大位移水平井钻井工艺技术在南苏丹3/7区PP-29H井的应用

袁楠（中国石油集团长城钻探工程公司，北京 100101）

随着国内水平井钻完井技术的成熟，水平井技术在国内快速发展，目前国内年施工水平井数量在1000口以上，水平井的效果也被油田公司所认可，该技术可以实现少井高产、提高采收率、降低区块开发成本的目的。

水平井技术服务作为高技术、高收益的服务领域，长期被西方油田服务公司垄断。第一口水平井PP-29H在苏丹3/7区的顺利完成，实现了油藏钻遇率在90%以上，钻井周期短、效率高。中国石油钻探企业的技术能力得到了甲方的认可。

1 PP-29H水平井地质设计概况

PP-29H水平井位于苏丹3/7区Palogue区块，油藏埋深在1300m-1400m之间，地层倾角1.5-3度，目的层厚度在40-50m之间，完钻150井次，其中水平井14口，共投产130口，累计日产油18万桶，综合含水在20-30%之间，开发的主要目的层为Ya⁃bus和Samma组，砂体沉积特征为曲流河和辩状河沉积，砂体连通性差、规模小。油藏类型为边底水油藏，在生产过程中发现直井含水比较高，并且油水界面逐渐上移。水平井技术既可以有效的控制底水锥进速度，又可以有效的提高单井产量和提高区块的采出程度。

PP-29H水平井地质设计主要是根据地震资料和邻井PO-29和PP-28进行剖面对比来完成，下表为设计参数表：

表1 地质设计数据

2 PP-29H钻井工程设计概况

2.1 井身结构设计

结合地质工程和采油工程的要求，参考邻井资料，设计井身结构为三开井身结构，井身结构数据表如下表所示：

表2 井身结构设计数据

2.2 井眼轨迹设计

在井眼轨迹设计过程中，应用地质工程一体化技术：

（1）该井周围可供参考的邻井数据少，在井眼轨迹设计过程中，考虑到地质入靶前的可调整性和工程上的可行性，把入靶井斜角度定为84-86度之间。

（2）在三开造斜段所钻遇的地层均为Yabus组，也具有一定的油气显示，为了使更长的井段接触到油层，设计造斜率为3O/30m。

（3）该井的采油使用电潜泵，下深为1230m，井斜50-60度，根据泵的使用要求，在该段预留50m的稳斜段。

井深垂深南/北(m)0.00 570.00 635.00 1160.00 1210.00 1270.00 1378.00 1682.22 1991.62井斜(deg)0.00 0.00 0.00 52.50 52.50 58.50 58.50 85.03 88.12方位(deg)24.67 24.67 24.67 24.67 24.67 24.67 24.67 24.67 24.66(m)0.00 570.00 635.00 1089.56 1120.00 1153.96 1210.39 1310.70 1321.70(m)0.00 0.00 0.00 203.70 239.75 284.66 368.34 626.59 907.59井深(m)0.00 570.00 635.00 1160.00 1210.00 1270.00东/西(m)0.00 0.00 0.00 93.56 110.12 130.75视平移(m)0.00 0.00 0.00 224.16 263.83 313.26造斜率(deg/30m)0.00 0.00 0.00 3.00 0.00 3.00备注表层套管造斜点电潜泵技术套管

1378.00 1682.22 1991.62 169.19 287.81 416.81 405.34 689.53 998.73 0.00 3.00 0.00入靶点端点

3 主要技术难点

3.1 地质情况复杂，可参考的邻井数量少

PP-29H的邻井数量少，在设计过程中，可以参考对比的数据有限，并且由于沉积特性，砂体分布不均，给地质设计和现场地质导向造成了很大的难度。

3.2 水平位移大，滑动钻进难度大

该水平井的目的是增大井眼与油藏的接触面积，设计造斜率偏低，所以就造成靶前位移大，在滑动钻进定向过程中，磨阻大、钻压控制难度大。

3.3 LWD仪器零长长，轨迹控制难度大

全井段都采用LWD仪器，定向探管距钻头的距离达到了20m，盲区井段长，在实钻轨迹控制过程中，除了要严格执行设计外，还要兼顾地质入靶和油藏钻遇率，这样给工程上轨迹控制增加了一定的难度。

4 现场技术应用

4.1 地质工程一体化技术

在PP-29H井定向段钻进过程中，从635m造斜点开始，地质工程师根据录井与测井数据确认所钻的层位，并与原设计进行校核，更新目的油层垂深。入靶前，地质工程师根据气测、岩屑、机械钻速、LWD曲线等综合评价油气显示，确认目的层的深度，并与定向井工程师结合，优化更新待钻轨迹，实时控制井斜和井底钻头垂深。在水平段钻进过程中，地质工程相结合，按照油层的走向趋势控制井眼轨迹，根据各种地质、工程参数，重点参考电阻率值，伽马值和气测值，修正钻头的走向。该区块属于河流相沉积，油层连续性差。在PP-29H的水平段钻进过程中，可能会出现钻遇泥岩段的现象，在现场，地质工程师根据油层电阻率和伽码值的变化趋势及时提示岩性变化情况，准确的判断了目的层砂体的位置与变化特征，定向井工程师调整钻头位置，确保了水平段的油藏钻遇率。

4.2 井眼轨迹控制技术

4.2.1 Landmark软件实时轨迹监测与待钻轨迹设计

PP-29H定向过程中，把每个单跟的测量数据输入到软件中，进行待钻轨迹优化设计，确保了造斜率的变化均匀，轨迹光滑。在完井期间，油层套管一次下入成功。

4.2.2 优化钻具组合

由于该井位移大、造斜点浅，大部分钻具都在斜井段，在钻进过程中容易出现“托压“现象，采用Wellplan软件进行钻具的磨阻和扭矩的分析，简化钻具组合，降低磨阻系数。在井斜大于50度时，采用倒装钻具组合，更加有利于钻压的传递，提高滑动钻进时的机械钻速。由于牙轮钻头井下时间限制，二开井段用了两趟钻，三开井段采用PDC钻头，一趟钻钻达设计井深。

二开定向钻具组合：

Φ311.1mm钻头+Φ216mm螺杆（1.25o）+Φ203.2mm LWD+Φ 203.2无磁钻铤+Φ203.2mm MWD+Φ127mm加重钻杆+Φ127mm斜坡钻杆

第一趟钻：钻进井段:627m-1006m进尺：379m井斜:1O-39O机械钻速:10.24m/h

第二趟钻：钻进井段:1006m-1278m进尺：272m井斜:39O-58.1O机械钻速:4.33m/h

三开定向钻具组合：Φ215.9m 钻头+Φ172mm螺杆（1O）+Φ 172mm LWD+Φ172无磁钻铤+Φ172mm MWD+Φ127mm加重钻杆+Φ127mm斜坡钻杆+Φ127mm加重钻杆+Φ127mm斜坡钻杆

钻进井段:1281m-1992m进尺：711m井斜:58.1O-88O机械钻速:9.92m/h

5 井眼净化技术

（1）提高泵排量，保证环空岩屑上返速度，实现紊流携屑，避免岩屑在弯曲井段堆积；

（2）每钻完一个单跟，在测斜之前大幅度活动钻具，并采用倒滑眼清除堆积的岩屑床，待岩屑返净后，再停泵测斜；

（3）每钻完一个立柱（3根）后，活动钻具、倒滑眼使轨迹光滑。井斜大于40度时，每钻进90米，进行短起下一次，清除上部岩屑床；

（4）强化固控设备的正常运转，确保固控设备的运行时间，控制泥浆中的固相含量。

6 安全钻井技术

（1）下钻前，做好下井仪器、接头、螺杆的检查；

（2）控制井下螺杆和钻头的使用时间，处于安全范围之内，配置合理的钻井参数，避免井下工具和钻具事故；

（3）防止水平段钻进过程中卡钻事故发生，减少滑动钻进的时间，增加旋转钻进的时间。

7 结语

（1）PP-29H水平井在苏丹3/7区的成功，打开了海外水平井技术服务的新局面，为后续水平井和分支井的推广提供了宝贵的经验，并进一步提高海外项目的开发效益；

（2）PP-29H所应用的工程与地质一体化技术是成功的，油藏钻遇率达到90%以上，现场的螺杆选择、钻具组合的配置、钻井参数的选择能够满足国际市场上甲方对井眼轨迹的严格需求；

（3）为了更好的完成类似的大斜度的水平井，应该加强对降磨阻、减扭矩的方法和工具的研究与实践，提高定向钻井的工作效率。

[1]高德利.油气钻井技术展望.石油大学学报（自然科学版）第27卷,第1期,2003年.

[2]高德利,覃成锦,李文勇.南海西江大位移井摩阻和扭矩数值分析研究.石油钻采工艺,25卷,第5期,2003年.