Q∕SY 1639-2013 密集丛式井井眼轨道设计与轨迹控制技术规范

1、O/SY中国石油球气麵飼企业标准Q/SY 16392013密集丛式井井眼轨道设计与轨迹控制技术规范Specifications of design and control for wellboretrajectory of dense cluster wells2013-07-23 发布2013-10-01 实施中国石油天然气集团公司发布Q/SY 16392013 IQ/SY 16392013 #目 次 TOC o 1-5 h z to w n翻1规范性引用文件1术语和定义14密集型井口的分类及井口使用原则 2密集丛式井防碰原则4井眼轨道防碰设计4井眼轨迹控制68测斜仪器使用及资料管理要求8参

2、考t献9Q/SY 16392013Q/SY 16392013本标准按照GB/T 1. 1-2009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写给出的规则 起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国石油天然气集团公司勘探与生产专业标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：冀东油田分公司、辽河油田分公司、大港油田分公司。本标准起草人：胡中志、冯京海、朱宽亮、曹传文、廖兴松、徐小峰、宋利彬。Q/SY 16392013 Q/SY 16392013 密集丛式井井眼轨道设计与轨迹控制技术规范1范围本标准规定了滩海油田人工岛、陆岸平台及导管架平台密集丛

3、式井组井口的使用规则，井眼轨道 的防碰设计方法，并提出了井眼轨迹的防碰施工技术要求。本标准适用于布属在滩海油田人工岛、陆岸平台及导管架平台上实施的密集丛式石油、天然气井 的井口使用、轨道防碰设计和钻井防碰施工作业。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。SY/T 5416SY/T 5435SY/T 6332SY/T 6396（所有部分）定向井测量仪器测量及检验定向井轨道设计与轨迹计算定向井轨迹控制钻井井眼防碰技术要求3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.

4、1密集型井口 dense wellhead相邻井口中心距离小于或等于5m.且一组井口大于或等于6个，并呈单行或多行、多列排列的 井口组合。3. 2密集丛式井 dense cluster well密集型井口区域施工的井组。3.3预防碰设计 pre-anticollision design在密集丛式井工艺应用过程中，为有效地防止邻井之间因上部垂直平行井段过长而发生碰撞，在 轨道设计时，通过对上部垂直井段进行造斜、稳斜或降斜等设计处理，以增大邻井上部垂直井段之间 距离的过程，包括造斜深度、方位、造斜率及轨道类型的选择。3. 4多井单筒井 mutihole-in-monobore wells同一导管或

5、隔水管内施工两口及两口以上井的钻井工艺技术。其工艺基本程序，首先选用与导管 或隔水管尺寸相匹配的钻头钻至一开设计井深，然后同时下人多个下深不同的表层套管，各表层套管 下人深度差原则上为30m50m.固井完后各井沿设计的表层套管井筒和轨道进行施工。4密集型井口的分类及井口使用规则4.1密集型井口分类4.1.1 线型井口井口呈直线型排列，井口中心间距一般在2m5m之间，适用于人工岛及陆上平台，如图1 所示。-6.0 -4.0 -2.0 0.02.04.06.08.010.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 24.0 26.0 28.02.00.0Al A2 A3 A4

6、A5 A6 A7 A8 A9 A10 OOOOOOOOO2.00.0-2.0 ;-2.0-6.0 -4.0 -2.0 0.0 2.04.0 6.08.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0图1 线型井口示意图4.1.2矩阵型井口井口呈矩阵型排列，排（列）轴线间距一般在1.5m3m之间，适用于海上导管架平台，如图2所示。-2.00.02.04.06.0 8.010.012.014.016.010.010.08.06.04.02.00.0-2.0SX+S-W3 23234243323AllAI2A13A14 A15 麝A16 麝西(-

7、)/东(+)，m8.06.04.02.00.0-2.0-2.00.02.04.06.08.010.012.014.016.0图2矩阵型井口示意图4.1.3 环型井口井口呈环型排列，一般分成若干组，排轴线间距一般在2m4m之间，同一排内井口中心间距 一般在2.5m5m之间，适用于海上人工岛，如图3所示。4.1.4井丛排型井口井口呈线型排列，一般分成若干组，排轴线间距一般在20m40m之间，同一排内井口中心间 距一般在2.5m5m之间，适用于人工岛、滩海陆上平台和陆地丛式井平台，如图4所示。4.1.5多井单筒型井口多井单筒型井口原则上应布置在密集型井口边部，导管或隔水管中心间距一般在2m3m之间，

8、 适用于海上简易导管架平台及后期实施钻井加密的中大型导管架平台，如图5所示。4.2 井口使用规则4. 2. 1 地质要求地质部门应整体提供部署的井位，以有利于整体分配、使用井口，并为后续单井的调整提供可参 考的防碰设计依据。4. 2. 2 井口预留原则井口分配应统筹考虑地质部署，为动态调整留有余地，对可能有地质部署的位置，应将其考虑 在内。4. 2. 3 井口分区密集型井口应对应地下地质目标进行分区使用,确定的地质目标点应优先选择处于同一分区的井 口，仅当同一分区井口不可用时，方可考虑使用相邻分区内邻近的井口。密集型井口分区的推荐做法是以井口区中心为原点，将井口区分成多个象限，如图6所示。井丛

9、排型井口应将一排或多排井口划分为一个矩阵型井口单元，同一单元内部井口与对应地质目 标点连线方向应基本一致。-2.0 0.02.04.06.08.010.0 12.0 14.0 16.071：A41A42iA43；A44A45A46OOo j oOOgA31A321A33|A34A35A36-i OOO 1 O 1OOTTA21A22A23)A24A25A26 iOOO | OOOAllA12A13A14A15A16-OOO j OOO771西(_)冻,mt lt10.08.06.04.0.2.00.0-2.010.08.06.0.4.02.00.0-2.0-2.0 0.02.04.06.08.

10、010.0 12.0 14.0 16.0图6井口分区示意图4.2.4排间井口使用规则当地质目标点位移较大时，应优先选择面向地质目标点侧的井口；位移较小时，应优先选择背向 地质目标点侧的井口。4.2.5同排井口使用规则同排井口使用时，应尽量保证地质目标点相对于井口的水平位移和方位差（多目标点）最小，应 尽量避免所设计井眼轨道相互交叉。5密集丛式井防碰原则5.1井眼轨道设计和轨迹控制防碰应以预防为主，从设计人手，对轨道进行整体防碰设计，降低井 眼轨迹控制难度和井眼碰撞风险。5.2施工时应加强井眼轨迹监测，避免井眼碰撞事故的发生。5.3对于高风险防碰施工井段，应制定对应的应急预案。6井眼轨道防碰设计

11、6. 1设计原则6. 1. 1满足勘探开发地质生产要求。6. 1. 2满足管柱安全下人的要求。6.1.3应尽量简化井眼轨道类型，以有利于井眼轨迹控制。1.4设计参数的选取，应考虑注/采工艺的要求。6.2设计条件6. 2. 1 地质要求地质设计给定的目标坐标，以及对轨道设计的要求。6.2.2 轨道防碰空间安全距离要求2. 2. 1轨道防碰设计空间安全距离计算应符合SY/T 6396的规定。2. 2. 2同井组防碰空间安全距离要求：上部垂直段和预防碰设计井段与邻井井眼的有效距离至少 应满足公式（1）和公式（2）的要求。D. + Dq bitcasing2000(2)S* MD/100式中：S*井眼

12、空间有效距离，单位为米（m）。S设计轨道与完钻井轨迹空间最小距离，单位为米（m）;Dbit设计井空间最小距离处钻头直径，单位为毫米（mm）;Dcasing已完钻邻井空间最小距离处最外层套管直径，单位为毫米（mm）;MD井深，单位为米（m）。其余井段的空间安全距离应符合SY/T 6396的规定。2. 2. 3不同井组防碰空间安全距离要求：全井各个井段与邻井的空间安全距离应符合SY/T 6396 的规定。6.3设计方法6. 3. 1常规轨道设计常规轨道设计方法应符合SY/T 5435的规定。6. 3. 2预防碰设计3. 2. 1同井组井采用常规设计方法不能达到6. 2. 2. 2规定的安全距离要求

13、时，应考虑对上部垂直 井段进行预防碰设计。6. 3. 2. 2预防碰设计造斜点的确定。3. 2. 2.1造斜点深度选择应遵循直井段实际钻进时预测可能产生的水平位移小于本井井口与邻井 井口之间的有效间距，其深度选择一般应小于400m,且可在满足6. 2. 2.2规定的安全距离范围内， 根据邻井造斜点及实钻轨迹的具体情况适当增加或缩小造斜点深度的选择范围。2.2.2线型井口：相邻井口造斜点深度交错分布，深度差原则上应大于30m。2.2.3矩阵型井口：内排井口造斜点尽量深于外排井口造斜点，相邻两排造斜点深度差原则上 应大于100m,同排相邻井口造斜点深度差原则上应大于30m。3. 2. 2. 4环型

14、井口：内侧井口造斜点尽量深于外侧井口造斜点，内外两侧井口造斜点深度差原则 上应大于100m，同排相邻井口造斜点深度差原则上应大于30m。2.2.5井丛排型井口： 一般将一排或几排井口划分为一个矩阵型井口单元，单元内部井口造斜 点分配应与矩阵型井口造斜点分配一致。2.6多井单筒型井口：表层套管下深较浅井的造斜点应选在出套管鞋井深处，其他应根据井 组整体防碰情况及单井具体情况确定。6. 3. 2. 3预防碰设计造斜方位的确定。6. 3. 2. 3. 1线型井口：造斜方位应根据地质目标分布情况进行设计，应以辐射分布为主，单排井组 也可鱼骨状间隔分布，相邻两井间预造斜方位差至少应大于或等于3，井口数量

15、较小时，可根据情 况调整方位差，如图7所示。a)单侧辐射分布b)两侧魚骨状间隔分布图7预防碰设计造斜方位设计示意图6. 3. 2. 3. 2矩阵型井口：矩阵型井口可分解为若干线型井口，其造斜方位可参考线型井口造斜方位 的确定方法。6. 3. 2. 3. 3环型井口：应与井口相对于井口区中心点的方位作为造斜方位。6. 3. 2. 3. 4井丛排型井口：井丛排型井口可分解为若干矩阵型井口，其造斜方位可参考线型井口造 斜方位的确定方法。6. 3. 2. 3. 5多井单筒型井口：同一筒内井的造斜方位应避免一致，其他应根据井组整体防碰情况及 单井具体情况确定。6. 3. 2. 4预防碰设计井段轨道类型：

16、当不考虑密集型井口的影响，按常规方法设计轨道时，如果地 质靶点位移较大，预防碰井段轨道类型应选择“厂型轨道；如果地质靶点位移较小，预防碰井段轨 道类型应选择“S”型轨道。预防碰设计井段轨道设计方法应符合SY/T 5435的规定。6. 3. 2. 5最大井斜角及预防碰设计井段稳斜长度。5.1排间相邻井口预放大设计最大井斜角和造斜率应选择一致，以保证预防碰设计井段绕井 口区中心铅垂线所形成的空间曲面在空间平行或重合。5.2“J”型轨道：最大井斜角在35之间，稳斜段长在3()m100m之间。3. 2. 5. 3“S”型轨道：最大井斜角在35之间，第一稳斜段长度在30m 1 ()()m之间，第二稳斜段

17、长度可根据具体轨道设计情况灵活调整。6.4绕障轨道设计采用常规设计方法不能达到6. 2.2规定的安全距离要求时，应考虑设计绕障型轨道，如果绕障型 轨道施工难度过大，应更换井口位置或调整、更改地质目标。7井眼轨迹控制1钻具组合钻具组合的选择应符合SY/T 6332的规定。7.2轨迹控制与防碰技术要求1井眼轨迹监测要求2. 1.1密集丛式井应加强轨迹监测和预测，使井眼轨迹基本沿设计轨道延伸。2. 1.2当钻至空间防碰距离小于或接近两井井眼轨迹计算误差椭球半径之和的井段时，应加密测 斜，测斜间距不大于l()m。2. 1.3如有磁干扰，应使用陀螺、磁导向等抗磁干扰仪器进行轨迹监测和测量。7. 2. 2

18、上部垂直段与预防碰设计井段1推荐使用牙轮钻头。2.2上部垂直段采用钟摆或导向钻具以低转速、小钻压、大排量钻进。2.3单筒双井，浅表层套管井出套管后立即造斜，应避免钻头与长表层套管接触，初始造斜段 应使用陀螺测斜仪加密测斜，确保实钻井眼轨迹与设计轨迹相符合，避免产生较大的偏离。2.4根据测斜数据及时计算、绘出单井设计与实钻轨迹投影图，并绘出防碰井与邻井在同一坐 标系下井眼轨迹水平投影叠加图，同时在轨迹控制过程中要实时更新数据，跟踪分析。2.5应以稳定的钻压、转速和排量钻进，密切注意钻压、钻速、排量、泵压、扭矩等参数，并 观察钻屑中水泥和铁屑的含量，出现异常立即停止钻进，确认原因并采取有效措施后方

19、可继续钻进。2.6钻井液应有较强的稳定井壁和携砂能力，应避免在同一位置长时间循环。2.7钻进过程中尽量避免倒划眼、中途循环，打完进尺尽快起钻，确保井眼规则。7.2.3其余防碰井段2. 3.1选择使用牙轮钻头钻进，当钻至空间防碰距离小于两井井眼轨迹计算误差椭球半径之和的 井段时，应甩掉螺杆等特殊仪器，以常规井眼轨迹控制钻具组合进行控制，尽量以小钻压、低转速、 水力冲射钻进。2. 3. 2防碰井段施工时，定向井工程师、井队技术员及钻井监督等相关技术人员必须盯在现场进 行随钻技术指导。7.2.4其余井段轨迹控制应符合SY/T 6332的规定。7.3出现井眼碰撞现象时的应急措施7.3.1立即停止钻进，

20、将钻具提离井底2m以上活动、循环钻井液。2复测并确认地球磁场强度值。7.3.3用高黏高切钻井液循环携砂，观察返出岩屑中水泥和铁屑含量。7.3.4用陀螺测斜仪复测井眼轨迹，根据测量数据重新进行防碰扫描分析。7.3.5根据复测轨迹结果，做绕障施工方案，并根据情况注水泥塞回填。7.4钻穿生产井套管时的应急措施7.4.1关停被钻穿的生产井，隔断钻穿位置与储层之间的连通。7.4.2观察井眼液面判断是否与生产井储层之间连通，保持本井液面。4. 3当本井与生产井液面均稳定时，应对本井注水泥塞回填。 7.4.4当生产井发生漏失时，应先对该生产井进行封堵作业，待两口井的液面稳定后，再对本井注水泥塞回填。7.4.5发生井涌时，按井控程序作业，后注水泥塞回填。井控作业时，应考虑本井与生产井的U型 管效应，更要关注本井的地层漏失压力。7.4.6溢油（气）发生时，应尽快控制溢油（气）量并采取溢油（气）的回收处理措施。7.5钻穿注水井套管时的应急措施7.5.1立即停注或停泵，观察被钻穿井井口压力。5. 2其他处理措施按7. 4执行。7.6钻穿未进行完井作业井套管的应急措施停止钻进，起钻注水泥塞回填。8测斜仪器使用及资料管理要求8.1测斜仪器使用要求8.1.1测斜使用的电子多点测斜仪、陀螺测斜仪、MWD或有线随钻测斜仪的测量、检验及其精度