HATTURAT2大斜度多目标三维帐钩型定向井钻井技术.doc

CHATTURAT-2大斜度多目标三维帐钩型定向井钻井技术 江苏石油工程有限公司钻井处225261 :CHATTURAT-2井是泰国TPI项目在猜也蓬地IX的一口中深预探井， 邻井资料少，地质构造复杂，地层可钻性差，为大斜度三维帐钩型高难度定向井。 木井结合摩阻扭矩分析进行剖面优化设计、钻A组合优选，根据地质资料优化钻 头选型，采取优化井眼轨迹控制、净化井眼、降摩减阻等一系列技术措施，解决 了全井累计位移大、剖面复杂、靶间距长等难题，优质完成了木井的设计与施工 任务。 关键词：三维帐钩；预探井；井眼轨迹；控制；优化设计 一、 技术难点 1.中深预探井，可借鉴资料少，从钻头选型，钻具组合优选，造斜率控 制，钻进参数优选，以及地层漂移规律，都是摸着石头过河，边打边摸索。 2由地面井U和地下目标的位置可以看出，该井剖面设计和轨迹控制难 度很大。 摩阻扭矩大，下部井段轨迹调整难度大，钻其弯曲变形与井壁接触面 积大、接触点多，下部卯段摩阻、扭矩可能增加至严重影响钻进特別是滑动钻进 的程度。 地层可钻性差，上部地层为砂泥岩，下部地层为白云岩、灰岩。硬度 较高。 二、 优化设计 1.井身结构设计 表1为CHATTURAT-2井井身结构 开次 钻头尺寸 套管尺寸 套管下深 水泥返高 导管 F660.4mm F508mm 28.9m 地面 一开 F444.5mm F339.7mm 803.5m 地面 二开 F311.2mm F244.5mm 2798m 地面 三开 F216mm F177.8mm 3900.5m 2605m 四开 F155.5mm F114.3mm 4550m 3780m 图1为CHATTURAT-2井井身结构 2.轨迹剖面设计 根据本井情况，使用Landmark软件进行了分段设计优化组合，设计造 斜率为3.5deg;/30m,造斜点1800米在地层较稳定、可钻性较好的泥岩井段进 行反向定向，9 5/8Prime;套管封固反向定向段、第一稳斜段；8 l/2Prime;井眼 稳斜过渡150米后进行挂直扭方位和二次定向增斜作业，在轨迹控制难度较小的 8 1/2Prime;井眼完成轨迹控制的主要工作量，下7Prime;套管封固；6 l/8Prime;稳斜至 TD。 摩阻扭矩分析 井眼轨迹对钻进扭矩和摩阻有着重要影响，如果实钻轨迹偏离了最优设 计所要求的0标值，那么直接影响钻柱与井壁的接触状态，并造成摩阻系数的增 大，进而导致钻进扭矩和摩阻的增加。钻具组合中过多的钻铤和刚性小的钻杆也 会加剧这种影响，因此合理的钻具组合能提高钻进效率和改善钻柱受力状态。 三轨迹优化控制技术 1.12 l/4Prime;井眼:反向定向，优选钻具组合，⑴定向钻具组合: 为保证大井眼硬地层定向成功，增加钻具组合刚性保证工具面稳定。选择1.5度 渤海中成单弯+HUGHES公司537高效牙轮。钻具组合如下：12 1/4 bit+8 Mud Motor(1.5deg;)+8 Float Sub+8 MWDSub+8” NMDC+8” DCX4 jts+XO+7’’ DCX3jts+5HWDPx21，一趟钻顺利完成定向增斜任务。(2)稳斜段控制使用单 弯双稳，微调控制，钻具组合如下:12 1/4 PDC +8 Mud Motor (1.5deg;) +11 3/4STB+8 Float Sub +8 MWD Sub+8” NMDC+8” DCx 3jts+8 jar + XO + 5 HWDPx21jts。使用效果较好。在井深2482米后，钻头2次连续泥包，且泵压达 到25MPa，使2台泵负荷过重。频繁修泵，最多一天达到10次之多。为保证设 备正常钻进，使用常规钻具组合，钻具组合如下：12 1/4 bit+8 Float Sub+121/4STB +8n MWD Sub+8” NMDC++113/4STB+ 8” DCx8jts+XO+7” DCx 3jts+XO+61/4” DCx 8jts+61/4 jar+ 61/4” DCx ljts+XO + 5 HWDPxl8jts。井斜稳 中带降，至井深2800米，较好的完成了 121/4井眼的轨迹控制。 2.8 1/2Pdme;井眼轨迹控制：我们主要对降斜点选择、挂直剖面进行 优化。表3为设计剖面，可以看到81/2Prime;井眼要将井斜降至2度,然后全 力扭方位再增斜。考虑到实钻过程中，井斜越小，方位漂移越大。为便于轨迹控 制，在降斜过程中，采用边降斜边扭方位，在井斜降至10度左右时，不再降斜， 改为全力扭方位。在方位扭到位后，开始全力增斜。即最小井斜为10度，经过 计算此剖面为滑动工作量最小。iL轨迹最为平缓。 优化钻头选型和钻头使用 对比邻井资料，根据地层岩性，选择钻头，如12 l/4Prime;井眼使用 PD