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(華東石油工程公司 六普鉆井分公司，江蘇　鎮(zhèn)江　212003)

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加蓬A(yù)KONDO油田定向井鉆井實(shí)踐與認(rèn)識(shí)

劉純?nèi)?/p>

(華東石油工程公司 六普鉆井分公司，江蘇鎮(zhèn)江212003)

摘要：根據(jù)加蓬A(yù)KONDO油田WAKO-1井及WAKO-2井的施工情況，對(duì)三個(gè)開(kāi)次的鉆頭使用效果及井眼軌跡控制效果進(jìn)行了評(píng)估，并就該平臺(tái)后續(xù)井鉆頭選型及井眼軌跡優(yōu)化等提出了針對(duì)性的建議，將對(duì)提高鉆井時(shí)效，降低鉆井風(fēng)險(xiǎn)有一定的幫助。

關(guān)鍵詞：加蓬A(yù)KONDO油田；鉆頭優(yōu)選；井眼軌跡優(yōu)化

1施工概況

加蓬A(yù)KONDO油田是中國(guó)石化國(guó)勘公司在海外自行投資、由油氣勘探轉(zhuǎn)為油田開(kāi)發(fā)的典型項(xiàng)目。WAKO-1井及WAKO-2井均位于加蓬G4-188區(qū)塊AKONDO 油田WZ區(qū)東斷鼻帶構(gòu)造WAKO-PAD-1平臺(tái)，二口井井口相距10 m，均為雙靶點(diǎn)定向開(kāi)發(fā)井。2口井的施工慨況見(jiàn)表1。

2鉆頭使用效果評(píng)價(jià)與優(yōu)選

2.1一開(kāi)444.5 mm鉆頭使用情況

WAKO-1井及WAKO-2井一開(kāi)均使用江鉆生產(chǎn)的GAT435G鑲齒鉆頭，配合塔式鉆具的技術(shù)方案進(jìn)行防斜、快速鉆進(jìn)。

表1　二口定向井施工概述

一開(kāi)淺層段地層帶有礫巖層，采用低鉆壓鉆進(jìn)。中間適當(dāng)強(qiáng)化鉆井參數(shù)；后期為了在定向造斜前保證井眼垂直，采取輕壓吊打方式。2口井一開(kāi)的鉆頭使用情況見(jiàn)表2。

表2　一開(kāi)鉆頭性能參數(shù)表

SAWZ-3、 SAWZ-4、 SAWZ-5是鄰近WEZE油田的3口井，其一開(kāi)鉆頭使用情況見(jiàn)表3。

表3　臨井一開(kāi)機(jī)械鉆速對(duì)比表

由表2和表3可以看出，采用 GAT435G鉆頭機(jī)械鉆速比 GA515G鉆頭機(jī)械鉆速高。 建議后期開(kāi)發(fā)井一開(kāi)采用GAT435G鉆頭。

2.2二開(kāi)311.1 mm鉆頭使用情況

WAKO-1井與WAKO-2井二開(kāi)共使用鉆頭兩只，一只為江鉆生產(chǎn)的 HJ437牙輪鉆頭，主要用于打水泥塞和附件，另一只為 PDC鉆頭，主要用于鉆進(jìn)新井眼。

WAKO-1井2# HJ437 鉆頭主要用于鉆水泥塞及附件，鉆新地層5 m，為二開(kāi)地層漏失實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。 所鉆井段455～460 m，鉆頭總進(jìn)尺5 m，純鉆時(shí)間1.5 h，平均機(jī)械鉆速3.33 m/h。起出鉆頭基本沒(méi)有磨損，無(wú)斷齒現(xiàn)象，軸承密封良好。

3# M1653鉆頭(BEST)所鉆井段 460～1 467 m，鉆頭總進(jìn)尺 1 007m，純鉆時(shí)間227.25 h，平均機(jī)械鉆速 4.43 m/h。該只鉆頭成功實(shí)現(xiàn)了單只鉆頭完成二開(kāi)井段增斜、穩(wěn)斜、降斜的目標(biāo)。

WAKO-2井2# HJ437鉆頭(江鉆)主要用于鉆水泥塞及附件，鉆新地層4 m，為二開(kāi)地層漏失實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。 所鉆井段410～414 m，鉆頭總進(jìn)尺4 m，純鉆時(shí)間1 h，平均機(jī)械鉆速4 m/h。起出鉆頭基本沒(méi)有磨損，無(wú)斷齒現(xiàn)象，軸承密封良好。

WAKO-2井3# SI616MBPX 鉆頭(Smith)所鉆井段 414～1 672 m，鉆頭總進(jìn)尺 1 258 m，純鉆時(shí)間180 h，平均機(jī)械鉆速6.99 m/h。該只鉆頭成功實(shí)現(xiàn)了單只鉆頭完成二開(kāi)井段增斜、穩(wěn)斜的目標(biāo)。

2口井二開(kāi)的鉆頭使用情況見(jiàn)表4。

表4　二開(kāi)鉆頭性能參數(shù)表

二開(kāi)鉆頭使用情況與鄰井對(duì)比分析見(jiàn)表5。

表5　臨井二開(kāi)鉆頭使用情況對(duì)比表

由表4和表5可以看到，二口開(kāi)發(fā)井二開(kāi)均使用單只鉆頭完成了定向目的，減少了起下鉆更換鉆頭的時(shí)間，有效縮短了鉆井周期。但是WAKO-1井二開(kāi)平均機(jī)械鉆速4.43 m/h，明顯低于鄰井機(jī)械鉆速，主要原因在于：①鄰井采用旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方式，解放了鉆壓；②WAKO-1井在有限的井段內(nèi)以高狗腿度連續(xù)增斜和降斜，基本采用滑動(dòng)鉆進(jìn)方式，從460 m開(kāi)始一直到二開(kāi)中完井深1 467 m，滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)間占74%，滑動(dòng)平均鉆速3.33 m/h，這就導(dǎo)致整個(gè)二開(kāi)井段平均機(jī)械鉆速偏低。

WAKO-2井二開(kāi)機(jī)械鉆速明顯高于WAKO-1井機(jī)械鉆速，主要原因在于WAKO-2井二開(kāi)整個(gè)開(kāi)次采用旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方式，解放了鉆壓；再就是Smith的六刀翼PDC鉆頭相比Best五刀翼鉆頭更適合于砂泥巖互層地層。

建議： ①M(fèi)1653(PDC)鉆頭及Smith 產(chǎn)SI616MBPX單只進(jìn)尺分別為1 007 m和1 258 m，單只鉆頭一趟鉆完成了造斜、穩(wěn)斜、降斜段的鉆進(jìn)，鉆頭磨損程度較低，減少了起下鉆換鉆頭的時(shí)間，提高了鉆井時(shí)效，降低了鉆井風(fēng)險(xiǎn)，建議后續(xù)開(kāi)發(fā)井繼續(xù)使用該類型鉆頭鉆進(jìn)二開(kāi)井段。②在井身結(jié)構(gòu)允許時(shí)，二開(kāi)井段采用同型號(hào)的PDC鉆頭、POWER DRIVE旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具和MWD組合鉆進(jìn)，至少可縮短本開(kāi)次鉆井周期60%以上，大大節(jié)約鉆井成本，縮短鉆井周期。

2.3三開(kāi)215.9 mm鉆頭使用情況

WAKO-1井三開(kāi)共使用1只鉆頭，型號(hào)為BEST生產(chǎn)的M1655鉆頭，該P(yáng)DC鉆頭配合POWER DRIVE旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)和MWD組合旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，取得了良好的效果。

WAKO-2井三開(kāi)共使用4只鉆頭，型號(hào)分別為 BEST的M1655鉆頭、江鉆的ZS1652SGD、Smith的MDSi713UBPX及江鉆的HJ517牙輪鉆頭，由于三開(kāi)鉆頭選型存在問(wèn)題，導(dǎo)致整體機(jī)械鉆速較慢，影響了施工周期。

WAKO-1井4# M1655鉆頭(BEST)所鉆井段1 467～2 024 m，鉆頭總進(jìn)尺557 m，純鉆時(shí)間91.5 h，平均機(jī)械鉆速6.09 m/h。實(shí)現(xiàn)單只鉆頭一次鉆穿三開(kāi)井段。

WAKO-2井三開(kāi)使用鉆頭4只，全段總進(jìn)尺1 097 m，純鉆時(shí)間385.25 h，平均機(jī)械鉆速2.85 m/h。

2口井三開(kāi)的鉆頭使用情況見(jiàn)表6。

表6　三開(kāi)鉆頭性能參數(shù)表

通過(guò)表6可以得出以下建議： 1)M1655(PDC)鉆頭單只進(jìn)尺分別為557 m和538 m，單只鉆頭可以完成穩(wěn)斜、降斜段的鉆進(jìn)，且鉆頭磨損程度較低，建議后續(xù)開(kāi)發(fā)井三開(kāi)上部井段繼續(xù)使用該類型鉆頭。2)針對(duì)三開(kāi)下部以頁(yè)巖為主的地層，通過(guò)使用Smith極研磨MDSi713UBPX鉆頭發(fā)現(xiàn)效果不明顯，建議在后續(xù)井施工中可以嘗試使用牙輪鉆頭配合POWER DRIVE 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)和 MWD組合旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。

3井眼軌跡控制與施工分析

3.1施工情況

WAKO-1井二開(kāi)造斜段最大全角變化率為 5.37°/30 m，最大井斜角 49.07°/883.26 m；降斜段最大全角變化率4.11°/30 m。由于該井為雙目標(biāo)井，靶點(diǎn)間位移差異大，而靶點(diǎn)間垂直距離很短，因此在311.1 mm井眼施工時(shí)，除了最后一柱外，幾乎全部采用 MWD滑動(dòng)鉆進(jìn)全力增斜或降斜，剛出套管鞋22 m 就開(kāi)始控時(shí)滑動(dòng)鉆進(jìn)全力增斜，達(dá)到最大井斜角后即轉(zhuǎn)入全力降斜滑動(dòng)鉆進(jìn)，井斜角由883 m處的49.07°降低到1 369 m處的 4.26°，全井段大井眼的滑動(dòng)鉆進(jìn)造成機(jī)械鉆速很低，嚴(yán)重影響了鉆井效率。

WAKO-2井在418 m處造斜定向鉆進(jìn)，在1 012.22 m處達(dá)到本井最大井斜51.88°，之后開(kāi)始穩(wěn)斜至二開(kāi)中完井深1 672 m，二開(kāi)技術(shù)套管下至1 669.8 m。三開(kāi)出套管16m后就開(kāi)始降斜，在2 007.18 m降至33.03°，之后開(kāi)始穩(wěn)斜。最后下入牙輪鉆頭及簡(jiǎn)單組合，開(kāi)始增斜。WAKO-2井井身剖面為：直-增-穩(wěn)-降-穩(wěn)-增。由于井身剖面不合理，導(dǎo)致起下鉆困難，多次出現(xiàn)復(fù)雜情況。電測(cè)困難，無(wú)法測(cè)量井徑，為后續(xù)固井作業(yè)帶來(lái)極大困難。

3.2鉆進(jìn)中存在的問(wèn)題和施工難點(diǎn)

1)在二、三開(kāi)井段鉆進(jìn)以及劃眼過(guò)程中，扭矩很高。井下扭矩一般在13～20 kN·m，超出正常扭矩值7～9 kN·m。

2)滑動(dòng)鉆進(jìn)中托壓嚴(yán)重，每鉆進(jìn)0.5～1 m，需要大范圍活動(dòng)鉆具，才能勉強(qiáng)恢復(fù)滑動(dòng)鉆進(jìn)。

3)滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)間長(zhǎng)，平均占二開(kāi)鉆進(jìn)時(shí)間的 74%。特別是進(jìn)入 1 021 m后，在有限的控制井段內(nèi)，為了保證降斜及中靶要求，需要100%滑動(dòng)鉆進(jìn)，這也是WAKO-1井二開(kāi)井段機(jī)械鉆速比較低的主要原因。WAKO-2井二開(kāi)、三開(kāi)井段全部為旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，釋放了鉆壓，機(jī)械鉆速大大提高。

3.3原因分析

1) WAKO-1井采用雙大曲率五段制軌跡設(shè)計(jì)，井眼軌跡呈“S”型，施工難度很大。

2)底部鉆具組合剛性大、長(zhǎng)度較長(zhǎng)。

鉆具組合為：311.1 mm PDC鉆頭+244.5 mm螺桿(1.5°)+ 203 mm浮閥+ 304.8 mm短接+203 mm 短無(wú)磁鉆鋌+ 210 mm MWD+203 mm無(wú)磁鉆鋌+203 mm鉆鋌×5根+ 203 mm 震擊器+203 mm 鉆鋌×2根+轉(zhuǎn)換接頭+127 mm加重鉆桿×15根+127 mm鉆桿。

鉆進(jìn)至1 021 m后，需要180°反扣全力降斜，造成剛性較強(qiáng)的底部鉆具貼井壁，托壓現(xiàn)象非常嚴(yán)重，不僅影響鉆井速度和鉆井時(shí)效，而且極易造成卡鉆。

底部定向鉆具組合全長(zhǎng)108.73 m，鉆鋌尺寸為203 mm，鉆具剛性大且井淺，可用增斜和降斜井段過(guò)短，要求有很高的增斜率和降斜率，在曲率較大井段，容易托壓，不僅大大影響鉆井速度，還嚴(yán)重威脅鉆具安全。

3.4鉆井措施

1)綜合利用鉆井和泥漿配套措施，鉆進(jìn)過(guò)程中及時(shí)上提鉆具檢查摩阻，鉆完一個(gè)立柱認(rèn)真劃眼并泵入1～2方高粘泥漿。

2)結(jié)合使用液體和固體潤(rùn)滑劑，改善鉆井液潤(rùn)滑性，降低摩阻，在電測(cè)和下套管前，為了保證作業(yè)順利，需要打入含液體和固體潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑封閉漿。

3)加強(qiáng)泥漿性能的調(diào)整和維護(hù)，特別是抑制性、護(hù)壁性和泥餅質(zhì)量。

4)可行時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，降低機(jī)械應(yīng)力造成的摩阻。

4結(jié)論及建議

1)通過(guò)優(yōu)選鉆頭，可實(shí)現(xiàn)單只鉆頭完成增斜、穩(wěn)斜、降斜的目標(biāo)，在井身結(jié)構(gòu)允許時(shí)，配合 POWER DRIVE 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進(jìn)，可縮短鉆井周期，節(jié)約鉆井成本。

2)進(jìn)一步優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建議設(shè)計(jì)為三段式軌跡，減少穩(wěn)斜段，留足增斜、降斜段空間。

3)鉆具組合中過(guò)多使用鉆鋌導(dǎo)致鉆具組合剛性過(guò)強(qiáng)，扭方位困難，同時(shí)托壓嚴(yán)重，影響機(jī)械鉆速，建議使用加重鉆桿替換鉆鋌。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳庭根，管志川.鉆井工程理論與技術(shù)[M].東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2005.

[2]韓志勇.定向鉆井設(shè)計(jì)與計(jì)算[M].東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2007.

[3]趙金洲，張桂林.鉆井工程技術(shù)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2011.

[4]高德利，劉希圣，徐秉業(yè)．井眼軌跡控制[M].東營(yíng)：石油大學(xué)出版社，1994.

Practice and Understanding of Directional Well Drilling in GABON AKONDO Oilfield

LIU Chun-ren

(Liupu Drilling Branch, East China Petroleum Engineering Co., Zhenjiang 212003, Jiangsu, China)

Abstract:With the successive finished drilling of well WAKO-1 and well WAKO-2 in Gabon AKONDO oilfield，the AKONDO oilfield was put into business development. According to the actual construction of the two wells, this paper proceeds with the real drilling analysis of the evaluation of three times bit use effect and the selection and well path control from three aspects. At the same time, by comparing with the nearby wells, the paper analyzes the problems in the drilling, and puts forward the corresponding proposals for the subsequent wells in the same pad in the bit type selection and borehole trajectory optimization etc. Those proposals will improve the drilling time efficiency and decrease drilling risks.

Key words:Gabon AKONDO oilfield; bit optimization; borehole trajectory optimization

中圖分類號(hào)：TE242

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1008-9446(2016)01-0012-04

作者簡(jiǎn)介：劉純?nèi)?1985-)，男，山東省臨清市人，華東石油工程公司六普鉆井分公司工程師，碩士，主要從事鉆井技術(shù)研究。

收稿日期：2015-08-30