薄油层水平井连续取质量技术实践与应用

薄油层水平井连续取质量技术实践与应用

李德广

大庆钻探工程公司钻井二公司，黑龙江 大庆  163413

摘 要：本文针对以往常规直井取芯资料无法揭示井间砂体连通状况和剩余油分布规律,为探索最大程度挖掘大庆长垣油田三类薄油层剩余潜力方法，亟需获取能够反映横向渗流特征的水平岩芯，开展全直径长岩芯水驱油实验。开展连续取芯质量设计单元要素可靠性分配，在有限的井段内取得尽可能多的岩芯，保证了岩芯资料的连续性和完整性。

关键词：薄油层  水平井  取芯 实践与应用

DQCHY油田三类薄油层地质储量巨大，是水驱开发的主要对象。在薄油层水平井取芯施工，取芯过程中因出层或螺杆钻具调整轨迹，使取芯井段不连续，进而影响三次采油提高采收率的研究分析。这就要求在有限的井段内取得尽可能多的岩芯，保证岩芯资料的连续性和完整性，是薄油层水平段连续取芯质量技术最为重要的目标。

1 潜芯研制薄层水平井连续取芯工具

研制薄层水平井中连续取芯工具更是难上加难。由质量可靠性专家和工程技术人员组成专家团队，针对水平段钻进连续取芯的实际问题，研究设计出密闭取芯筒。

1.1工具结构设计

主要由大接头总成，丝堵 ，内、外岩芯筒，外筒下接头，岩芯爪 , 密闭头和取芯钻头等部件组成。

1.2 工作原理

在工具坐井口后向内筒里注满高粘度DSM油基密闭液，取芯钻进时,

图1 密闭取芯工具

内筒不随钻具旋转,密闭液从岩芯柱与内筒间隙流出 ,密闭液均匀地包裹在岩芯表面上 ,形成一层保护膜, 防止钻井液浸入岩芯 ,割芯时, 上提钻具, 岩芯爪沿钻头内锥面下行,产生径向锁紧力, 将岩芯卡紧 ,当上提拉力达到岩芯断面极限拉力时 ,岩芯即被割断 。选用加长保径、采用大间距切削齿、工作面流体畅通、排屑效果好，自扶稳定性好的胎体PDC取芯钻头，岩芯爪选用弹性适中岩芯爪，保证割芯效果。多只钻头轮换使用，每筒芯对钻头维护保养，岩芯爪一筒一只。

2 深入研究水平段连续取芯井眼轨迹精准控制技术

水平段大段连续取芯，采用弯螺杆定向钻进实施井眼轨道控制，质量专家和工程技术人员一同构建了取芯质量可靠性研究DVAM循环控制图，依据图2的DVAM循环进行全过程控制。

图2 水平段取芯质量可靠性DVAM循环控制图

2.1 优化设计取芯钻具组合,适时调整，保证井身质量

为满足取芯井质量管控要求，借鉴以往水平取芯井所用水平段取芯钻具组合，根据水平段钻具组合力学分析和造斜性能计算，结合取芯筒实际结构，对原有水平井取芯钻具组合进行改良优化，并尝试短取芯筒搭配短弯螺杆组合，设计出7种调整井眼轨迹的取芯钻具组合进行现场试验。

现场准备取芯筒分为无螺扶、前端单螺扶、双螺扶三类。

（1）稳斜取芯钻具

在靠近油层上部边界附近或夹层较多的位置，设计双扶取芯筒稳斜A组合，搭配直螺杆取芯时在较小钻压时可取得较快钻速；

（2）增斜取芯钻具

在油层中下部发育较好位置取芯，设计单扶取芯筒微增井斜，取芯筒直接连接LWD仪器；

（3）降斜取芯钻具

在油层顶部位置取芯时，设计无扶取芯筒降斜，取芯筒直接连接LWD仪器，降斜钻具组合；

（4）调整取芯钻具

对单211螺扶、双211螺扶、和无螺扶三种取芯筒组成的钻具组合进行力学分析，得到有无岩芯重量情况下的受力状态和造斜性能.单211螺扶取芯筒的钻具组合整体效果是增斜的，双螺扶和无螺扶取芯筒的钻具组合整体效果都是降斜的，具体情况如下 ：

表1 3种取芯钻具组合造斜能力对比表

取芯时详细记录各项钻进参数，对比实钻轨迹变化数据，总结得出部分取芯钻具组合增降井斜效果并实时修正，为后续施工中取芯钻具组合切换提供数据支持。

3 精准实施水平段连续取芯轨迹精准控制方法

薄层油藏目的层的特点是层薄且厚度不均，发育连续，但倾角略有变化。轨迹控制使用差值法主动调整井斜。

实钻过程中预测地层倾角与实际地层倾角误差一般不超过0.5°，控制实钻轨迹倾角大于或小于预测地层倾角0.2-0.3°，即可消除地层倾角的误差，井身质量管控应明确目的层顶部和底部的认识，及时根据需要对取芯井眼走向进行调整。

取芯全井段下入LWD仪器随钻测量，使用短螺杆可缩短测点距井底的距离，提高预测井底井斜的准确度，井眼倾角小于地层倾角取芯钻进出现底边界特征后，控制井斜增加使井眼倾角大于地层倾角0.2-0.3°稳斜取芯钻进，质量管控使井眼轨迹从油层下边界向油层中部钻进，使取芯井眼轨迹始终保持在油层中穿行。

4 计算水平段取芯收获率，验证取芯质量

对于取芯井的施工质量的判定标准，最重要的是取芯收获率，经过计算，J***井共取芯53筒，取芯进尺329.42米，连续取芯38筒，连续取芯进尺236.59米。总芯长328.67米，总收获率99.77%，总密闭率97.2%。实钻轨迹和地层走向出现偏差施工过程中极容易出层，出层后所取

岩芯失去价值，只能调整轨迹进层后再继续取芯，即意味岩芯资料的缺失，因此做好实钻井眼质量是保障本井成功的前提。

5 结论与认识

5.1 取芯过程中在保证岩芯质量的前提下，同时考虑井眼轨迹调整问题，即在取芯的同时调整井眼轨迹，保证井眼轨迹满足地质设计的要求。根据水平段钻具组合力学分析和造斜性能计算，设计出4种调整井眼轨迹的取芯钻具组合，实现薄层水平段连续取芯的高质量施工；

5.2 取芯前结合实钻轨迹数据，对地质模型进行精细调整；进行试取芯验证钻具效果，井底井斜预测加钻具组合切换，主动调整轨迹，保证井眼轨迹始终在油层内。

参考文献

【1】 钻井承包商协会论文集。北京：石油工业出版社，2005

作者简介：李德广，（1985-03）2008年黑龙江大学毕业，经济学学士，现任大庆钻井二公司30148队技术员，助理工程师。