Z703-H1井軌跡控制技術

楊嘯

（大慶鉆探工程公司頁巖油項目經理部 黑龍江大慶 163411）

Z703工區位于被近南北向斷裂切割的S鼻狀構造上，井區內多發育斷階、地壘和地塹構造，斷裂帶附近是滾動背斜和斷塊圈閉的發育部位，構造位置及構造形態都對油氣有一定的誘導作用，有利于生烴凹陷側向運移來的油氣及Q一段源巖通過斷層下排油氣的運聚。由于試驗區內斷裂非常發育，試驗區所處的斷塊與側向Q組泥巖也具有一定的接觸面積，在空間上有利于油氣聚集成藏。但Z703區塊雖然在平面上整體含油，但油層的發育程度主要受砂體類型及儲層物性等因素控制，在斷層配合下，形成大面積巖性背景下的斷層-巖性油藏。為了更好開發這一區塊，部署了Z703-H1井。該井設計斜深2732m，垂深1939.38m，最大井斜角93°，方位角210.85°，水平位移909.59m，水平段長560m。

1 地質情況

1.1 構造情況

Z703區塊F余油層構造整體表現為西高東低，為一向東北傾伏的單斜形態，由于構造具有繼承性，各油層組具有相似的構造特征。本區目的層斷裂系統發育，主要由近南北向、北西向、近南北向、北東向斷層相互切割，斷層延伸長度0.5km～6.5km，斷距3m～50m。

1.2 儲層巖性情況

F油層砂巖碎屑成分中石英含量15%～31%，長石17%～36%，巖屑含量23%～35%，粒度中值0.05mm～0.20mm，泥質含量3%～17%，屬含泥長石巖屑粉～細砂巖，膠結物以泥質膠結為主。F一組砂巖碎屑組分中石英含量平均26.1%，正長石含量平均26.7%，斜長石含量平均4.3%，巖屑含量平均27.2%；扶二組砂巖碎屑組分中石英含量平均25.2%，正長石含量平均23.7%，斜長石含量平均5.5%，巖屑含量平均31.2%。

1.3 儲層物性情況

區塊內有5口井鉆井取心，共有孔隙度樣品105塊、滲透率樣品94塊。儲層有效孔隙度在9.0%～16.2%，平均為11.9%；空氣滲透率在0.1×10-3μm2～8.1×10-3μm2，中值滲透率0.22×10-3μm2，平均0.65×10-3μm2，屬于低孔致密儲層。

2 井身結構與剖面設計概況

2.1 井身結構設計概況

該井采用的是二開井身結構設計方式，Φ311.2mm鉆頭×Φ244.5mm套管+Φ215.9mm鉆頭×Φ139.7mm套管，一開和二開固井采用全封固井工藝，水泥漿都上返到地面。井身結構見表1所示。

表1 井身結構設計數據表

2.2 井眼剖面設計概況

這口井采用的二維變曲率井眼軌跡設計方式，初始的造斜率設計為5.5°/30m，井斜角達到42.18°后有一段30m的穩斜井段，接著進行6°/30m造斜，井斜角達到90°后進行探油頂，發現目的層后及時將井斜角調整到91.22°。設計數據見表2所示。

表2 井眼剖面設計數據

3 施工中井眼軌跡控制措施

3.1 軌跡監測措施

在一開井段的時候根據設計要求使用電子單點自浮式測斜儀進行定點測量井斜角，一般鉆井150-200m進行測斜一次，如果發現井斜角有增加的趨勢采取加密測斜。在二開直井段施工中直接下入MWD隨鉆儀器進行施工，能夠隨時監測井斜角的變化情況，保證井斜角不超出設計范圍。

3.2 儲層導向措施

從造斜開始就下入LWD儀器進行施工，該儀器不僅可以測量井斜角和方位角，還能夠測量地質參數，包括地層伽馬和電阻率，利用測得的伽馬和電阻率數值，與臨井數值進行比對，這樣就能夠及時發現地層的走向，從而指導軌跡控制施工。

3.3 待鉆井眼預測措施

由于測量工具與鉆頭之間存在一定的距離，因此要根據最近幾個測量點的井斜角、方位角情況，結合每個單根的施工工況對井底的井斜角和方位角進行預測，這樣才能準確把握井底井眼軌跡的走向，達到精確控制井眼軌跡的目的。在待鉆井眼預測的時候，首先要選擇最近的3個測點信息，計算出每個測點的井眼曲率，然后根據剩余距離的定向進尺、工具面角度情況來計算出井底的井斜角和方位角。

4 井眼軌跡控制技術

4.1 直井段井眼軌跡控制技術

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，那么將會給造斜段施工造成很大的麻煩，因此控制好直井段井斜角，防止水平位移超出設計范圍是施工的關鍵。在Z703-H1井的直井段施工中，對鉆具組合進行了系統優化，最終在一開、二開直井段選用鐘擺組合：Φ215.9mm鉆頭+Φ177.8mm鉆鋌×（17～18）m+Φ210.0mm穩定器+Φ177.8mm鉆鋌×（8.5～9）m+Φ210.0mm穩定器+Φ165.1mm螺旋鉆鋌×（78～81）m+Φ127.0mm加重鉆桿×334.8m+Φ127.0mm鉆桿。開始施工的時候保證鉆壓小宇20KN，把井眼開直，每鉆進150m投測單點進行測斜，如果井斜角偏大就要進行輕壓吊打，保證井段軌跡符合設計要求。

4.2 造斜段井眼軌跡控制技術

造斜段是施工最為關鍵的井段，如果造斜段軌跡控制出現誤差，那么就很難準確中靶。在造斜段軌跡控制過程中先是要選擇造斜率高于設計造斜率的造斜工具，根據Z703-H1井設計最大造斜率為6°/30m的實際，選擇1.5°斷彎矩螺桿進行造斜施工比較合適。鉆具組合Φ215.9mm鉆頭+Φ172.0mm單彎螺桿（1.25°）+鉆具浮閥+Φ165.1mm LWD +Φ165.1mm無磁鉆鋌×（8.5～9）m+Φ165.1mm螺旋鉆鋌（32～36）m+Φ127.0mm斜坡鉆桿+Φ127.0mm加重鉆桿×334.80m +Φ127.0mm鉆桿。在造斜施工中在遵從原來設計軌跡的基礎上對井眼軌跡進行優化，準確把握定向進尺與復合進尺的比例，同時預測好井底鉆頭處的井斜角和方位角，做好待鉆井眼軌跡設計，保證能夠準確中靶。

4.3 水平段軌跡控制技術

由于水平段油層比較薄，平均厚度在1m左右，而且發育還不夠連續，因此在水平段施工中選用具有近鉆頭伽馬，電阻率和井斜角的旋轉導向鉆具組合。Φ215.9mm鉆頭+Φ172.0mm旋轉地質導向+鉆具浮閥+Φ127.0mm無磁加重鉆桿×9.30m+Φ127.0m斜坡鉆桿+Φ127.0mm加重鉆桿×334.80m+Φ127.0mm鉆桿。施工中隨時監測，并根據巖屑情況進行及時調整，保證井眼軌跡在油層中行進。

5 結論與建議

（1）在施工之前仔細研讀地質設計與工程設計，找出其中的施工要點，制定相應的軌跡控制措施是準確中靶施工的關鍵。

（2）在定向造斜施工中把握好定向進尺比例，同時做好鉆頭處井斜角、方位角預測及待鉆設計，才能準確進入油層。

（3）水平段根據油層特點選擇旋轉導向工具施工可以保證油層鉆遇率。