较大偏移距水平井双二维预增斜井眼轨道优化技术

邢广宇

大庆钻井工程技术研究院

较大偏移距水平井双二维预增斜井眼轨道优化技术

邢广宇

大庆钻井工程技术研究院

近年来，随着非常规油气资源的开发力度不断加大，工厂化平台水平井技术的大幅提高工程时效，降低综合成本的优势愈加明显，但由于井口排布近，必然导致三维井眼轨迹。文章利用landmark软件将井眼轨迹由单三维分段优化为双二维预增斜井眼轨道模式，大幅降低了滑动钻进摩阻，提高了钻井速度，为提高三维水平井钻井速度探索了一条新途径，并为同类型井施工提供了有益借鉴。

偏移距；水平井；双二维预增斜井眼轨迹模式

1 双二维预增斜井眼轨道优化模式

1.1 技术原理

轨道剖面优化设计的目的是降低轨迹控制难度，三维水平井通常在增斜的同时扭方位，轨迹控制难度大。采取“小井斜走偏移距-稳井斜扭方位-增井斜入窗”的三段制井眼轨迹设计方案，优化三维井眼轨迹为双二维预增斜井眼轨迹模式，调整后井眼相对圆滑，摩阻减小，提高了复合钻进的比例，降低了钻井周期。

1.2 设计实例分析

1.2.1 设计概况

JP2-9井为一口致密油平台水平井，采用三开井身结构，表层套管封固第四系泰康组不稳定地层，技术套管封固至嫩四段底，油层套管下至井底。井眼轨道设计为三维，设计井深4279m，完钻垂深2269m，造斜点深1800m。

1.2.2 待钻井眼轨道优化

结合JP2-9井地层特点及上直井段施工情况，优选了直井段-增斜-稳斜变方位-增斜-水平段的剖面类型，上移造斜点，避开青山口组调整方位。(见表1)

表1 JP2-9井待钻井眼轨道优化结果

本设计对原待钻设计改动幅度较大，主要是将造斜点提前150m(原设计1800m)，第一造斜段方位69°(原设计96°)。提前扭完方位，减少造斜段狗腿度，达到提高机械钻速的目的，同时，与原设计相比，入靶轨迹要偏移一定距离，但仍然在靶窗范围内，并未增加入靶难度。(见图1、图2)

图1 原轨道设计与优化后轨道对比

图2 优化后入靶方式

2 井眼轨迹控制技术

钻具组合：Φ215.9PDC+Φ172螺杆+Φ172LWD+Φ127无磁加重+Φ127加重+Φ127钻杆+Φ178水力震荡器+Φ127钻杆+Φ127加重+Φ127钻杆。

实际施工中，由于钻具组合、井队设备、地层软硬交替等原因，造成工具面不稳，导致造斜能力不高。在这种情况下只有定向时增加定向进尺。为了提高机械钻速，本趟钻在钻具组合中添加水力振荡器。此工具压降2.5MPa。与邻井相比摩阻大幅度下降，提高了机械钻速。

3 应用效果

JP2-9井与JP2-8井、JP2-3井是同一平台井，且由同一钻井队施工，其中JP2-8井是JP2-9的上一口井，井位相距10m，通过对该3口井造斜段同一层位的机械钻速统计，JP2-9井对比JP2-8、JP2-3井定向机械钻速分别提高160.8%、22.5%，复合机械钻速分别提高23.6%、110.8%，平均机械钻速分别提高67.3%、42.1%；截止目前，“双二维预增斜井眼轨迹模式”配合水力震荡器技术现场应用14口水平井，平均机械钻速提高33%，定向周期缩短2d以上。

4 结论和认识

(1)文章提出的“双二维预增斜井眼轨迹模式”可以有效降低较大偏移距水平井滑动钻进摩阻，提高定向效率和复合钻井的比例。

(2)水力振荡器可以有效降低大井斜段滑动钻进摩阻，提高了滑动进尺和机械钻速。

(3)“双二维预增斜井眼轨迹模式”配合水力震荡器技术现场应用14口水平井，平均机械钻速提高33%，定向周期缩短2d以上，对于同类型水平井施工提供了有益借鉴。

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邢广宇，1983年11月出生，男，本科学历，工程师，现任大庆钻探钻井工程技术研究院项目经理，主要从事水平井等特殊工艺井技术研究及管理工作。