怎樣實施大斜度井

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1、怎樣實施大斜度井提高剩余油鉆遇率謝學(xué)明方琴摘要江漢油田近年來利用大斜度井技術(shù)在小構(gòu)造油藏挖潛中，發(fā)揮了一定作用，但剩余油鉆遇率大都在80%左右，沒有達到充分挖潛增效的目的。木文著重從大斜度井的摩阻/扭矩等技術(shù)難點加以分析探討，提出了鉆井施工對策，總結(jié)了經(jīng)驗與教訓(xùn)，對今后進一步利用大斜度井技術(shù)開發(fā)邊際油藏和提高井間剩余油鉆遇率具有很好的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞大斜度剩余油鉆遇率井眼軌跡控制江漢油田經(jīng)過四十多年的開發(fā)，油藏分布狀況發(fā)牛了很大變化，邊際油藏，底水油藏，“水錐”油層，井間剩余油，難動用儲量的開發(fā)難度越來越大。尤其是潛江凹陷受多期運動影響，各油組均有斷層油藏，這些油組砂巖仍比較發(fā)育，在

2、斷層高部位富集，呈條帶狀零星分布。怎樣充分挖潛增效，最大限度的鉆遇這些剩余油藏，提高采收率是江漢油田開發(fā)需求中日趨強烈解決的現(xiàn)實問題。針對這一現(xiàn)實問題，技術(shù)人員開展了許多研究工作，應(yīng)用定向井、側(cè)鉆井、大斜度井、水平井等技術(shù)，特別是應(yīng)用大斜度井技術(shù)進行開采，取得了明顯的效果。該技術(shù)從優(yōu)化地質(zhì)方案和井眼軌跡入手，主要應(yīng)用于江漢油田的非均質(zhì)油藏中，如在薄油層和砂泥巖互層屮的應(yīng)用，與直井和常規(guī)定向井相比，能增加井眼在剩余油藏中的長度，擴大泄油面積，提高采收率，具有單井產(chǎn)量高，含水上升速度慢等優(yōu)點。同時，由于江漢油田地處魚米之鄉(xiāng)，江河、水渠、魚塘、稻田甚多，地面井位難以確定，與農(nóng)民打井征地的矛

3、盾日益突岀。因此，選擇大斜度定向井井型能開采多個油層，實現(xiàn)一井代多井的目的，減少井場占地面積和壞境污染，這種井型的選擇具有非常重要的現(xiàn)實意義。一大斜度井的技術(shù)難點1.摩阻/扭矩是大斜度井安全高效鉆井的主要影響因素，是關(guān)系到大斜度井能否順利鉆達目的層的主要技術(shù)難點；2?井斜大，穩(wěn)斜段長，井眼軌跡控制難；3?江漢油□］斷層多，剩余油垂深不確定，地質(zhì)導(dǎo)向不準(zhǔn)，大斜度井鉆遇剩余油層難;4.精確控制幾千米的鉆頭在油層最佳位置穿行難，油層薄，地層傾角變化大，有時上翹或下傾，嚴(yán)重影響油層鉆遇率。二大斜度井摩阻/扭矩的影響分析大斜度井的摩阻/扭矩對鉆井安全施工存在較大的故障隱患。2006年打的沔50

4、井在2100m-4364m存在較大的摩阻，一般都在400?500KN,發(fā)牛兩次斷鉆具故障，故障損失時間202h,占生產(chǎn)時間的7%。陵91X井也是一口大斜度井，井斜角45°的井段為長裸眼穩(wěn)斜段，發(fā)生井塌、巖屑床、卡鉆、斷鉆具等多種復(fù)雜情況,處理故障復(fù)雜時間長達676h,占生產(chǎn)時間的37%。上述兩口井均未鉆達目的層，被迫提前完鉆。因此，摩阻/扭矩是順利完成大斜度井的主要影響因素，必須深入研究、分析、解決。摩阻/扭矩的影響因素按可預(yù)測的準(zhǔn)確程度分為定量因素和定性因素。目前,可以定量計算的因素為重力、摩阻系數(shù)、測斜數(shù)據(jù)和鉆柱變形；而只能定性分析的因素為巖屑床厚度、井眼縮徑與坍塌、裸眼井壁巖石

5、的力學(xué)性質(zhì)、泥餅厚度和壓差等。1?重力與摩阻系數(shù)在正常條件下，鉆柱承受的重力與摩阻是產(chǎn)生其軸向力/扭矩的內(nèi)因。為了建立計算三維井眼中鉆柱軸向力的通用模型，首先考慮兩井眼軌跡測點之間的一個鉆柱單元，建立軸向力和與其相關(guān)的因素Z間的關(guān)系式[l][2]o在推導(dǎo)過程屮,假設(shè)：（1）鉆柱單元的曲率為常數(shù)；（2）鉆柱軸線和井眼軸線重合，此假設(shè)隱含鉆柱單元的曲率和井眼曲率相同；（3）兩測點之間的井眼軌跡位于一個空間平面內(nèi)；（4）鉆柱的彎曲變形仍在彈性范圍之內(nèi)。在上述假設(shè)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過推導(dǎo)與合理簡化，可得：你+嚴(yán)Fai+（%cos%+兒九）L,⑴式中，F(xiàn)ai+1為鉆柱單元上端的軸向力，N；Fai為

6、鉆柱單元下端的軸向力，N；qci為單位長度鉆柱在鉆井液中的重量，N/m；aav為平均井斜角，rad；pa為軸向的摩擦系數(shù)或摩阻系數(shù)，無量綱；fn為由鉆具重量、軸向力、井眼彎曲、鉆柱彎曲和屈曲等產(chǎn)生的正壓力，N/m；ALi為鉆柱單元的長度，mo當(dāng)鉆柱提離井底并轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)盤扭矩由鉆柱和井壁之間的摩阻產(chǎn)牛。當(dāng)旋轉(zhuǎn)鉆進時，轉(zhuǎn)盤扭矩由鉆柱井壁間摩阻和鉆頭扭矩共同產(chǎn)生。扭矩的計算步驟和軸向力類似，計算過程中要先計算軸向力和正壓力，然后再計算扭矩，單元上端的扭矩由下式計算：Mg△厶I2丿⑵式中，MTi+1為單元上端的扭矩，N-m；MTi為單元下端的扭矩，N-m；皿為鉆具外壁圓周切向的摩擦系數(shù)或摩阻

7、系數(shù)，無量綱；Dtj為鉆柱接頭的外徑，mo1.井眼幾何形態(tài)井眼幾何形態(tài)對鉆井作業(yè)屮摩阻/扭矩有著重要的影響，通常以摩阻/扭矩最小為約束條件最優(yōu)化井眼軌道設(shè)計，可選用的軌道類型包括常規(guī)三段制、懸鏈線、二次拋物線、雙增剖面等。如果實鉆井眼軌跡偏離了設(shè)計方案，那么就會直接影響到鉆柱與井壁的接觸狀態(tài)，并造成摩阻系數(shù)的增大，進而導(dǎo)致鉆井作業(yè)的摩阻/扭矩的增加。井眼彎曲程度越高，則摩阻/扭矩越大。3?裸眼井壁巖石的力學(xué)性質(zhì)當(dāng)井眼直徑小于鉆具接頭時，即使差值（或過盈量）