三维平行断层面定向技术在N-8-5丁斜18井中的应用

吉云庆

（大庆钻探工程公司钻井二公司，黑龙江大庆163413）

断层区井网密度较小，并且多以油井封边，致使注采系统不完善，油层动用程度较差；断层附近构造变化幅度大。构造高部位易形成水动力“滞留区”，富集剩余油。为最大限度地开采出断层面遮挡区存在的剩余油，设计和施工平行断层面井。特点是轨迹平行于断层面，而不至于钻穿断层。

1 概述

1.1 地质概况

S油田N八-X一区位于S背斜构造和X背斜构造的过渡区，总体形态西翼陡、东翼缓，地层倾角0°～15°，SⅠ组油层顶界埋藏深度802.2～1135.5m。区域内断层均为正断层，其中SⅡ组油层顶面共发育16条断层，断层延伸长度525.5～5662.2m，断层倾角30°～74°，断距2.6～94.2m。

1.2 施工难点

（1）设计井在断层面上部平行断层面30m以内钻井，轨道控制难度较大，需使用MWD仪器随钻施工；造斜率不宜过高；

（2）定向井挖掘断层面上部的剩余油，从井口到造斜点钻井过程中，要密切观察钻井液漏失情况，由于断层附近泥岩破碎带的存在，易发生卡钻、井漏、井塌等事故；

（3）区块内NJZ组地层泥岩充分发育，且整个井斜控制段均在泥岩层位，钻进中极易发生钻具泥包复杂；

（4）高密度、大斜度条件下大位移井防卡润滑矛盾突出；

（5）设计井位于套损区，防油水侵。

2 井眼轨迹施工控制情况

本井设计造斜点410m，实际造斜点421m，直井段井底在101.64°方向上偏移了7.26m，设计轨迹方向上有15°的调整，属三维平行断面井。靶区为长方体靶柱长388m，窗口10×15m。设计最大井斜角42.2°，设计最大造斜率5°/30m，实际最大井斜角43.8°，实际最大造斜率6°/30m。造斜施工采用双208螺扶螺杆1°，造斜率2°/10m，完全满足设计造斜率的要求。

2.1 纸上设计轨迹

N-8-5丁斜18井纸上轨迹设计方案如表1所示。

从表1可以看出，设计轨迹方位由造斜开始227.54°最后调整到 212.69°，有 15°的调整，井斜 35°～42°有大段的稳斜，井斜进入S层后调整到35°，进入P层后，调到40°，在葡萄花P层内有降斜的调整。进入G层后逐渐增到42°。该设计轨迹，井斜在P层有一个降斜的调整，方位也有曲线的调整，从整体上不利于井眼轨迹的平滑。在实际施工中，对井眼轨迹进行了优化。

2.2 实钻井眼轨迹优化

N-8-5丁斜18井实钻轨迹数据如表2所示。

实钻轨迹最大井斜角43.8°，实钻轨迹控制中，569～767m，200m进尺，井斜28°～30°，方位240°稳。在767m方位降到235°，井斜29°～32°稳斜。843m后，方位230°稳，井斜由34°逐渐增斜，阶梯式增斜，不存在降斜井段，到完钻，井斜增到43°。轨迹中靶率也达到了100%。优化后的轨迹，避免了井斜和方位的多次调整，保证了井眼轨迹的平滑性，有利于完井的施工，也减少了工程事故的发生。

表1 N-8-5丁斜18井纸上轨迹设计方案

表2 N-8-5丁斜18井实钻轨迹

2.3 轨迹靶区中靶情况

本井为平三维行断面井，中靶靶区为长方体靶柱，设计靶顶垂深926.64m，靶底垂深1215.44m。靶柱长288m，靶窗口长10m，宽20m。轨迹矢量中靶率100%，靶区中靶情况见表3。

由表3可知，该井由936.98m入靶，根据地质导向与现场录井资料，通过及时调整井斜与方位，确保了整个平行断层面矢量中靶率100%，取得了较好的指标。

表3 N-8-5丁斜18井靶区中靶情况

3 达到的指标

（1）全井钻进周期3.3d，纯钻时间232.23h，平均机械钻速62.85m/h。单根最快定向钻速70m/h，最快复合钻速120m/h。

（2）全井非生产时间0.67h，占总生产时间的1%。

（3）从造斜点431m到完钻1233m，802m进尺仅用一趟钻。

（4）平行断层矢量中靶率100%。

4 存在问题和下步措施

现场使用的随钻定向仪器，在定向施工中不出井斜和方位，针对三维井，不利于在定向时注意到井斜和方位的变化，及时做出调整。建议针对三维井，三维绕障防碰井，一定要采用定向时能随时出井斜和方位的MWD仪器。

5 结论

（1）二开直井段采用220PDC钻进，使上部井眼尽量扩大，有效保证了下部井眼返砂的畅通。

（2）纸上井眼轨迹设计，能够保证井眼轨迹平滑，利于轨迹的预判。

（3）实钻井眼轨迹优化，轨迹预判结合地层倾角变化能够有效控制造斜率和轨迹，防止井下工程事故的发生。

（4）为公司在施工三维平行断层面井提供了技术保障。