叢式井防碰繞障技術(shù)的應(yīng)用于發(fā)展

1、 叢式井防碰繞障技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展摘要：由于開(kāi)發(fā)需要以及外部條件限制，近年來(lái)的防碰繞障井口數(shù)逐漸增加，本文根據(jù)近幾年的教訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)分析出了一套現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的防碰繞障技術(shù)措施，包括井身設(shè)計(jì)、井組排序及一些新軟件的應(yīng)用。并用于今年57口井中，取得了明顯的效果。 近年來(lái)，隨著油田勘探開(kāi)發(fā)的進(jìn)展，井網(wǎng)逐漸加密，陜、甘、寧地區(qū)的油井，受地理?xiàng)l件的限制，大多采用叢式井開(kāi)發(fā)。由于井口距離較近，在鉆進(jìn)過(guò)程中容易發(fā)生軌跡相碰事故，給鉆井生產(chǎn)帶來(lái)大損失。我們吸取了前幾年的教訓(xùn)，應(yīng)用和發(fā)展了一批工藝技術(shù)措施，彌補(bǔ)了這一方面的不足，大大提高了井下安全，達(dá)到了安全施工的目的。 一、問(wèn)題的提出 近幾年來(lái)，我處一直在安塞、靖

2、東、靖吳油田打井，安塞油田屬于開(kāi)發(fā)中期，需要加密井網(wǎng)，提高產(chǎn)量，故調(diào)整井?dāng)?shù)量較多，一般都在老井場(chǎng)施工，防碰繞障是一個(gè)大問(wèn)題；靖東、靖吳屬于開(kāi)發(fā)初期，在評(píng)價(jià)井打完之后往往要在老井場(chǎng)重新布井，更要考慮防碰問(wèn)題，另一方面，由于是叢式井開(kāi)發(fā)，在施工過(guò)程中，由于直井段打斜，發(fā)生兩井相碰的幾率增加，下表是近幾年相碰事故的統(tǒng)計(jì)：（表1） 年份 96 97 98事故次數(shù) 2 2 2報(bào)廢進(jìn)尺（米） 1000 500 600 由于相碰事故的發(fā)生，一般都造成填井側(cè)鉆，給井隊(duì)帶來(lái)了重大損失，因此，如何采取各項(xiàng)技術(shù)措施，防止此類事故的發(fā)生，是我們要立即解決的問(wèn)題。 二、現(xiàn)場(chǎng)分析及技術(shù)措施的應(yīng)用： 針對(duì)這幾年的總結(jié)分析，

3、發(fā)現(xiàn)防碰繞障最關(guān)鍵的是提前作好設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)。從理論上講，離開(kāi)障礙物井相當(dāng)容易，但在實(shí)際施工中，由于實(shí)鉆井眼軸線與設(shè)計(jì)井眼軸線總有一定差距，在加上兩井的測(cè)斜和計(jì)算上的誤差，就有可能出現(xiàn)計(jì)算上不相碰而實(shí)際上相碰的結(jié)果，我們已有好幾起這樣的先例，所以，繞障井與障礙井之間需要保持一定的安全距離。剖面實(shí)際原則是：根據(jù)繞障井與障礙井已知條件可求出總水平位移和方位扭轉(zhuǎn)角，再利用二維剖面設(shè)計(jì)方法暫求各井段長(zhǎng)度及扭方位作業(yè)的有關(guān)數(shù)據(jù)，最后，對(duì)上述二維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，就可得出現(xiàn)場(chǎng)所用數(shù)據(jù)。繞障設(shè)計(jì)時(shí)大多采用此方法，這里不再詳述。下面詳細(xì)介紹現(xiàn)場(chǎng)中所應(yīng)用的幾種技術(shù)措施： (一) 、對(duì)繞障造斜點(diǎn)用高差法和變方位法進(jìn)行

4、選擇。造斜點(diǎn)的選擇對(duì)繞障有至關(guān)重要的作用，選擇過(guò)高，則繞障容易，后面井眼軌跡不好控制；選擇過(guò)低，則不能完成繞障作業(yè)?，F(xiàn)場(chǎng)最好的要求效果是盡量減少螺桿的下入次數(shù)，希望繞障造斜后，在下面井眼中不再使用動(dòng)力鉆具扭方位，而是通過(guò)調(diào)整鉆井參數(shù)，達(dá)到預(yù)期目的。在考慮到這一方面因素后，高差法和變方位法比較適合應(yīng)用。高差法就是利用垂直距離的差距影響水平位移的大小，從而達(dá)到繞障目的。根據(jù)繞障井與障礙井之間的距離，再綜合繞障井與障礙井的實(shí)際軌跡，選擇合理的繞障點(diǎn)，并對(duì)繞障之后的井斜與方位進(jìn)行控制和預(yù)算，保證達(dá)到施工目的。在20127隊(duì)承鉆的東75-19井組中，下圖為正常竟號(hào)排列順序，由于東76-19井是一口老井，

5、位于大門方向正前方，且與第一口井東75-19的距離只有29.05米,到東77-19井時(shí)與老井井口距離為16.97米,切設(shè)計(jì)方位相近,根據(jù)東76-19井的測(cè)斜情況，如果按常規(guī)實(shí)際造斜點(diǎn)，則兩口井的最近距離在兩米內(nèi)，必須上移造斜點(diǎn)，這樣才能保證繞障成功，設(shè)計(jì)在180米開(kāi)始定向繞障，在300米時(shí)兩口井距離已達(dá)32.08米,順利繞過(guò)障礙井。下圖是整個(gè)井組的排序圖：（圖1） 變方位法就是改變繞障井的軌跡方向，從而達(dá)到繞開(kāi)障礙井。在叢式井施工中發(fā)現(xiàn)，由于直井段鉆井參數(shù)選用不合適，或者舅斜鉆具不能發(fā)揮其作用，就會(huì)引起直井段井斜偏大，如果偏斜的距方向朝前大門方向或與下口井偏斜方向靠近，就必須采取防碰繞障措施，

6、運(yùn)用井下動(dòng)力鉆具可達(dá)到改變其方向的目的。我處承鉆的塞148井組正常排序圖如下：（圖2） 按正常施工，應(yīng)該先打北29-25井，由于其他原因，必須先打第二口井北29-26，在該井施工過(guò)程中直井段井斜較大，且正好偏向了北29-25的施工方向，測(cè)斜數(shù)據(jù)如表2，第二口井施工時(shí)表層井斜較小（具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2），照此趨勢(shì)預(yù)算下去有相碰的可能性，根據(jù)這種情況，制定了如下的繞障措施：（1）從180200米螺桿調(diào)整軌跡趨勢(shì)3根，調(diào)整方位50到80度；（2）起出螺桿后用鐘擺鉆具組合鉆進(jìn)，到井深390米時(shí)定向施工。實(shí)際施工中方位改變50度，達(dá)到預(yù)定目的。從圖（3）防碰圖上可以看出，第二口井從井深180米改變了軌跡方向，

7、繞開(kāi)了北29-26井。 表2 北29-26井 北29-25井測(cè)深井斜方位垂深位移測(cè)深井斜方位垂深位移400.810400.28350.6338350.18760.6335760.71700.590700.461120.8320111.91.11800.3105800.481570.2260156.91.361141.01261140.602022230201.91.641480.801471.142513.9201250.93.11830.73151821.262984.4189297.85.842200.2802191.533464.7182345.69.242571.01652561.61

8、3934.0189392.512.632941.81502931.614412.9190440.415.483321.31453312.26 圖3 二、對(duì)叢式井排序做整體上的調(diào)整和改動(dòng)：在現(xiàn)場(chǎng)施工中，經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況，原來(lái)的老井場(chǎng)已經(jīng)布滿叢式井，現(xiàn)在又要添加叢式井組，這就不得不考慮防碰繞障問(wèn)題，要充分考慮到老井的井眼軌跡和中靶位置，這樣才能做到安全繞障目的；另一種情況，由于障礙井的軌跡方向使得下一口正常排序井不能施工，也可以考慮重新布置井序，然后進(jìn)行施工。通常采用雙排序法和改變?cè)判蚍ㄟM(jìn)行設(shè)計(jì)。雙排序法就是考慮到原老井組的情況，如果按以前的大門方向前拖受場(chǎng)地限制，不能進(jìn)行作業(yè)，在對(duì)老井眼軌跡

9、進(jìn)行分析和計(jì)算后，根據(jù)繞障原則，設(shè)計(jì)成雙排井。圖4是d71-21井組的防碰圖，老井場(chǎng)原有三口井，分別是d72-21,d70-21,d71-21,由于井場(chǎng)限制，設(shè)計(jì)成雙排井，而且老井位于大門方向前方，具體方位見(jiàn)防碰圖，新井施工次序是d70-22,d71-22,d72-22(未標(biāo)出)，施工第一口井時(shí)，為防止直井段朝前大門方向傾斜，給d71-22井的繞障施工增加難度，故提高造斜點(diǎn)，在250米定向，同時(shí)也繞開(kāi)了d72-21井，第二口井施工時(shí)難度更大，為繞開(kāi)兩口井d71-21和d70-21，制定了如下措施：（1）井深150米繞障，朝方位65°±5°定向，初始井斜取10

10、76;；（2）繞過(guò)d71-21障礙后下入強(qiáng)增斜鉆具鉆進(jìn)至400米；（3）400米以后下入鐘擺鉆具降斜至650米，從而饒過(guò)了d70-21井，順利完成了繞障。（4）在650米以后定向，完成了本井的施工。最后一口井前拖距離如果小，從圖4可看出無(wú)法繞障施工，故前拖29米，饒過(guò)了防碰圈，減少了施工難度。今年實(shí)行雙排序的有四個(gè)井組，由于整個(gè)井組井口數(shù)增加，給繞障施工造成了一定難度。采用布井前提前預(yù)測(cè)，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘探，鉆進(jìn)過(guò)程中及時(shí)對(duì)軌跡情況進(jìn)行跟蹤，達(dá)到了預(yù)期目的。 圖4 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)跟蹤，如有必要，亦需要對(duì)原井組布井做重新的調(diào)整，否則增加施工難度，給繞障造成困難。以塞34-25井組為例，正常施工順序如

11、圖5，但第一口井施工完后，根據(jù)測(cè)斜數(shù)據(jù)預(yù)算，如果按老順序打塞34-26，繞障難度大，且不一定成功，針對(duì)次種情況，決定先打第三口井，由圖6的防碰圖上可看出，塞34-26井順利完成了施工目的。 圖5 圖6 具體的測(cè)斜數(shù)據(jù)見(jiàn)表3 塞34-25 塞34-24 塞34-26測(cè)深井斜方位測(cè)深井斜方位測(cè)深井斜方位0000000001015110601120501.125050510096175792260762.21031247325880.82601282.210314311.5321980.91471651.5901661431210731582331.29020514.53141267.5145243

12、125525214.530913691402624.22353091430214511136三、其他技術(shù)措施的應(yīng)用:隨著近幾年來(lái)繞障井的不斷增多，在防碰繞障程序上做了一些改進(jìn)，前幾年一直應(yīng)用鉆采院編寫的防碰圖，由于井隊(duì)所用計(jì)算機(jī)原因，運(yùn)行速度慢，而且不能直觀顯示井底情況，以至于耽誤時(shí)間。在采用原程序優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，重新編寫了一套定向井軟件，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況良好，能較準(zhǔn)確地反映真實(shí)情況，特別是在防碰繪制方面，能直觀地進(jìn)行跟蹤和預(yù)測(cè)； 同時(shí)，還積極利用設(shè)備本身優(yōu)勢(shì)，今年有4臺(tái)13型鉆機(jī)用于生產(chǎn)，屬于車背鉆機(jī)，在其所承鉆的招3-11井組中，有5口叢式井，到第五口井招2-11井時(shí)，由于井場(chǎng)限制，前拖距離太

13、短，不能實(shí)施繞障作業(yè)。這時(shí)充分考慮到車背鉆便與靈活移動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，將鉆機(jī)移動(dòng)到井場(chǎng)一個(gè)合適位置，既解決了井場(chǎng)小的問(wèn)題，又為防碰繞障準(zhǔn)備了前提條件，使得其能順利施工；在叢式井拖距問(wèn)題上，制定了嚴(yán)格的前拖距離最近限度，保障井與井之間的安全距離，使后面繞障施工更容易進(jìn)行；為解決叢式井直井段的防斜問(wèn)題，大膽引用水平井防斜打直的塔式鉆具結(jié)構(gòu)，這些都收到了明顯的效果。四、成果分析幾預(yù)測(cè)：九九年度，我處共鉆防碰繞障井57口，由于措施得當(dāng)，未發(fā)生套管相碰事故。同時(shí)大力推廣該項(xiàng)技術(shù)，可以合并井場(chǎng)，減少鉆前征地費(fèi)用?，F(xiàn)在就經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)如下：1、 九九年度共鉆防碰繞障井57 口，未發(fā)生套管相碰事故，按有相碰事故發(fā)生計(jì)算

14、，可減少報(bào)廢進(jìn)尺800米，每米按成本 640 元計(jì)算，可節(jié)省成本 51.2 萬(wàn)元。2、全年由于防碰繞障井口數(shù)增多，少征井場(chǎng)12個(gè)，每個(gè)井場(chǎng)按3.6畝計(jì)算，少征地43.2 畝，每畝按33032.38 元計(jì)算，可節(jié)省成本142.7萬(wàn)元。五、取得的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)：由于今年繞障井?dāng)?shù)增多，在施工中我們發(fā)現(xiàn)：1、 繞障前的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)工作很重要，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)可得出最合理得繞障設(shè)計(jì)方案，減少動(dòng)力鉆具入井次數(shù)；2、 繞障點(diǎn)選擇是關(guān)鍵，叢式井的拖距是饒障的前提條 件，必須在以后的工作中使其規(guī)范化；3、 應(yīng)加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理匯集工作，進(jìn)一步作好測(cè)斜數(shù)據(jù)收集工作；4、 對(duì)整個(gè)叢式井組，應(yīng)加強(qiáng)正常的井組排序，減少施工難度。叢式定向井組全員防碰措施為了確保鉆井工程質(zhì)量，搞好定向井防碰，徹底杜絕兩井相碰重大事故，特制定以下全員防碰措施，要求貫徹落實(shí)。1、拖井時(shí)，相鄰兩井井口距4米，如條件許可應(yīng)盡可能大一些。2、隊(duì)長(zhǎng)或副隊(duì)長(zhǎng)全面負(fù)責(zé)監(jiān)督落實(shí)各崗位措施的執(zhí)行情況。3、工程技術(shù)員制定合理的鉆井參數(shù)和鉆具組合，防斜打直、控制直井段井斜不超標(biāo)，叢式井直井段測(cè)點(diǎn)間距不超過(guò)30米，如有相碰超勢(shì)加密測(cè)點(diǎn)，及時(shí)跟蹤做好防碰預(yù)算和防碰圖，當(dāng)兩井距2米時(shí)停鉆報(bào)技術(shù)