Z703-H1井轨迹控制技术

杨啸

（大庆钻探工程公司页岩油项目经理部 黑龙江大庆 163411）

Z703工区位于被近南北向断裂切割的S鼻状构造上，井区内多发育断阶、地垒和地堑构造，断裂带附近是滚动背斜和断块圈闭的发育部位，构造位置及构造形态都对油气有一定的诱导作用，有利于生烃凹陷侧向运移来的油气及Q一段源岩通过断层下排油气的运聚。由于试验区内断裂非常发育，试验区所处的断块与侧向Q组泥岩也具有一定的接触面积，在空间上有利于油气聚集成藏。但Z703区块虽然在平面上整体含油，但油层的发育程度主要受砂体类型及储层物性等因素控制，在断层配合下，形成大面积岩性背景下的断层-岩性油藏。为了更好开发这一区块，部署了Z703-H1井。该井设计斜深2732m，垂深1939.38m，最大井斜角93°，方位角210.85°，水平位移909.59m，水平段长560m。

1 地质情况

1.1 构造情况

Z703区块F余油层构造整体表现为西高东低，为一向东北倾伏的单斜形态，由于构造具有继承性，各油层组具有相似的构造特征。本区目的层断裂系统发育，主要由近南北向、北西向、近南北向、北东向断层相互切割，断层延伸长度0.5km～6.5km，断距3m～50m。

1.2 储层岩性情况

F油层砂岩碎屑成分中石英含量15%～31%，长石17%～36%，岩屑含量23%～35%，粒度中值0.05mm～0.20mm，泥质含量3%～17%，属含泥长石岩屑粉～细砂岩，胶结物以泥质胶结为主。F一组砂岩碎屑组分中石英含量平均26.1%，正长石含量平均26.7%，斜长石含量平均4.3%，岩屑含量平均27.2%；扶二组砂岩碎屑组分中石英含量平均25.2%，正长石含量平均23.7%，斜长石含量平均5.5%，岩屑含量平均31.2%。

1.3 储层物性情况

区块内有5口井钻井取心，共有孔隙度样品105块、渗透率样品94块。储层有效孔隙度在9.0%～16.2%，平均为11.9%；空气渗透率在0.1×10-3μm2～8.1×10-3μm2，中值渗透率0.22×10-3μm2，平均0.65×10-3μm2，属于低孔致密储层。

2 井身结构与剖面设计概况

2.1 井身结构设计概况

该井采用的是二开井身结构设计方式，Φ311.2mm钻头×Φ244.5mm套管+Φ215.9mm钻头×Φ139.7mm套管，一开和二开固井采用全封固井工艺，水泥浆都上返到地面。井身结构见表1所示。

表1 井身结构设计数据表

2.2 井眼剖面设计概况

这口井采用的二维变曲率井眼轨迹设计方式，初始的造斜率设计为5.5°/30m，井斜角达到42.18°后有一段30m的稳斜井段，接着进行6°/30m造斜，井斜角达到90°后进行探油顶，发现目的层后及时将井斜角调整到91.22°。设计数据见表2所示。

表2 井眼剖面设计数据

3 施工中井眼轨迹控制措施

3.1 轨迹监测措施

在一开井段的时候根据设计要求使用电子单点自浮式测斜仪进行定点测量井斜角，一般钻井150-200m进行测斜一次，如果发现井斜角有增加的趋势采取加密测斜。在二开直井段施工中直接下入MWD随钻仪器进行施工，能够随时监测井斜角的变化情况，保证井斜角不超出设计范围。

3.2 储层导向措施

从造斜开始就下入LWD仪器进行施工，该仪器不仅可以测量井斜角和方位角，还能够测量地质参数，包括地层伽马和电阻率，利用测得的伽马和电阻率数值，与临井数值进行比对，这样就能够及时发现地层的走向，从而指导轨迹控制施工。

3.3 待钻井眼预测措施

由于测量工具与钻头之间存在一定的距离，因此要根据最近几个测量点的井斜角、方位角情况，结合每个单根的施工工况对井底的井斜角和方位角进行预测，这样才能准确把握井底井眼轨迹的走向，达到精确控制井眼轨迹的目的。在待钻井眼预测的时候，首先要选择最近的3个测点信息，计算出每个测点的井眼曲率，然后根据剩余距离的定向进尺、工具面角度情况来计算出井底的井斜角和方位角。

4 井眼轨迹控制技术

4.1 直井段井眼轨迹控制技术

直井段是一口井施工的最初井段，如果直井段施工不好，造成井斜角偏大，那么将会给造斜段施工造成很大的麻烦，因此控制好直井段井斜角，防止水平位移超出设计范围是施工的关键。在Z703-H1井的直井段施工中，对钻具组合进行了系统优化，最终在一开、二开直井段选用钟摆组合：Φ215.9mm钻头+Φ177.8mm钻铤×（17～18）m+Φ210.0mm稳定器+Φ177.8mm钻铤×（8.5～9）m+Φ210.0mm稳定器+Φ165.1mm螺旋钻铤×（78～81）m+Φ127.0mm加重钻杆×334.8m+Φ127.0mm钻杆。开始施工的时候保证钻压小宇20KN，把井眼开直，每钻进150m投测单点进行测斜，如果井斜角偏大就要进行轻压吊打，保证井段轨迹符合设计要求。

4.2 造斜段井眼轨迹控制技术

造斜段是施工最为关键的井段，如果造斜段轨迹控制出现误差，那么就很难准确中靶。在造斜段轨迹控制过程中先是要选择造斜率高于设计造斜率的造斜工具，根据Z703-H1井设计最大造斜率为6°/30m的实际，选择1.5°断弯矩螺杆进行造斜施工比较合适。钻具组合Φ215.9mm钻头+Φ172.0mm单弯螺杆（1.25°）+钻具浮阀+Φ165.1mm LWD +Φ165.1mm无磁钻铤×（8.5～9）m+Φ165.1mm螺旋钻铤（32～36）m+Φ127.0mm斜坡钻杆+Φ127.0mm加重钻杆×334.80m +Φ127.0mm钻杆。在造斜施工中在遵从原来设计轨迹的基础上对井眼轨迹进行优化，准确把握定向进尺与复合进尺的比例，同时预测好井底钻头处的井斜角和方位角，做好待钻井眼轨迹设计，保证能够准确中靶。

4.3 水平段轨迹控制技术

由于水平段油层比较薄，平均厚度在1m左右，而且发育还不够连续，因此在水平段施工中选用具有近钻头伽马，电阻率和井斜角的旋转导向钻具组合。Φ215.9mm钻头+Φ172.0mm旋转地质导向+钻具浮阀+Φ127.0mm无磁加重钻杆×9.30m+Φ127.0m斜坡钻杆+Φ127.0mm加重钻杆×334.80m+Φ127.0mm钻杆。施工中随时监测，并根据岩屑情况进行及时调整，保证井眼轨迹在油层中行进。

5 结论与建议

（1）在施工之前仔细研读地质设计与工程设计，找出其中的施工要点，制定相应的轨迹控制措施是准确中靶施工的关键。

（2）在定向造斜施工中把握好定向进尺比例，同时做好钻头处井斜角、方位角预测及待钻设计，才能准确进入油层。

（3）水平段根据油层特点选择旋转导向工具施工可以保证油层钻遇率。