丛式井防碰绕障技术的应用于发展

1、 丛式井防碰绕障技术的应用与发展摘要：由于开发需要以及外部条件限制，近年来的防碰绕障井口数逐渐增加，本文根据近几年的教训和经验，总结分析出了一套现场应用的防碰绕障技术措施，包括井身设计、井组排序及一些新软件的应用。并用于今年57口井中，取得了明显的效果。 近年来，随着油田勘探开发的进展，井网逐渐加密，陕、甘、宁地区的油井，受地理条件的限制，大多采用丛式井开发。由于井口距离较近，在钻进过程中容易发生轨迹相碰事故，给钻井生产带来大损失。我们吸取了前几年的教训，应用和发展了一批工艺技术措施，弥补了这一方面的不足，大大提高了井下安全，达到了安全施工的目的。 一、问题的提出 近几年来，我处一直在安塞、靖

2、东、靖吴油田打井，安塞油田属于开发中期，需要加密井网，提高产量，故调整井数量较多，一般都在老井场施工，防碰绕障是一个大问题；靖东、靖吴属于开发初期，在评价井打完之后往往要在老井场重新布井，更要考虑防碰问题，另一方面，由于是丛式井开发，在施工过程中，由于直井段打斜，发生两井相碰的几率增加，下表是近几年相碰事故的统计：（表1） 年份 96 97 98事故次数 2 2 2报废进尺（米） 1000 500 600 由于相碰事故的发生，一般都造成填井侧钻，给井队带来了重大损失，因此，如何采取各项技术措施，防止此类事故的发生，是我们要立即解决的问题。 二、现场分析及技术措施的应用： 针对这几年的总结分析，

3、发现防碰绕障最关键的是提前作好设计和预测。从理论上讲，离开障碍物井相当容易，但在实际施工中，由于实钻井眼轴线与设计井眼轴线总有一定差距，在加上两井的测斜和计算上的误差，就有可能出现计算上不相碰而实际上相碰的结果，我们已有好几起这样的先例，所以，绕障井与障碍井之间需要保持一定的安全距离。剖面实际原则是：根据绕障井与障碍井已知条件可求出总水平位移和方位扭转角，再利用二维剖面设计方法暂求各井段长度及扭方位作业的有关数据，最后，对上述二维设计数据进行修正，就可得出现场所用数据。绕障设计时大多采用此方法，这里不再详述。下面详细介绍现场中所应用的几种技术措施： (一) 、对绕障造斜点用高差法和变方位法进行

4、选择。造斜点的选择对绕障有至关重要的作用，选择过高，则绕障容易，后面井眼轨迹不好控制；选择过低，则不能完成绕障作业。现场最好的要求效果是尽量减少螺杆的下入次数，希望绕障造斜后，在下面井眼中不再使用动力钻具扭方位，而是通过调整钻井参数，达到预期目的。在考虑到这一方面因素后，高差法和变方位法比较适合应用。高差法就是利用垂直距离的差距影响水平位移的大小，从而达到绕障目的。根据绕障井与障碍井之间的距离，再综合绕障井与障碍井的实际轨迹，选择合理的绕障点，并对绕障之后的井斜与方位进行控制和预算，保证达到施工目的。在20127队承钻的东75-19井组中，下图为正常竟号排列顺序，由于东76-19井是一口老井，

5、位于大门方向正前方，且与第一口井东75-19的距离只有29.05米,到东77-19井时与老井井口距离为16.97米,切设计方位相近,根据东76-19井的测斜情况，如果按常规实际造斜点，则两口井的最近距离在两米内，必须上移造斜点，这样才能保证绕障成功，设计在180米开始定向绕障，在300米时两口井距离已达32.08米,顺利绕过障碍井。下图是整个井组的排序图：（图1） 变方位法就是改变绕障井的轨迹方向，从而达到绕开障碍井。在丛式井施工中发现，由于直井段钻井参数选用不合适，或者舅斜钻具不能发挥其作用，就会引起直井段井斜偏大，如果偏斜的距方向朝前大门方向或与下口井偏斜方向靠近，就必须采取防碰绕障措施，

6、运用井下动力钻具可达到改变其方向的目的。我处承钻的塞148井组正常排序图如下：（图2） 按正常施工，应该先打北29-25井，由于其他原因，必须先打第二口井北29-26，在该井施工过程中直井段井斜较大，且正好偏向了北29-25的施工方向，测斜数据如表2，第二口井施工时表层井斜较小（具体数据见表2），照此趋势预算下去有相碰的可能性，根据这种情况，制定了如下的绕障措施：（1）从180200米螺杆调整轨迹趋势3根，调整方位50到80度；（2）起出螺杆后用钟摆钻具组合钻进，到井深390米时定向施工。实际施工中方位改变50度，达到预定目的。从图（3）防碰图上可以看出，第二口井从井深180米改变了轨迹方向，

7、绕开了北29-26井。 表2 北29-26井 北29-25井测深井斜方位垂深位移测深井斜方位垂深位移400.810400.28350.6338350.18760.6335760.71700.590700.461120.8320111.91.11800.3105800.481570.2260156.91.361141.01261140.602022230201.91.641480.801471.142513.9201250.93.11830.73151821.262984.4189297.85.842200.2802191.533464.7182345.69.242571.01652561.61

8、3934.0189392.512.632941.81502931.614412.9190440.415.483321.31453312.26 图3 二、对丛式井排序做整体上的调整和改动：在现场施工中，经常出现这样的情况，原来的老井场已经布满丛式井，现在又要添加丛式井组，这就不得不考虑防碰绕障问题，要充分考虑到老井的井眼轨迹和中靶位置，这样才能做到安全绕障目的；另一种情况，由于障碍井的轨迹方向使得下一口正常排序井不能施工，也可以考虑重新布置井序，然后进行施工。通常采用双排序法和改变原排序法进行设计。双排序法就是考虑到原老井组的情况，如果按以前的大门方向前拖受场地限制，不能进行作业，在对老井眼轨迹

9、进行分析和计算后，根据绕障原则，设计成双排井。图4是d71-21井组的防碰图，老井场原有三口井，分别是d72-21,d70-21,d71-21,由于井场限制，设计成双排井，而且老井位于大门方向前方，具体方位见防碰图，新井施工次序是d70-22,d71-22,d72-22(未标出)，施工第一口井时，为防止直井段朝前大门方向倾斜，给d71-22井的绕障施工增加难度，故提高造斜点，在250米定向，同时也绕开了d72-21井，第二口井施工时难度更大，为绕开两口井d71-21和d70-21，制定了如下措施：（1）井深150米绕障，朝方位65°±5°定向，初始井斜取10

10、76;；（2）绕过d71-21障碍后下入强增斜钻具钻进至400米；（3）400米以后下入钟摆钻具降斜至650米，从而饶过了d70-21井，顺利完成了绕障。（4）在650米以后定向，完成了本井的施工。最后一口井前拖距离如果小，从图4可看出无法绕障施工，故前拖29米，饶过了防碰圈，减少了施工难度。今年实行双排序的有四个井组，由于整个井组井口数增加，给绕障施工造成了一定难度。采用布井前提前预测，经过现场实际勘探，钻进过程中及时对轨迹情况进行跟踪，达到了预期目的。 图4 根据现场数据跟踪，如有必要，亦需要对原井组布井做重新的调整，否则增加施工难度，给绕障造成困难。以塞34-25井组为例，正常施工顺序如

11、图5，但第一口井施工完后，根据测斜数据预算，如果按老顺序打塞34-26，绕障难度大，且不一定成功，针对次种情况，决定先打第三口井，由图6的防碰图上可看出，塞34-26井顺利完成了施工目的。 图5 图6 具体的测斜数据见表3 塞34-25 塞34-24 塞34-26测深井斜方位测深井斜方位测深井斜方位0000000001015110601120501.125050510096175792260762.21031247325880.82601282.210314311.5321980.91471651.5901661431210731582331.29020514.53141267.5145243

12、125525214.530913691402624.22353091430214511136三、其他技术措施的应用:随着近几年来绕障井的不断增多，在防碰绕障程序上做了一些改进，前几年一直应用钻采院编写的防碰图，由于井队所用计算机原因，运行速度慢，而且不能直观显示井底情况，以至于耽误时间。在采用原程序优点的基础上，重新编写了一套定向井软件，在现场应用情况良好，能较准确地反映真实情况，特别是在防碰绘制方面，能直观地进行跟踪和预测； 同时，还积极利用设备本身优势，今年有4台13型钻机用于生产，属于车背钻机，在其所承钻的招3-11井组中，有5口丛式井，到第五口井招2-11井时，由于井场限制，前拖距离太

13、短，不能实施绕障作业。这时充分考虑到车背钻便与灵活移动的优点，将钻机移动到井场一个合适位置，既解决了井场小的问题，又为防碰绕障准备了前提条件，使得其能顺利施工；在丛式井拖距问题上，制定了严格的前拖距离最近限度，保障井与井之间的安全距离，使后面绕障施工更容易进行；为解决丛式井直井段的防斜问题，大胆引用水平井防斜打直的塔式钻具结构，这些都收到了明显的效果。四、成果分析几预测：九九年度，我处共钻防碰绕障井57口，由于措施得当，未发生套管相碰事故。同时大力推广该项技术，可以合并井场，减少钻前征地费用。现在就经济效益评价如下：1、 九九年度共钻防碰绕障井57 口，未发生套管相碰事故，按有相碰事故发生计算

14、，可减少报废进尺800米，每米按成本 640 元计算，可节省成本 51.2 万元。2、全年由于防碰绕障井口数增多，少征井场12个，每个井场按3.6亩计算，少征地43.2 亩，每亩按33032.38 元计算，可节省成本142.7万元。五、取得的经验和认识：由于今年绕障井数增多，在施工中我们发现：1、 绕障前的经验预测工作很重要，准确预测可得出最合理得绕障设计方案，减少动力钻具入井次数；2、 绕障点选择是关键，丛式井的拖距是饶障的前提条 件，必须在以后的工作中使其规范化；3、 应加强数据库的管理汇集工作，进一步作好测斜数据收集工作；4、 对整个丛式井组，应加强正常的井组排序，减少施工难度。丛式定向井组全员防碰措施为了确保钻井工程质量，搞好定向井防碰，彻底杜绝两井相碰重大事故，特制定以下全员防碰措施，要求贯彻落实。1、拖井时，相邻两井井口距4米，如条件许可应尽可能大一些。2、队长或副队长全面负责监督落实各岗位措施的执行情况。3、工程技术员制定合理的钻井参数和钻具组合，防斜打直、控制直井段井斜不超标，丛式井直井段测点间距不超过30米，如有相碰超势加密测点，及时跟踪做好防碰预算和防碰图，当两井距2米时停钻报技术