牛建魁 李 剛 馬 凱 齊德源 孫文儀 喬月飛

(寧夏回族自治區(qū)煤炭地質(zhì)調(diào)查院,寧夏 750001)

1 MS01井軌跡設(shè)計(jì)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘和綜合研究決定，在排采直井MZ01西南側(cè)沿著6號(hào)煤層中部位置向東北方向?qū)嵤┧骄甅S01鉆進(jìn)，最終完成MZ01和MS01的對(duì)接連通。軌跡設(shè)計(jì)充分考慮重力場(chǎng)對(duì)該井產(chǎn)能的影響，也很好的利用鉆具自重解決水平段鉆進(jìn)拖壓?jiǎn)栴}，有利于井眼軌跡控制及精準(zhǔn)對(duì)接。合理設(shè)計(jì)靶前距，造斜段設(shè)計(jì)最大狗腿度為6.30°/30m，有利于井眼軌跡控制。井眼軌跡數(shù)據(jù)見表1，施工示意圖如圖1所示。

表1 MS01井設(shè)計(jì)剖面節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)表

圖1 施工示意圖

2 施工主要設(shè)備

根據(jù)井眼軌跡設(shè)計(jì)及施工需要主要配置設(shè)備見表2。

表2 主要設(shè)備

3 鉆具組合

鉆具組合以保證井下安全為主，盡量簡(jiǎn)化鉆具結(jié)構(gòu)。三開煤層鉆進(jìn)中馬達(dá)及其他鉆具禁止使用扶正器，鉆具組合見表3。

表3 鉆具組合

4 施工過程累計(jì)誤差分析

4.1 磁導(dǎo)向?qū)釉?/h3>

該技術(shù)施工是采用旋轉(zhuǎn)磁導(dǎo)向系統(tǒng)，由安裝于鉆頭部位的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)磁接頭、置于對(duì)接直井中的磁信號(hào)采集探管、地表數(shù)據(jù)接口箱和磁信號(hào)解析計(jì)算軟件組成，施工過程中有螺桿馬達(dá)帶動(dòng)鉆頭處強(qiáng)磁接頭旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生交變?nèi)斯?dòng)態(tài)磁場(chǎng)，探管接受動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)信號(hào)，通過數(shù)據(jù)接口箱及信號(hào)解析計(jì)算軟件解析出鉆頭和對(duì)接點(diǎn)的相對(duì)位置，最終引導(dǎo)鉆頭鉆向?qū)狱c(diǎn)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)接，其測(cè)量近靶點(diǎn)距離和方位，克服了在鉆探過程中測(cè)量產(chǎn)生累計(jì)誤差。

4.2 施工過程降低累計(jì)誤差措施

施工過程中累計(jì)誤差的產(chǎn)生是不可避免的，實(shí)鉆軌跡往往偏離設(shè)計(jì)軌跡，為了使得在對(duì)接過程中實(shí)際點(diǎn)與計(jì)算點(diǎn)盡量接近實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)接因而人為采取以下幾點(diǎn)降低誤差的措施。

(1)施工前對(duì)定向儀器返廠在特定無磁車間標(biāo)定；

(2)在MS01井施工采用最新地磁模型IGRF2020計(jì)算方位修正角，盡可能的減少施工過程的誤差累積；

(3)在水平井及對(duì)接直井鉆孔坐標(biāo)采用初測(cè)、復(fù)測(cè)；

(4)在直井、水平井直井段施工過程中采用單點(diǎn)間隔10～30m測(cè)斜，施工完采用多點(diǎn)儀器間隔10m一個(gè)測(cè)量點(diǎn)復(fù)測(cè)井眼軌跡數(shù)據(jù)。

4.3 施工過程中的井眼軌跡控制技術(shù)

煤層氣遠(yuǎn)端對(duì)接水平井在施工過程中井眼軌跡控制尤為關(guān)鍵，良好的井眼軌跡不僅是鉆井安全的保障也有利于精準(zhǔn)對(duì)接。

(1)直井段施工階段

煤層氣水平井施工對(duì)直井段的要求較高，如果直井段的水平位移過大，就不能按照設(shè)計(jì)的造斜率來施工，增加軌跡控制的難度和井下事故發(fā)生的可能性。施工過程中嚴(yán)格控制鉆壓，控制最大井斜角度不超過1.5°，在控制井斜不超標(biāo)的同時(shí)要采取微調(diào)整方位的方式控制視位移為負(fù)值可降低造斜段造斜率，降低造斜段施工難度。

(2)造斜段施工

在井深630m開始造斜鉆進(jìn)，根據(jù)實(shí)際情況采用滑動(dòng)鉆進(jìn)和復(fù)合鉆進(jìn)兩種方式施工，隨時(shí)調(diào)整井斜方位，在預(yù)計(jì)目標(biāo)儲(chǔ)層垂深沒有變化之前，井眼軌跡嚴(yán)格貼合設(shè)計(jì)軌跡鉆進(jìn)。造斜段井斜45°時(shí)，采取把鉆具倒置的措施預(yù)防鉆具加壓的困難很好控制了井眼軌跡。在穿越中間3號(hào)煤厚煤層時(shí)及時(shí)調(diào)整了鉆井泵排量及鉆壓參數(shù)防止了煤層坍塌，并且及時(shí)測(cè)量井斜、方位預(yù)測(cè)出井眼軌跡動(dòng)向防止了煤層段鉆進(jìn)過程中造斜率過低入靶時(shí)“打沉”。

(3)水平段施工

MS01井水平段設(shè)計(jì)800m，目標(biāo)煤層為6號(hào)煤層，入窗井斜85°，施工過程中嚴(yán)格控制水平段井斜不超90°，實(shí)鉆軌跡與設(shè)計(jì)軌跡左右相差2m，同時(shí)根據(jù)方位伽瑪數(shù)據(jù)判斷煤儲(chǔ)層夾干位置，確保了水平段煤層鉆遇率。

4.4 對(duì)接過程及數(shù)據(jù)

本次施工采用RMGS對(duì)接儀器施工,在鉆進(jìn)至距離對(duì)接點(diǎn)100m時(shí)(Landmark軟件計(jì)算距離)，起鉆下上述鉆具組合進(jìn)行鉆進(jìn)，直井現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)通技術(shù)人員將磁信號(hào)采集探管下入直井預(yù)定位置(根據(jù)直井套管數(shù)據(jù)、絞車計(jì)數(shù)及磁信號(hào)解析計(jì)算軟件測(cè)得磁場(chǎng)數(shù)據(jù))，水平井現(xiàn)場(chǎng)定向技術(shù)人員將測(cè)斜數(shù)據(jù)(井深、井斜、礠方位)發(fā)送對(duì)接技術(shù)人員，定向技術(shù)人員將工具面擺到360°，鉆具置于井底靜態(tài)測(cè)量，直井技術(shù)人員采集數(shù)據(jù)計(jì)算偏差反饋數(shù)據(jù)至水平井現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員，以此調(diào)整鉆頭方向，從而達(dá)到對(duì)接聯(lián)通。對(duì)接過程數(shù)據(jù)見表4。

表4 對(duì)接過程數(shù)據(jù)表