叢式井

叢式井

叢式井是指在一個井場或平台上,鑽出若干口甚至上百口井,各井的井口相距不到數米,各井井底則伸向不同方位。即一組定向井(水平井),它們的井口是集中在一個有限範圍內,如海上鑽井平台、沙漠中鑽井平台、沙漠中鑽井平台、人工島等。

介紹

叢式井的廣泛套用是由於它與鑽單個定向井相比較,大大減少鑽井成本,並能滿足油田的整體開發要求。叢式井廣泛套用於海上油田開發、沙漠中油田開發等。叢式井主要有以下優點:可滿足鑽井工程上某些特殊需要,如制服井噴的搶險井;可加快油田勘探開發速度,節約鑽井成本;便於完井後油井的集中管理,減少集輸流程,節省人、財、物的投資。

作業特點

區別於單一定向井,叢式井的作業具有整體性和長期性,因此,無論是鑽井技術上,還是管理上,叢式井作業有著自身的特點。

作業難度大

①每一口定向井都必須完全達到設計標準,因為任何一口井都是油田整個井網的一部分,牽涉到油田的整體開發。

②作業中期由於地質要求的變化,會導致後續鑽井的難度增加。如綏中36-1B平台叢式井作業中,由於地質要求的變化,需要修改設計,而此時已完成數口井的作業,這就給以後的作業帶來很多不便。這些困難包括:磁干擾情況更嚴重,給井口分配帶來不便,有防碰問題的井例增多等。

③由於鑽井事故,要恢復鑽進比處理單個定向井複雜,這個道理是很簡單的,因為每口井周圍都有其它已完成井或設計要鑽井,並且每一口井允許的軌跡變化範圍是有限的,所以恢復鑽進的選擇餘地較少。比如SZ36-1A1平台作業中,A9、A10、A17井於井深500米處發生嚴重漏失,曾堵漏多次未獲成功,不得已只能採用套管開窗側鑽的方法。

程式化作業方式

由於叢式井作業是在一個地區或一個構造上進行,因此許多作業可以考慮以程式方式進行,比如表層作業和BHA等。

①集中打表層,採用程式化作業方式省時省錢,便於積累作業經驗和最佳化程式,進一步提高鑽井作業水平和鑽井時效。渤海的SZ36-1A、B兩個叢式井平台都採用這種作業方式。實踐證明,經濟效益很明顯,平均每口井節約一個船天。

②如有可能,鑽具組合的選擇做到隨用隨取。是否採用這種方式或是部分鑽具組合隨用隨取,這取決於地質構造的特點以及單井建井周期。比如綏中36-1試驗區叢式井作業平均不到10天完成一口井,並且各井地質情況相似,因此將馬達造斜、轉盤增斜、穩斜及通井四套鑽具組合立於鑽台,根據作業需要,隨用隨取。該方法的使用,可節省鑽井時間,降低勞動強度,作業按程式化進行,提高鑽井時效,也能減少井下事故及複雜情況發生的可能性。

防碰與繞障技術

在叢式井設計和作業中,要在一個有限空間內完成幾口、十幾口井的設計和施工,滿足油田開發的要求,往往會遇到井與井之間的防碰和繞障問題。

防碰技術

解決叢式井防碰問題無非兩條,一是叢式井設計時儘量減小防碰問題出現的機會;二是施工時採取必要措施防止井眼相交(碰)。

①防碰設計。

首先在整個叢式井設計時,把防碰考慮體現在設計原則中。具體做法是:⑴相鄰井的造斜點上下錯開50米;⑵用外圍的井口打位移大的井,造斜點較淺,用中間井口打位移較小的井,造斜點較深;⑶按整個井組的各井方位,儘量均布井口,使井口與井底連線在水平面上的投影圖儘量不相交,且呈放射狀分布,以方便軌跡跟蹤;⑷如果按照上述三點考慮,還有不能錯開的井,可以通過調整造斜點和造斜率的方法解決;⑸如果鑽井期間,根據地質要求或鑽井工程需要,欲修改設計,那么修改後的設計必須考慮到防碰問題,儘量做到每一口井的軌跡都有最安全的通道。

②嚴格控制井眼軌跡

對於有防碰問題的一組井或幾口井的軌跡控制,必須嚴格控制每一口井的軌跡。先期完成的井必須給後續待鑽的相鄰井提供安全保障。因此,先期完成的井不僅要軌跡合格,而且要軌跡優質。

③利用計算機防碰程式協助軌跡控制

叢式井作業,必須使用相應的計算機防碰軟體。在防碰問題出現的井段使用計算機防碰程式算出有關數據,繪出較大比例尺的防碰圖。

④在防碰井段,密切注意機械鑽速、扭矩和鑽壓等的變化和MWD所測磁場有關數據的情況,並密切觀察井口返出物,以此來輔助判斷井眼軌跡的位置。

繞障技術

從根本上講,繞障和防碰的性質是一樣的,都是防止正在鑽進的井與其它已完成井或其它障礙物相交。但是繞障要求更嚴、更精確,允許的軌跡偏差更小。有時候,兩個或幾個套管的繞障作業在允許鑽頭通過時,只剩0.2米左右的間隙。由此可見,繞障作業的最大技術難點是磁干擾嚴重。下面介紹繞障作業的一些技術措施:

①繞障作業前,認真分析周圍地層的結構,障礙物的情況,使用計算機防碰程式計算有關數據,繪出較大比例尺的防碰圖,防碰圖應同時包括水平投影圖和垂直剖面圖。

②合理選擇測量儀器。繞障作業通常是在強磁干擾環境中進行,因此如何選擇適當的測量儀器(MWD、SST或GYRO測量儀)至關重要。一般來說,如果預計磁干擾不是很強,並且繞障作業容許的軌跡範圍較大時,可採用MWD或SST作為測量儀器。如果預計磁干擾很強,並且繞障作業容許的軌跡範圍很有限時,應考慮使用不受磁場影響的陀螺測量儀器。當使用MWD或SST測量時,應充分估計磁干擾對測量結果的影響程度並進行修正;如使用陀螺定向時,則應準確把握動力鑽具反扭角的大小,以保證正確的鑽進方向和井眼軌跡。

③繞障作業時,密切注意機械鑽速、鑽壓等的變化。如套用磁性測量儀器,還應密切觀察各磁通門分量和總的磁場強度的變化。

④選用合理的鑽具組合和參數。如果繞障作業以轉盤鑽形成進行,應儘可能依靠地層方位的自然漂移繞過障礙物。

⑤密切觀察井口返出物,以此來輔助判斷的位置。海洋石油技術服務定向井公司有著豐富的繞障作業經驗,我公司分別在JZ20-2-S3井、SZ36-1-A10井、SZ36-1-A17井、SZ36-1-A9井、SZ36-1-B11、SZ36-1-B12、SZ36-1-B16等井進行了大幅度的繞障作業,其中SZ36-1-A10井是一口開窗側鑽井,側鑽時,需避開A5、A18等5口井,鑽頭繞過鄰井時的最小間隙(套管間距減鑽頭外徑)只有0.15米。

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