怎样实施大斜度井

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1、怎样实施大斜度井提高剩余油钻遇率谢学明方琴摘要江汉油田近年来利用大斜度井技术在小构造油藏挖潜中，发挥了一定作用，但剩余油钻遇率大都在80%左右，没有达到充分挖潜增效的目的。木文着重从大斜度井的摩阻/扭矩等技术难点加以分析探讨，提出了钻井施工对策，总结了经验与教训，对今后进一步利用大斜度井技术开发边际油藏和提高井间剩余油钻遇率具有很好的指导作用。关键词大斜度剩余油钻遇率井眼轨迹控制江汉油田经过四十多年的开发，油藏分布状况发牛了很大变化，边际油藏，底水油藏，“水锥”油层，井间剩余油，难动用储量的开发难度越来越大。尤其是潜江凹陷受多期运动影响，各油组均有断层油藏，这些油组砂岩仍比较发育，在

2、断层高部位富集，呈条带状零星分布。怎样充分挖潜增效，最大限度的钻遇这些剩余油藏，提高采收率是江汉油田开发需求中日趋强烈解决的现实问题。针对这一现实问题，技术人员开展了许多研究工作，应用定向井、侧钻井、大斜度井、水平井等技术，特别是应用大斜度井技术进行开采，取得了明显的效果。该技术从优化地质方案和井眼轨迹入手，主要应用于江汉油田的非均质油藏中，如在薄油层和砂泥岩互层屮的应用，与直井和常规定向井相比，能增加井眼在剩余油藏中的长度，扩大泄油面积，提高采收率，具有单井产量高，含水上升速度慢等优点。同时，由于江汉油田地处鱼米之乡，江河、水渠、鱼塘、稻田甚多，地面井位难以确定，与农民打井征地的矛

3、盾日益突岀。因此，选择大斜度定向井井型能开采多个油层，实现一井代多井的目的，减少井场占地面积和坏境污染，这种井型的选择具有非常重要的现实意义。一大斜度井的技术难点1.摩阻/扭矩是大斜度井安全高效钻井的主要影响因素，是关系到大斜度井能否顺利钻达目的层的主要技术难点；2•井斜大，稳斜段长，井眼轨迹控制难；3•江汉油□］断层多，剩余油垂深不确定，地质导向不准，大斜度井钻遇剩余油层难;4.精确控制几千米的钻头在油层最佳位置穿行难，油层薄，地层倾角变化大，有时上翘或下倾，严重影响油层钻遇率。二大斜度井摩阻/扭矩的影响分析大斜度井的摩阻/扭矩对钻井安全施工存在较大的故障隐患。2006年打的沔50

4、井在2100m-4364m存在较大的摩阻，一般都在400〜500KN,发牛两次断钻具故障，故障损失时间202h,占生产时间的7%。陵91X井也是一口大斜度井，井斜角45°的井段为长裸眼稳斜段，发生井塌、岩屑床、卡钻、断钻具等多种复杂情况,处理故障复杂时间长达676h,占生产时间的37%。上述两口井均未钻达目的层，被迫提前完钻。因此，摩阻/扭矩是顺利完成大斜度井的主要影响因素，必须深入研究、分析、解决。摩阻/扭矩的影响因素按可预测的准确程度分为定量因素和定性因素。目前,可以定量计算的因素为重力、摩阻系数、测斜数据和钻柱变形；而只能定性分析的因素为岩屑床厚度、井眼缩径与坍塌、裸眼井壁岩石

5、的力学性质、泥饼厚度和压差等。1•重力与摩阻系数在正常条件下，钻柱承受的重力与摩阻是产生其轴向力/扭矩的内因。为了建立计算三维井眼中钻柱轴向力的通用模型，首先考虑两井眼轨迹测点之间的一个钻柱单元，建立轴向力和与其相关的因素Z间的关系式[l][2]o在推导过程屮,假设：（1）钻柱单元的曲率为常数；（2）钻柱轴线和井眼轴线重合，此假设隐含钻柱单元的曲率和井眼曲率相同；（3）两测点之间的井眼轨迹位于一个空间平面内；（4）钻柱的弯曲变形仍在弹性范围之内。在上述假设的基础上，经过推导与合理简化，可得：你+严Fai+（%cos%+儿九）L,⑴式中，Fai+1为钻柱单元上端的轴向力，N；Fai为

6、钻柱单元下端的轴向力，N；qci为单位长度钻柱在钻井液中的重量，N/m；aav为平均井斜角，rad；pa为轴向的摩擦系数或摩阻系数，无量纲；fn为由钻具重量、轴向力、井眼弯曲、钻柱弯曲和屈曲等产生的正压力，N/m；ALi为钻柱单元的长度，mo当钻柱提离井底并转动时，转盘扭矩由钻柱和井壁之间的摩阻产牛。当旋转钻进时，转盘扭矩由钻柱井壁间摩阻和钻头扭矩共同产生。扭矩的计算步骤和轴向力类似，计算过程中要先计算轴向力和正压力，然后再计算扭矩，单元上端的扭矩由下式计算：Mg△厶I2丿⑵式中，MTi+1为单元上端的扭矩，N-m；MTi为单元下端的扭矩，N-m；皿为钻具外壁圆周切向的摩擦系数或摩阻

7、系数，无量纲；Dtj为钻柱接头的外径，mo1.井眼几何形态井眼几何形态对钻井作业屮摩阻/扭矩有着重要的影响，通常以摩阻/扭矩最小为约束条件最优化井眼轨道设计，可选用的轨道类型包括常规三段制、悬链线、二次抛物线、双增剖面等。如果实钻井眼轨迹偏离了设计方案，那么就会直接影响到钻柱与井壁的接触状态，并造成摩阻系数的增大，进而导致钻井作业的摩阻/扭矩的增加。井眼弯曲程度越高，则摩阻/扭矩越大。3•裸眼井壁岩石的力学性质当井眼直径小于钻具接头时，即使差值（或过盈量）