论文部分内容阅读
【摘要】本文分析了分支水平井施工难点，给出施工方案，介绍了实钻技术措施及相关钻井参数，应用悬空侧钻技术实施井眼分离，水平钻进过程中采用了旋转导向技术。成功实现了哈法亚油田分支井的开篇史，为哈法亚油田分支井应用做好技术准备。
【关键词】分支井 悬空侧钻 水平井
近几年分支井技术日益成熟，成为油气田开发的一种重要的先进技术，得到越来越广泛的应用。
1 哈法亚油田地质构造及地层特点
哈法亚油田处于伊拉克西南部，是一个NW-SE走向的长轴背斜，背斜两翼产状平缓，是完整的背斜储油构造。所钻遇地层自上而下分别为，第三系地层和上白垩系、中白垩系、下白垩系地层。主要岩性依次为沙泥岩、膏岩盐岩和灰岩白云岩地层。所钻地层中有多套地层见到了油气显示。其中在Sadi、Mishrif、NahrUmr三套层系中见到了良好的油气显示。HF121-M121ML双分支水平井目的层为Mishrif，主要岩性为褐灰色到黑褐色灰岩夹薄层页岩，缝洞发育。
2 分支水平井工艺难点及技术对策
2.1 分支水平井工艺难点
（1）该分支水平井设计采用Φ152.4mm井眼，井下马达制动功率小，井壁托压释放易造成马达制动；Φ89mm钻杆抗压性能弱，受压弯曲支撑在井壁上；受井眼和钻具几何尺寸影响，水力参数选择范围小，排量小，泵压高，岩屑携带效果差，形成岩屑床增加摩阻；钻井液润滑性能不良等因素都会导致滑动导向钻进方式下钻压不能有效传递到钻头上，形成托压现象，影响轨迹控制效率。2、采用悬空侧钻方法实施主分支井眼和分支侧井眼分离。3、两个分支井眼均用Φ114.3mm筛管裸眼悬挂完井。
2.2 技术对策实施
2.2.1 钻井液性能优化
采用BH-WEI有机盐钻井液体系。该体系固相含量低，润滑性能好，携砂能力强，有利于保持井眼清洁，减轻岩屑床的形成，降低井壁摩阻，缓解钻具“托压”问题。
2.2.2 钻具组合优选
为便于钻压有效传递，采用倒装钻具组合方式，加重钻杆尽量避免下入大斜度井段；下部采用柔性钻具以减少复合钻进时扭矩，提高水平段钻进的安全性。
2.2.3 侧分支井眼轨迹控制
侧分支井眼轨迹控制采用滑动导向+复合钻井相结合的方式，根据设计轨迹，LWD/MWD随钻测量，随时调整井斜和方位，确保井身轨迹符合率。
2.2.4 主分支悬空侧钻及井眼轨迹控制
（1）钟摆吊打侧钻。马达侧钻测量井深滞后钻头20m左右，可以利用的窗口更小。先用钟摆吊打方式在低边造出台阶，有利于井眼分离。
（2）马达导向侧钻。马达导向侧钻钻具组合：Φ152.4m m P D C钻头+Φ120.65mm马达（1.83o）+Φ120.65mm浮阀+Φ120.65mmMWD+Φ89mm无磁加重钻杆1根+Φ89mm钻杆60根+Φ89mm加重钻杆42根+Φ120.65mm随钻震击器+Φ120.65mm加重钻杆3根。
（3）井眼轨迹控制。主分支钻具组合和井眼轨迹控制方式相同，遇到的问题也相似。下入1.5o马达和LWD/MWD钻具组合，前期滑动导向结合复合钻进效果良好。随着井眼加深和轨迹变化，滑动导向钻进过程中托压问题显现出来。第一套旋转导向钻具入井后，采用排量15l/s，泵压27Mpa，顶驱转速130r/m，钻进至3626m，仪器无信号起钻。更换全套旋转导向工具，在钻具组合中加入Φ120.65mmSlimPulse475-Bat. Onbottom仪器，提高了仪器的抗干扰性能。钻具组合：Φ152.4mmPDC钻头+Φ120.65m mRSS+Φ120.65mmIMPulse20kM.FlowMWD/ LWDTool+Φ120.65mmSlimPulse475-Bat.Onbottom+Φ120.65mm无磁钻铤1根+Φ89mm钻杆95根+Φ89mm加重钻杆21根+Φ120.65mm随钻震击器+Φ89mm加重钻杆4根+Φ89mm钻杆。采用钻压80kN，排量15l/s，泵压28Mpa，顶驱转速120r/m，钻进至4077m完钻。旋转导向不需滑动钻进，解决了滑动钻进中托压等问题，保证了钻进的连续性，井眼轨迹光滑，高精度控制井眼轨迹，同时大幅度提高了钻井效率，缩短了钻井周期。具体数据详见表1。2.2.5 完井工艺
两个分支井眼均采取筛管悬挂完井，保持井眼清洁通畅，是完井阶段的关键环节。通井过程采取单扶正器和双扶正器两步进行。
第一步：Φ1 5 2 . 4 m m P D C钻头+Φ120.65m m浮阀+Φ151m m扶正器+Φ89mm钻杆96根+Φ89mm加重钻杆42根+Φ120.65mm随钻震击器+Φ89mm加重钻杆3根+Φ89mm钻杆。
第二步：Φ1 5 2 . 4 m m P D C钻头+Φ120.65m m浮阀+Φ151m m扶正器+Φ120.65mm短钻铤1根+Φ151mm扶正器+Φ89mm加重钻杆3根+Φ89mm钻杆96根+Φ89mm加重钻杆42根+Φ120.65mm随钻震击器+Φ89mm加重钻杆3根+Φ89mm钻杆。
采用两步法通井从很大程度上修整了井眼轨迹，为下筛管作业创造了有利的井眼条件，确保了悬挂器能够在预定位置顺利悬挂。
侧分支筛管悬挂在2990m，主分支筛管悬挂在2989m。
3 结论认识
利用分支水平井技术，可以发挥水平井高效，高产的优势，提高采收率，改善油田开发效果，通過共用一个井口系统同时开采两个或者两个以上的油层或者同一油层不同方向的油气资源，提高综合经济效益。
【关键词】分支井 悬空侧钻 水平井
近几年分支井技术日益成熟，成为油气田开发的一种重要的先进技术，得到越来越广泛的应用。
1 哈法亚油田地质构造及地层特点
哈法亚油田处于伊拉克西南部，是一个NW-SE走向的长轴背斜，背斜两翼产状平缓，是完整的背斜储油构造。所钻遇地层自上而下分别为，第三系地层和上白垩系、中白垩系、下白垩系地层。主要岩性依次为沙泥岩、膏岩盐岩和灰岩白云岩地层。所钻地层中有多套地层见到了油气显示。其中在Sadi、Mishrif、NahrUmr三套层系中见到了良好的油气显示。HF121-M121ML双分支水平井目的层为Mishrif，主要岩性为褐灰色到黑褐色灰岩夹薄层页岩，缝洞发育。
2 分支水平井工艺难点及技术对策
2.1 分支水平井工艺难点
（1）该分支水平井设计采用Φ152.4mm井眼，井下马达制动功率小，井壁托压释放易造成马达制动；Φ89mm钻杆抗压性能弱，受压弯曲支撑在井壁上；受井眼和钻具几何尺寸影响，水力参数选择范围小，排量小，泵压高，岩屑携带效果差，形成岩屑床增加摩阻；钻井液润滑性能不良等因素都会导致滑动导向钻进方式下钻压不能有效传递到钻头上，形成托压现象，影响轨迹控制效率。2、采用悬空侧钻方法实施主分支井眼和分支侧井眼分离。3、两个分支井眼均用Φ114.3mm筛管裸眼悬挂完井。
2.2 技术对策实施
2.2.1 钻井液性能优化
采用BH-WEI有机盐钻井液体系。该体系固相含量低，润滑性能好，携砂能力强，有利于保持井眼清洁，减轻岩屑床的形成，降低井壁摩阻，缓解钻具“托压”问题。
2.2.2 钻具组合优选
为便于钻压有效传递，采用倒装钻具组合方式，加重钻杆尽量避免下入大斜度井段；下部采用柔性钻具以减少复合钻进时扭矩，提高水平段钻进的安全性。
2.2.3 侧分支井眼轨迹控制
侧分支井眼轨迹控制采用滑动导向+复合钻井相结合的方式，根据设计轨迹，LWD/MWD随钻测量，随时调整井斜和方位，确保井身轨迹符合率。
2.2.4 主分支悬空侧钻及井眼轨迹控制
（1）钟摆吊打侧钻。马达侧钻测量井深滞后钻头20m左右，可以利用的窗口更小。先用钟摆吊打方式在低边造出台阶，有利于井眼分离。
（2）马达导向侧钻。马达导向侧钻钻具组合：Φ152.4m m P D C钻头+Φ120.65mm马达（1.83o）+Φ120.65mm浮阀+Φ120.65mmMWD+Φ89mm无磁加重钻杆1根+Φ89mm钻杆60根+Φ89mm加重钻杆42根+Φ120.65mm随钻震击器+Φ120.65mm加重钻杆3根。
（3）井眼轨迹控制。主分支钻具组合和井眼轨迹控制方式相同，遇到的问题也相似。下入1.5o马达和LWD/MWD钻具组合，前期滑动导向结合复合钻进效果良好。随着井眼加深和轨迹变化，滑动导向钻进过程中托压问题显现出来。第一套旋转导向钻具入井后，采用排量15l/s，泵压27Mpa，顶驱转速130r/m，钻进至3626m，仪器无信号起钻。更换全套旋转导向工具，在钻具组合中加入Φ120.65mmSlimPulse475-Bat. Onbottom仪器，提高了仪器的抗干扰性能。钻具组合：Φ152.4mmPDC钻头+Φ120.65m mRSS+Φ120.65mmIMPulse20kM.FlowMWD/ LWDTool+Φ120.65mmSlimPulse475-Bat.Onbottom+Φ120.65mm无磁钻铤1根+Φ89mm钻杆95根+Φ89mm加重钻杆21根+Φ120.65mm随钻震击器+Φ89mm加重钻杆4根+Φ89mm钻杆。采用钻压80kN，排量15l/s，泵压28Mpa，顶驱转速120r/m，钻进至4077m完钻。旋转导向不需滑动钻进，解决了滑动钻进中托压等问题，保证了钻进的连续性，井眼轨迹光滑，高精度控制井眼轨迹，同时大幅度提高了钻井效率，缩短了钻井周期。具体数据详见表1。2.2.5 完井工艺
两个分支井眼均采取筛管悬挂完井，保持井眼清洁通畅，是完井阶段的关键环节。通井过程采取单扶正器和双扶正器两步进行。
第一步：Φ1 5 2 . 4 m m P D C钻头+Φ120.65m m浮阀+Φ151m m扶正器+Φ89mm钻杆96根+Φ89mm加重钻杆42根+Φ120.65mm随钻震击器+Φ89mm加重钻杆3根+Φ89mm钻杆。
第二步：Φ1 5 2 . 4 m m P D C钻头+Φ120.65m m浮阀+Φ151m m扶正器+Φ120.65mm短钻铤1根+Φ151mm扶正器+Φ89mm加重钻杆3根+Φ89mm钻杆96根+Φ89mm加重钻杆42根+Φ120.65mm随钻震击器+Φ89mm加重钻杆3根+Φ89mm钻杆。
采用两步法通井从很大程度上修整了井眼轨迹，为下筛管作业创造了有利的井眼条件，确保了悬挂器能够在预定位置顺利悬挂。
侧分支筛管悬挂在2990m，主分支筛管悬挂在2989m。
3 结论认识
利用分支水平井技术，可以发挥水平井高效，高产的优势，提高采收率，改善油田开发效果，通過共用一个井口系统同时开采两个或者两个以上的油层或者同一油层不同方向的油气资源，提高综合经济效益。