G0-7“工厂化”井组钻井工艺技术.docx

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2015年04月天然气与石油

2015年04月

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G0-7“工厂化”井组钻井工艺技术

王万庆石仲元杨光隗崇华

中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司，陕西西安710018

摘要：长庆油田为了缩短井场准备、钻机搬迁、设备调试等作业的中间等停时间，提高钻井各个环节的作业效率，实现“规范、高效、快速”钻井作业，降低综合开发成本，2013年开始进行了大丛式井组布井，流水线工程作业的“工厂化”钻井开发试验。针对“工厂化”钻井技术难点，通过井眼剖面优化技术、井眼轨迹控制技术、降摩减阻技术、防碰绕障技术等三维水平井钻井技术的应用，顺利完成G0-7“工厂化”钻井任务，为长庆气田规模开展“工厂化”钻井积累了宝贵的实钻经验，提供了技术支撑。

关键词：工厂化；三维水平井；防碰绕障；井眼剖面；轨迹控制；钻井液

DOI:10.3969/j.issn.1006-5539.2015.02.014

0前言

“工厂化”钻井主要通过“集中布井、规范操作、统一管理、批量钻井”的模式，提高钻完井各个环节的作业效率，缩短井场准备、钻机搬迁、设备调试等作业的中间等停时间，实现“规范、高效、快速”钻井作业，从而缩短建设周期、降低综合开发成本。“工厂化”钻井前提条件是大丛式井组布井，只有进行集群化布井，才能实现地面集约化建设、流水线工程作业。实现“工厂化”钻井必须具备进行三维水平井钻井的技术能力1-3。

1G0-7“工厂化”钻井技术难点

1.1大井丛井眼轨迹防碰难度大

G0-7“工厂化”井组共布井9口，其中直井1口、定

图1“工厂化”布井井眼轨迹示意图

向井2口、二维水平井2口、三维水平井4口。井口呈“1字型”布局，且3台钻机同时进行钻井施工，增加了井眼轨迹防碰难度。布井井眼轨迹见图1。

1.2三维水平井全角变化率较高

G0-7井组中4口三维水平井设计的偏移距均为600m、靶前距500m,设计全角变化率为6°/30m(2口常规水平井设计靶前距500m,设计全角变化率为4.5°/30m)。全角变化率相对较大，施工中摩阻扭矩大，易造成钻具失效、键槽卡钻等井下复杂事故。

1.3靶体要求精度高

G0-7井组储层埋藏在3070m(垂深)以下，要求水平段靶体控制精度为靶点纵向漂移误差±1.0m,入靶后井斜变化控制在±0.3°,入靶点及水平段平面上摆动幅度控制在±10m以内。靶体控制要求精度高，且有3口水平井(1口二维水平井，2口三维水平井)设计水平段长度为2000m,水平段井眼轨迹控制难度较大46。

1.4井壁稳定性差

延安组、延长组地层中上部大段砂泥岩混层易发生吸水膨胀，造成缩径；延长组、刘家沟组承压能力低易发生漏失；石千峰、石盒子组地层大段泥岩易坍塌，井壁稳定性差。

收稿日期：2014-09-15

作者简介：王万庆(1964-),男，宁夏石嘴山人，高级工程师，学士，主要从事定向井、水平井钻井的设计、施工与研究。

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2防碰绕障技术

G0-7“工厂化”井组中水平井段呈“山”字型排布且

与地层主应力方向垂直。井场规格360m×70m,由3台钻机同时施工。钻机呈1字型排布，大门方向均为221°,钻机间距110m。每台钻机施工3口井，井口间距20m。

应用“预分法”防碰绕障技术，按照钻机先施工直井或定向井(相当于施工导向井),向后移动20m施工第一口水平井，向前移动40m施工第二口水平井的施工方式，确定每台钻机施工井顺序，并制定整体防碰技术方案和措施。各井施工次序见表1。

表1各井施工次序

钻机号施工顺序设计方位角/(°)备注

②靖60-22279

50053③靖60-22H1360(三维)

①靖60-22H2180(三维)

定向井(设计位移530m)

水平井(设计水平段长1000m)

水平井(设计水平段长2000m)

⑤G0-7

⑥靖60-23H136040636

④靖60-23H2180

直井

水平井(设计水平段长1000m)

水平井(设计水平段长2000m)

⑧靖60-2499

50065⑨靖60-24H1360(三维)

⑦靖60-24H2180(三维)

定向井(设计位移530m)

水平井(设计水平段长1000m)

水平井(设计水平段长2000m)

充分利用浅层钻进时PDC钻头滑动效果好，导向钻具组合工具面可控能力强的优势，有效控制井斜在设计要求的范围内实现井眼的分离；井间最小距离按照误差模型分离系数SF≥1.5,MWD井斜测量误差为0.2°进行控