单筒双井技术在锦州某油田的应用

王克洋 李进 邵悦 唐启胜 张启龙

(1.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300459；2.中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300459)

0 引言

单筒双井技术是一种先进的导管共用钻井技术，在海上平台槽口有限的情况下，利用该技术可以在单个槽口内钻两口定向井[1]。采用单筒双井技术，相当于两口井共用一层隔水导管，根据不同的靶点，自二开作业开始，以不同的井眼轨迹进行钻井作业，从而使两口定向井共存于同一槽口中，可有效降低钻井成本和工程造价。1999年，在歧口17-2 区块开发井的钻探过程中，渤海油田首次采用了单筒双井技术[2]。经过二十余年的发展，单筒双井在渤海油田的应用越来越多，技术也日臻成熟。D15/16 井采用了单筒双井技术，首次在锦州某油田D 平台应用，取得了良好的效果。

1 油田基本情况

锦州某油田位于渤海辽东湾北部海域，含油层系为古近系东营组东二下段，埋藏垂深一般在1500～2100m。锦州某油田于1999年10月投产，截至目前，油田主体区动用地质储量4.38481×107t。锦州某油田采用400m×400m 正方形反9 点井网布井，共有开发井数58口，此次的D15/16 井均为注水井。

2 单筒双井钻井技术

2.1 表层预斜

海上导管架槽口间距多为1.8×2.0m，间距较小，钻井作业过程中防碰压力大，这是渤海油田钻井作业中的难题。在作业中，进行表层预斜，中、深部井眼轨迹通过井斜与方位的变换进行防碰绕障，是海上钻井作业的优选做法。但在单筒双井钻井作业过程中，由于井眼尺寸大且表层为海水开路钻进，海水及膨润土浆会造成较大的井眼扩大率，对表层预斜造成一定的难度。

2.1.1 单筒双井常规一开作业模式

单筒双井常规一开多使用海水及膨润土浆开路钻进，利用防斜打直钻具组合，一趟钻作业至中完井深。经短起下钻并垫好稠浆后，先下入长套管串再下入短套管串，不占用钻机时间进行固井作业。

2.1.2 表层预斜设计

单筒双井表层预斜同样采用海水开路钻进，Φ444.5mm井眼钻进完成后，还需进行Φ762mm 扩眼作业。为保证双管串的顺利下入，井眼轨迹全角变化率按照低于3°/30m 进行设计。Φ444.5mm 裸眼内根据实测数据的扫描结果及套管内陀螺数据对比见表1。

表1 JZ-X-D15井一开测斜数据对比

由表1 可知，海水开路钻进不利于井眼轨迹的控制，虽然最开始的Φ444.5mm 井眼造斜效果明显，但是后期扩眼作业造成井斜降低严重。同时，二者的方位相差不大，较为接近，说明扩眼作业对方位的影响不大。扩眼钻具下方没有安装钻头，防止出现新井眼，扩眼器下部钻具很好地起到了导向作用。

2.2 下表层套管及固井技术

单筒双井技术的关键点之一双管管柱的顺利下入，为了保证双管管柱顺利到位，采取了以下措施。(1)下入套管前，对Φ339.7mm 套管进行通径，先下入D15 井的Φ339.7mm 套管至302.60m，后下入D16 井的Φ339.7mm 套管至275.55m。(2)两口井套管的上下节箍外端面进行了45°小倒角处理，减小了节箍处的相互碰撞，保证套管顺利到位。(3)为防止套管下入过程中，套管扶正器之间的相互影响，长筒仅在浮箍浮鞋处安装2个刚性扶正器，短筒无扶正器。(4)采用大小头对套管进行送入，坐挂于Φ914.4mm 隔水导管基座上，安装合格后方可倒开送入工具。此外，两口井最后一根套管的上方均安装长度不同的短套管，既为了安装BT 密封式切边套管头，又为接下来的固井作业提供方便。

D15 井Φ339.7mm 套管下深至302.60m，D16 井Φ339.7mm 套管下至275.55m，长筒浮箍深度289.77m，短筒下方是引鞋，无单流阀。在长筒处安装水泥头，内置一个胶塞，在短筒处安装放气阀，水泥浆返至35m。单筒双井的固井方法较为特殊，可总结为以下5个步骤。(1)向长管内泵入先行水10m3。(2)向长管内泵入领浆128m3，尾浆43m3。在此期间应当在返出口观察先行水及水泥浆的返出情况。(3)投顶塞。(4)快替海水20.8m3，慢替海水4m3。在顶替即将结束的时候，打开短管上的放气阀，使少量水泥浆进入到短套管中。(5)当胶塞到达浮箍上方，有碰压显示即停泵。

2.3 轨迹控制与定向井工艺

D15/16 井位于平台的边缘，这两口井需要表层预斜，再加上井距密集，这就造成了定向的困难。这两口井的造斜点在170m，刚出隔水导管管鞋65m，且与周围井的套管间距较小。例如在155m，与D7H 井(已完钻)仅相距1.56m。若采用MWD 定向，周围强大的磁干扰会严重影响MWD 的工作。为了确保定向的准确性及定向的效率，一开采用了MWD 与陀螺都可以使用的钻具组合，即在钻具组合中加装定向接头。当到达造斜点时，采用陀螺定向，当井斜大于3°且MWD 不受磁干扰时，即可使用MWD 测斜数据。

为保证作业时邻井的安全，表层预斜优先使用铣齿牙轮钻头。铣齿牙轮钻头的攻击性弱，现场工程师有足够的时间判断井下是否有危及邻井安全的情况，在作业的过程中，定向井工程师及钻井监督应时刻关注定向井轨迹及各项钻井参数变化。

2.4 单筒双井井口技术

单筒双井技术采用单筒双井井口系统，又称“肩并肩”井口系统。采用了江苏金石的单筒双井井口装置，由下至上为：(1)Φ762mm基座。基座利用焊接的方式连接在Φ762mm 隔水导管上。(2)2个耐压等级为3000psi 的Φ339.7mm 切边套管头。每个切边套管头通过16个Φ34.9mm 螺栓与Φ762mm 基座相连接。套管头内利用2 道BT 密封实现与Φ339.7mm 套管的密封。套管头上有2个注脂孔，2个观察孔及1个试压孔。注脂压力与试压压力均为1500psi，试压验证的是两道BT 密封与套管之间的密封效果。(3)2个耐压等级为3000psi 的Φ279.4mm 切边油管头。油管头与套管头通过20个Φ34.9mm 螺栓、R57 钢圈连接。油管头内利用2 道BT 密封实现与Φ244.5mm 套管的密封。油管头上有2个注脂孔，2个观察孔及2个试压孔。较高的试压孔为两道BT 密封间的试压孔，较低的孔为钢圈、BT 密封及腔体间的试压孔。

3 结语

单筒双井技术适用于海洋油田的开发，对提高槽口利用率，降低海洋工程建设成本起到很好的效果。单筒双井技术和常规单筒单井技术的区别在于表层作业与井口技术不同，后续井段与其他常规井作业相同。传统的单筒双井固井方法分为两次固井，先固长筒，再固短筒。本次作业，在短筒的上方安装了放气阀，一次就可以完成两口井的表层固井作业，节省了时间，降低了作业成本。