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摘要：为了防止待钻井发生套损，并确保新钻调整井躲避老井，使定向井井眼轨迹更加精准命中目的层，提高油田的开采效率，要求钻Φ229mm井眼圆柱靶区定向井。Φ229mm井眼圆柱靶区定向井在油田开发后期将越来越广泛。
关键词：Φ229mm井眼 防碰 圆柱靶定向井
【分类号】：TG333.7
一、概述
大庆油田萨中密井网区块，防碰井多、井网密集。正常情况下，所钻井都是Φ215.9mm井眼，圆柱靶区定向井控制靶区半径为25米，已经形成了配套技术。油田处于开发中后期，井网密集，地面条件的限制，要求井距严格，各采油厂所布定向井也越来越多，为提高采收率，控制靶区半径已成为发展的必然趋势。采油一厂反馈的信息，套损井增加，层位在标准层附近。2012年5月，采油一厂对待钻定向井提出新要求：对于剩余的101口井，为了防止发生套损，要求φ228.6mm钻头钻穿标准层后，再更换φ215.9mm钻头钻至井底，设计半径为25m，圆柱靶控制。由于井径的扩大，在位移大的井的降斜段更换大钟摆钻具后，降斜效果差，降斜率1.5-2°/100米，很大程度的影响了施工进度和中靶。钻井井眼的改变，给造斜段的定向施工和井眼轨迹控制增加了很大的难度。该技术可为油田老区“φ229mm圆柱靶区”定向井钻井施工提供重要依据和技术支撑，提高油田的整体开发效果。
二、技术研究
1.具体方案和思路：
主要采取2种方案。
方案1：定向后，使用Φ215.9mmPDC钻头1#198钻具组合配合Φ229mm随钻扩眼器，扩孔到标准层下50米。（在2支钻井队应用）
定向后，具体的钻具组合：
Φ215.9mmPDC钻头+Φ198稳定器+Φ159无磁钻铤×1根+Φ198稳定器+Φ159钻铤×1根+Φ198稳定器+Φ159钻铤×7根+Φ229mm随钻扩眼器+Φ127钻杆
方案2：定向后，使用Φ222mmPDC喷射钻头配合1#214稳定器，钻到标准层下50米。
定向后，具体的钻具组合：
Φ222mmPDC钻头+Φ214稳定器+Φ159无磁钻铤×1根+Φ214稳定器+Φ159钻铤×1根+Φ214稳定器+Φ159钻铤×7根
钻穿标准层后，使用1#Φ214稳定器的钻具组合，针对该钻具组合特点：在大位移井易增斜、降斜段不易降斜的规律，在降斜段，我们改进应用了Φ222mmPDC钻头+Φ178mm钻铤×2根+Φ159无磁钻铤×1根+Φ214稳定器+Φ159钻铤×1根+Φ214稳定器+Φ159钻铤×7根的降斜钻具组合。相同钻压下，增加了钟摆力，降斜率为4-4.5°/100米，使降斜效果比原大钟摆钻具得到了大大提高，保证了圆柱靶下靶的中靶要求。
2.对剖面设计优化：采用五段制剖面设计。
定向井设计是非常重要的环节。“好的设计是成功的一半”。因此，合理地设计好井身轨道，是定向井成功的保证。通过选择合适的井眼形状、井眼曲率、造斜井段长度、造斜点、稳斜段井斜角和入靶井斜角，结合地质要求，来进行优化设计。
由于Φ229mm井眼圆柱靶区定向井，靶半径的小（25米，正常情況下是30米）、进入目的层井斜的要求严格、又要满足防碰要求，根据Φ215.9mm井眼圆柱靶区定向井的规律及施工情况，我们优选了五段制“直-增-稳-降-稳”剖面设计。
3.钻具组合优化设计：在直、造、增、稳、降井段优化钻具组合。
由于区块、地质层位不同等原因，每个区块在定向井轨道控制中的井斜、方位变化规律也不同。我们对前期该区块Φ215.9mm井眼圆柱靶区定向井的规律及施工情况进行了分析，通过对施工过的区块进行统计，优选出适合本区块Φ229mm井眼圆柱靶区定向井的钻具组合，是提高定向井井眼轨道控制水平，提高钻井速度的有效手段。
定向结束后的井斜角达到设计最大井斜角，稳斜钻具以φ214螺扶及1#198配合Φ229mm随钻扩眼器为主体。根据φ229mm井眼φ214螺扶稳斜钻具的性能、Φ229mm随钻扩眼器及该区块定向井钻具组合的井斜、方位变化规律，优选了5套钻具组合。
稳斜钻具组合：
（1）Φ222PDC+Φ214螺扶+Φ159无磁钻铤×（18-20m）+Φ214螺扶+Φ159钻铤+Φ214螺扶+Φ159钻铤×（70-90m）+Φ127钻杆
（2）Φ222PDC+Φ214螺扶+Φ159无磁钻铤×（26-30m）+Φ214螺扶+Φ159钻铤+Φ214螺扶+Φ159钻铤×（70-90m）+Φ127钻杆
（3）Φ215PDC+Φ198螺扶+Φ159无磁钻铤+Φ198螺扶+Φ159钻铤+Φ198螺扶+Φ159钻铤×（70m-90m）+ Φ229mm随钻扩眼器+Φ127钻杆
降斜钻具组合：
（1）Φ215PDC+Φ159无磁钻铤+Φ159钻铤+Φ210螺扶+Φ159钻铤×（70m-90m）+Φ127钻杆
（2）Φ215PDC+Φ178无磁钻铤+Φ178钻铤+Φ214螺扶+Φ159钻铤×（70m-90m）+Φ127钻杆
在常规Φ215mm钻头配制的1#稳斜防卡钻具组合中的适当位置，加装Φ229mm随钻扩眼器，实现钻进过程中随钻扩眼，既保证轨迹控制又能使标准层以上井径≥229mm，满足了甲方设计要求，提高了钻井速度。
5.现场应用
以萨尔图油田高236-斜436定向井组为例，本定向井组共有2口井，井口排线真方位为32.578度，磁方位为42.778度，磁偏角10.2度，井口间距7米。
高236-斜436定向井组设计表
序
号 井 号 井口设计坐标 目的层设计坐标 目的层设计 完钻 垂深
（米）
纵（X） 横（Y） 纵（X） 横（Y） 磁方位
（度） 位移
（米） 中深
（米）
1 中62-斜E82 52842.01 21417.46 52796.00 21312.00 256.629 115.06 878 1011
2 高236-斜436 52847.91 21421.23 52828.00 21238.00 273.999 184.31 996.5 1250
从设计看，该井组井口间距近，只有7米，且井组各井之间目的层方位角相近，目的层圆柱靶、小半径控制。现场施工难度大。通过应用Φ229mm井眼圆柱靶定向井技术，制定了该定向井组防碰的施工方案，利用防碰和轨迹控制技术验证设计的可行性，确保了设计井眼和已钻井眼无相碰事故发生，并且顺利中靶。
通过对采油一厂中区Φ229mm井眼圆柱靶定向井技术的研究、应用，效果显著，覆盖了剩余101口定向井，达到了缩短钻进周期、结余钻井成本的目的。该技术适合大庆Φ229mm井眼圆柱靶定向井的钻井施工、井眼轨迹控制。
四、结论
1、Φ229mm井眼圆柱靶定向井在油气田开发后期将越来越广泛，建立起一套完善的Φ229mm井眼圆柱靶定向井鉆井技术十分重要。
2、应用Φ229mm随钻扩眼器，为Φ229mm井眼圆柱靶定向井施工提供了好思路。
3、落后控制实钻轨迹，适合Φ229mm井眼圆柱靶定向井轨迹控制。
4、根据大庆油田的实际，通过对剖面设计优化、钻具组合的优化、井眼轨迹控制、创新应用Φ229mm随钻扩眼器等一系列措施，建立起了一套较为完善的Φ229mm井眼圆柱靶区定向井钻井技术。
参考文献
[1] 苏义脑.2005. 水平井轨道控制.北京：石油工业出版社
[2] 刘希圣.1988. 钻井工艺原理（中、下）. 北京：石油工业出版社
作者简介：鞠楠楠，1983年生，2006年大庆职业学院石油工程专业毕业，现大庆钻井二公司15539责任技术员。
闫永恒，1984年生，2006年大庆职业学院石油工程专业毕业，现大庆钻井三公司15147副队长。
黄香胜，1982年生，2006年大庆职业学院石油工程专业毕业，现大庆钻井三公司15508责任技术员。
关键词：Φ229mm井眼 防碰 圆柱靶定向井
【分类号】：TG333.7
一、概述
大庆油田萨中密井网区块，防碰井多、井网密集。正常情况下，所钻井都是Φ215.9mm井眼，圆柱靶区定向井控制靶区半径为25米，已经形成了配套技术。油田处于开发中后期，井网密集，地面条件的限制，要求井距严格，各采油厂所布定向井也越来越多，为提高采收率，控制靶区半径已成为发展的必然趋势。采油一厂反馈的信息，套损井增加，层位在标准层附近。2012年5月，采油一厂对待钻定向井提出新要求：对于剩余的101口井，为了防止发生套损，要求φ228.6mm钻头钻穿标准层后，再更换φ215.9mm钻头钻至井底，设计半径为25m，圆柱靶控制。由于井径的扩大，在位移大的井的降斜段更换大钟摆钻具后，降斜效果差，降斜率1.5-2°/100米，很大程度的影响了施工进度和中靶。钻井井眼的改变，给造斜段的定向施工和井眼轨迹控制增加了很大的难度。该技术可为油田老区“φ229mm圆柱靶区”定向井钻井施工提供重要依据和技术支撑，提高油田的整体开发效果。
二、技术研究
1.具体方案和思路：
主要采取2种方案。
方案1：定向后，使用Φ215.9mmPDC钻头1#198钻具组合配合Φ229mm随钻扩眼器，扩孔到标准层下50米。（在2支钻井队应用）
定向后，具体的钻具组合：
Φ215.9mmPDC钻头+Φ198稳定器+Φ159无磁钻铤×1根+Φ198稳定器+Φ159钻铤×1根+Φ198稳定器+Φ159钻铤×7根+Φ229mm随钻扩眼器+Φ127钻杆
方案2：定向后，使用Φ222mmPDC喷射钻头配合1#214稳定器，钻到标准层下50米。
定向后，具体的钻具组合：
Φ222mmPDC钻头+Φ214稳定器+Φ159无磁钻铤×1根+Φ214稳定器+Φ159钻铤×1根+Φ214稳定器+Φ159钻铤×7根
钻穿标准层后，使用1#Φ214稳定器的钻具组合，针对该钻具组合特点：在大位移井易增斜、降斜段不易降斜的规律，在降斜段，我们改进应用了Φ222mmPDC钻头+Φ178mm钻铤×2根+Φ159无磁钻铤×1根+Φ214稳定器+Φ159钻铤×1根+Φ214稳定器+Φ159钻铤×7根的降斜钻具组合。相同钻压下，增加了钟摆力，降斜率为4-4.5°/100米，使降斜效果比原大钟摆钻具得到了大大提高，保证了圆柱靶下靶的中靶要求。
2.对剖面设计优化：采用五段制剖面设计。
定向井设计是非常重要的环节。“好的设计是成功的一半”。因此，合理地设计好井身轨道，是定向井成功的保证。通过选择合适的井眼形状、井眼曲率、造斜井段长度、造斜点、稳斜段井斜角和入靶井斜角，结合地质要求，来进行优化设计。
由于Φ229mm井眼圆柱靶区定向井，靶半径的小（25米，正常情況下是30米）、进入目的层井斜的要求严格、又要满足防碰要求，根据Φ215.9mm井眼圆柱靶区定向井的规律及施工情况，我们优选了五段制“直-增-稳-降-稳”剖面设计。
3.钻具组合优化设计：在直、造、增、稳、降井段优化钻具组合。
由于区块、地质层位不同等原因，每个区块在定向井轨道控制中的井斜、方位变化规律也不同。我们对前期该区块Φ215.9mm井眼圆柱靶区定向井的规律及施工情况进行了分析，通过对施工过的区块进行统计，优选出适合本区块Φ229mm井眼圆柱靶区定向井的钻具组合，是提高定向井井眼轨道控制水平，提高钻井速度的有效手段。
定向结束后的井斜角达到设计最大井斜角，稳斜钻具以φ214螺扶及1#198配合Φ229mm随钻扩眼器为主体。根据φ229mm井眼φ214螺扶稳斜钻具的性能、Φ229mm随钻扩眼器及该区块定向井钻具组合的井斜、方位变化规律，优选了5套钻具组合。
稳斜钻具组合：
（1）Φ222PDC+Φ214螺扶+Φ159无磁钻铤×（18-20m）+Φ214螺扶+Φ159钻铤+Φ214螺扶+Φ159钻铤×（70-90m）+Φ127钻杆
（2）Φ222PDC+Φ214螺扶+Φ159无磁钻铤×（26-30m）+Φ214螺扶+Φ159钻铤+Φ214螺扶+Φ159钻铤×（70-90m）+Φ127钻杆
（3）Φ215PDC+Φ198螺扶+Φ159无磁钻铤+Φ198螺扶+Φ159钻铤+Φ198螺扶+Φ159钻铤×（70m-90m）+ Φ229mm随钻扩眼器+Φ127钻杆
降斜钻具组合：
（1）Φ215PDC+Φ159无磁钻铤+Φ159钻铤+Φ210螺扶+Φ159钻铤×（70m-90m）+Φ127钻杆
（2）Φ215PDC+Φ178无磁钻铤+Φ178钻铤+Φ214螺扶+Φ159钻铤×（70m-90m）+Φ127钻杆
在常规Φ215mm钻头配制的1#稳斜防卡钻具组合中的适当位置，加装Φ229mm随钻扩眼器，实现钻进过程中随钻扩眼，既保证轨迹控制又能使标准层以上井径≥229mm，满足了甲方设计要求，提高了钻井速度。
5.现场应用
以萨尔图油田高236-斜436定向井组为例，本定向井组共有2口井，井口排线真方位为32.578度，磁方位为42.778度，磁偏角10.2度，井口间距7米。
高236-斜436定向井组设计表
序
号 井 号 井口设计坐标 目的层设计坐标 目的层设计 完钻 垂深
（米）
纵（X） 横（Y） 纵（X） 横（Y） 磁方位
（度） 位移
（米） 中深
（米）
1 中62-斜E82 52842.01 21417.46 52796.00 21312.00 256.629 115.06 878 1011
2 高236-斜436 52847.91 21421.23 52828.00 21238.00 273.999 184.31 996.5 1250
从设计看，该井组井口间距近，只有7米，且井组各井之间目的层方位角相近，目的层圆柱靶、小半径控制。现场施工难度大。通过应用Φ229mm井眼圆柱靶定向井技术，制定了该定向井组防碰的施工方案，利用防碰和轨迹控制技术验证设计的可行性，确保了设计井眼和已钻井眼无相碰事故发生，并且顺利中靶。
通过对采油一厂中区Φ229mm井眼圆柱靶定向井技术的研究、应用，效果显著，覆盖了剩余101口定向井，达到了缩短钻进周期、结余钻井成本的目的。该技术适合大庆Φ229mm井眼圆柱靶定向井的钻井施工、井眼轨迹控制。
四、结论
1、Φ229mm井眼圆柱靶定向井在油气田开发后期将越来越广泛，建立起一套完善的Φ229mm井眼圆柱靶定向井鉆井技术十分重要。
2、应用Φ229mm随钻扩眼器，为Φ229mm井眼圆柱靶定向井施工提供了好思路。
3、落后控制实钻轨迹，适合Φ229mm井眼圆柱靶定向井轨迹控制。
4、根据大庆油田的实际，通过对剖面设计优化、钻具组合的优化、井眼轨迹控制、创新应用Φ229mm随钻扩眼器等一系列措施，建立起了一套较为完善的Φ229mm井眼圆柱靶区定向井钻井技术。
参考文献
[1] 苏义脑.2005. 水平井轨道控制.北京：石油工业出版社
[2] 刘希圣.1988. 钻井工艺原理（中、下）. 北京：石油工业出版社
作者简介：鞠楠楠，1983年生，2006年大庆职业学院石油工程专业毕业，现大庆钻井二公司15539责任技术员。
闫永恒，1984年生，2006年大庆职业学院石油工程专业毕业，现大庆钻井三公司15147副队长。
黄香胜，1982年生，2006年大庆职业学院石油工程专业毕业，现大庆钻井三公司15508责任技术员。