单斜背景上由差异压实作用形成的一系列由东向西倾没的低幅鼻状隆起，形成了良好的鼻隆背斜型圈闭，有利于油气的聚集。该地区油藏属于特低孔、特低渗储层。寨平1井是一口二开井，一开井深300.00m,设计完井井深3047.49m，垂深2176.29m，位移987.28m。属长裸眼段水平井。轨迹类型属于直-增-稳-增-平。两段增斜段造斜率分别为：第一增斜段造斜率6.50°/30m，第二增斜段造斜率为8.00°/30m。为了更好的确定A靶垂深，设计要求于垂深2126m处进行中途电测。
2.难点
（1）为保证仪器测量的准确度，需在无磁悬挂下连接一根无磁钻铤，仪器零长过长，对井底的井斜方位预判存在偏差；
（2）裸眼段长，下部井段滑动钻进时钻压传递困难，托压严重；
（3）第二造斜段的造斜率较高，对轨迹的控制和着陆点处的狗腿度影响较大；
（4）该井A靶附近地层物性较差，利用伽马值正确评价井眼轨迹是否在油层中的最优位置比较困难。
3.仪器选择
水平段的导向工具选择是非常重要的。水平井的水平段导向是否成功，直接影响水平井
的钻探效果，地质导向的基本要求是使钻头轨迹在油层中上部穿过，尽量控制在目的层顶面1m之内[1]。本井的地质导向工具选择PCG系统。
3.1 PCG系统简介
PCG系统又叫自然伽玛随钻测量系统，是在MWD系统基础上增加PCG探管，能够完成随钻测斜和随钻测量地层自然伽玛射线功能的一套随钻测量系统。该系统采用NaI晶体+光电倍增管原理测量地层自然伽玛射线，仪器自身无放射性。该仪器结合MWD仪器，可作为主控端进行井底数据传输，探测地层自然伽玛，进行岩性识别，估算泥质含量，进行地层对比，通过增加自然伽玛测量功能，有效扩展了MWD的应用范围。
3.2仪器特点
（1）该仪器可与Halliburton的Insite系统兼容，解码能力和抗干扰能力强，稳定性好；
（2）无需复杂的地面及井下组装，操作简单；
（3）测量精确，且数据的处理速度较快；
（4）仅凭单伽玛探管就实现了常规LWD系统的精确深度追踪和自然伽玛测量及岩性识别，测量成本低；
4.轨迹控制
定向井施工的关键在于轨迹控制，要根据施工井的特点制定合理的轨迹控制措施，确保轨迹控制的精确和轨迹的平滑，同时考虑与临井的防碰问题。
4.1直井段
直井段的控制直接影响斜井段井眼轨迹的控制，在不考虑防碰的情况下要求近似于铅垂线。本井二开后直接下MWD仪器，由于防碰段主要集中于直井段，钻井中定向井工程师和测量工程师要加强责任心，严密监测，根据实钻井眼轨迹，随时做好实钻井眼预测轨迹的防碰扫描。钻具组合为：Φ222.30mmPDC钻头+172.00mm*1.25°动力钻具+Φ165.00无磁长悬挂+MWD650+411×4A10配合接头+Φ158.80mm钻铤*9根+Φ127.00mm钻杆。钻进中每30m一测斜，遇危险井段要加密测点，跟踪监控钻进情况，以便随时采取相应措施。
4.2增斜段
增斜段是影响水平井井身质量及控制中靶着陆情况的关键阶段。为防止造斜率达不到设计要求，施工中选用PDC钻头配合带偏心扶正块的1.50°动力钻具及MWD650+GR无线随钻测量系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第一造斜段造斜率为6.5°/30m,其钻具组合为：Φ215.90mmPDC钻头+172.00mm*1.50°动力钻具+411*4A10配合接头+Φ165.00无磁钻铤+4A11×410无磁转换接头+Φ165.00mm无磁长悬挂+MWD650+Φ127.00mm加重钻杆*13柱+Φ127.00mm钻杆。由于MWD仪器零长较长，同时地层也存在不均匀性，钻进中，测斜间距不应超过10m，每根测斜后都根据井斜方位数据对井眼轨迹进行优化预算，根据测斜数据和轨迹计算情况及时调整钻进参数，确保狗腿度符合要求，准确地控制了井眼轨迹。
第二造斜段造斜率为8.0°/30m。为了能以更好的姿态入A靶，并防止入靶处狗腿度过大，实际钻进中调整了两段造斜段间的稳斜段长度，使轨迹的整体轨迹相对平滑。井斜大于70°后会出现摩阻大，定向困难的情况，所以加装PCG探管后，根据斜井段长度计算好倒装钻杆长度，为了更加方便判断井底井斜方位，决定减少测斜零长，卸下无磁钻铤，只用一根无磁长悬挂，其钻具组合为：Φ215.90mmPDC钻头+172.00mm*1.50°动力钻具+Φ165.00mm无磁长悬挂+MWD650+GR+Φ127.00mm加重钻杆*1柱+Φ127.00mm钻杆*15柱+Φ127.00mm加重钻杆*12柱+Φ127.00mm钻杆。在进行水平井的着陆控制时，遵循矢量进靶的技术要点，控制好入靶姿态，再根据现场监督的要求，调整好入靶井斜，方便在判断好油层位置后，及时调整井斜以进入目的层。
4.3水平段
水平段长度较长，且要求狗腿度不能太大，故水平段选择1.25°动力钻具，水平段的钻具组合为：Φ215.90mmPDC钻头+172.00mm*1.25°动力钻具+Φ165.00mm无磁长悬挂+MWD650+GR+Φ127.00mm加重钻杆*1柱+Φ127.00mm钻杆*35柱+Φ127.00mm加重钻杆*12柱+Φ127.00mm钻杆。水平段有夹层存在，且刚进入水平段时地层物性不好，油层不好判断，钻进中首先以导向仪器所测得的伽玛数据为指导，根据地质资料显示的油层自然伽玛特性，判断进入油层。停止钻进后，从录井捞取的砂样和气测值进行判断，确定已进入油层，说明PCG系统精确性好。
钻进中加强PCG系统的随钻测量，且PCG系统表现稳定，基本无数据解码错误。在水平段轨迹的控制上，结合邻井综合资料、PCG系统实测的钻时、伽马数据及录井获取的岩性和气测值数据，提前进行地质预告，并随时向甲方监督汇报，以此作为调整油层垂深和B靶靶点的根据，再根据甲方的反馈及钻进指令随时对轨迹进行调整，使得井眼轨迹在指令要求垂深纵向上下1m以内，并有效穿越储层。5.钻井液技术
本井钻井液采用水基聚合物体系钻井液。钻进中保证钻井液的性能既能提高钻井施工效率，同时又能保证井下安全。钻井液要有良好的润滑性、流变性、防塌性及携岩性，以满足施工要求。斜井段要根据斜井段长度、井斜大小以及上提下放时的摩阻情况等情况按相应的比例添加润滑剂，以提高钻井液的润滑性能，减轻复合钻进时的钻具扭矩，并有效缓解滑动钻进时的托压情况。要使用好固控设备，降低钻井液中的有害固相含量。由于摩阻大，本井增斜段从50°左右开始按一定比例加入石墨粉等固体润滑剂，润滑效果良好。当井斜增至70°左右，由于要判断目的层垂深，而石墨粉颜色为黑色，且颗粒较细，捞砂后洗砂困难，难以分辨油层的准确位置，故逐渐停止加入石墨粉，改为加入没有荧光的液体润滑剂，主要为白油。
6.结论与建议
（1）水平井是高效开发低孔、低渗油藏的有效途径；
（2）合理的井身结构和良好的井眼轨迹控制是长裸眼段水平井钻井成功的前提；
（3）在轨迹控制中勤测斜、勤预算，保证了轨迹的平滑和顺利中靶。
（4）钻井液体系具有良好的流变性、携岩性、润滑性和防塌性才能确保井眼轨迹有效控制和水平段顺利延伸；
（5）PCG系统具有操作简单、稳定性好、精确性好、数据处理速度快和使用成本低的特点，适合该区块的钻井施工。
（6）地质导向过程中，应综合分析伽玛数据、邻井地质资料、录井气测值及捞取的砂样等现场资料，对水平井进行实时追踪，确保井眼轨迹穿越油层较高部位。
参考文献:
[1]刘岩松，衡万富，刘斌，等.水平井地质导向方法[J].石油钻采工艺,2007,29:4-7.
[2]刘希东，贺昌华，王胜雷.FEWD在阶梯式水平井钻进中的应用[J].石油钻探技术，2002，30(4):18-21.
论文作者:李建超
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/25
标签：轨迹论文; 钻杆论文; 油层论文; 水平论文; 系统论文; 斜率论文; 测量论文; 《防护工程》2019年第6期论文;