CN114810023A - 一种适应于密集井眼防碰的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钻井施工技术领域，具体涉及一种适应于密集井眼防碰的施工方法。施工前进行防碰扫描，若井不满足防碰要求，则进行靶点调整；施工时以设定的测点间距随钻监控井眼轨迹，若两井空间距离或分离系数不满足防碰要求，则进行预警，并进行绕障施工；其中，防碰要求为基准井与相邻井进行防碰扫描后分离系数小于1.5或与相邻井空间最近距离大于防碰距离参照表中的防碰安全距离；防碰距离参照表为根据施工区域压裂对孔隙压力波及范围和压裂对坍塌压力的影响范围预先得到的参照表。结合压裂对地层力学特征的影响规律研究，确定邻井压裂干扰安全距离，利用井眼空间距离、分离系数和轨迹穿行层位，确定防碰预警标准，并进行绕障施工，确保钻进安全。
Description
技术领域
本发明涉及钻井施工技术领域，具体涉及一种适应于密集井眼防碰的施工方法。
背景技术
钻井是石油勘探开发的一种重要手段。在同平台采用井工厂方式钻井可以有效降低开发成本，特别是在页岩气勘探开发领域，采用井工厂模式进行开发已普遍应用。涪陵页岩气田一期产建布井井距一般为600-1300m，区块布井密度低，储层的开发潜力未得到有效发挥。为了进一步动用涪陵地区页岩气储量，2019年以来涪陵焦石坝主体区块加密井大规模铺开，同一平台多在老井基础上部署4-8口层间加密或井间加密井，进行小井距和立体开发，并且由于涪陵区块上部直井段易斜，加之加密后三开造斜段及水平井段井网更加密集，邻井水平段间距愈发紧张，井眼防碰防扰难度加大。因此，防碰防扰技术在焦石加密井“井工厂”钻井中具有举足轻重作用。而常规防碰方法逐渐暴露出以下不足：
1、未对平台整体进行防碰规划及整体布局
平台井工厂模式制作定向施工轨迹时如只针对单井进行设计没有整个平台防碰的通盘考虑，则难免顾此失彼，未考虑到为平台其他施工井预留井下防碰安全空间，以致于平台其他井施工时绕障空间紧张，留下巨大安全隐患。
2、未考虑井眼位置不确定性
无论是电子单多点还是随钻测斜仪器，通常都会存在一定的测量误差，比较常见的有测斜仪器测量精度误差等。这些误差将最终导致测斜结果不准确从而对实际井眼位置的计算产生影响，这种影响就称为井眼位置的不确定性。常规防碰技术通常只针对测斜结果进行防碰距离的计算，未考虑井眼位置不确定性。
3、未考虑待钻轨迹可能发生的变化
正钻井在钻进过程中，地层、钻具组合、钻井参数等因素均可能导致轨迹发生变化。而采用单、多点仪器或随钻测量仪器测斜时，往往因测斜盲区过长，未能及时发现方位突然变化，无法做到实时防碰控制。常规防碰技术一般都会选用测斜的最后一个数据进行推测下步待钻井眼数据，通过推测的待钻井眼进行防碰扫描，当扫描结果显示没有碰撞危险时，放松了对轨迹的控制，未考虑待钻轨迹可能发生突变后对防碰工作带来的隐患。
4、未确定邻井压裂影响的极限距离
随着加密井的逐渐增多，邻井间水平段的空间距离愈发紧张，往往低于页岩气井的常规水平段间距300m，目前对水平段防压裂干扰安全距离并未有定性的分析，两井水平段防扰安全空间距离缺少理论依据，无法实际指导钻井队施工。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种适应于密集井眼防碰的施工方法，基于平台钻前整体设计、软件扫描和待钻井眼预测的平台整体趋势防碰技术，结合压裂对地层力学特征的影响规律研究，确定邻井压裂干扰安全距离，利用井眼空间距离、分离系数和轨迹穿行层位，确定防碰预警标准，并进行绕障施工，确保钻进安全。
本发明一种适应于密集井眼防碰的施工方法，其技术方案为，包括：
施工前复测邻井的井口坐标、海拔、地磁参数，并进行防碰扫描，若将要施工的井满足防碰要求，则开始施工，否则进行靶点调整；
施工时，以设定的测点间距随钻监控井眼轨迹，若两井空间距离或分离系数不满足防碰要求，则进行预警，并进行绕障施工；
其中，所述防碰要求为基准井与相邻井进行防碰扫描后分离系数小于 1.5或与相邻井空间最近距离大于防碰距离参照表中的防碰安全距离；
所述防碰距离参照表为根据施工区域压裂对孔隙压力波及范围和压裂对坍塌压力的影响范围预先得到的参照表。
较为优选的，所述施工区域的压裂对孔隙压力波及范围和压裂对坍塌压力的影响范围均根据钻井动态孔隙压力求取模型分析得到，所述钻井动态孔隙压力求取模型为
Ppd＝σv-[(A×ebVp/Vs+C×edu)-E×ebVp/Vs×efK”]；
其中，A、b、C、d、E、f为区域常数，Vp为纵波速度，Vs为横波速度，u为泊松比，K″为地层渗透率变化率，在钻井过程中，K″取地层渗透率与基质渗透率的比值，在压裂后，K″取压裂改造后等效渗透率与地层渗透率的比值。
较为优选的，所述分析包括：
计算施工区域多个历史钻井的钻井动态孔隙压力，分析得到不同井距、裂缝参数下的压裂对地层力学特征的影响规律；
根据所述压裂对地层力学特征的影响规律，得到压裂对孔隙压力波及范围和压裂对坍塌压力的影响范围；
所述压裂对孔隙压力波及范围包括沿井筒长度方向的孔隙压力波及距离、沿井筒缝长方向的孔隙压力波及距离、沿垂向的孔隙压力波及距离；
所述施工区域的压裂对坍塌压力的影响范围包括沿井筒的缝长方向坍塌压力不受影响的范围和沿井筒长度方向坍塌压力不受影响的范围。
较为优选的，所述参照表根据井的深度，将井沿纵向划分为深度逐渐增加的若干个井段，并随着井段的深度增加，其对应的防碰安全距离逐渐变大。
较为优选的，所述绕障施工指以小于3°/30m的全角变化率、不大于 5°的井斜，绕障轨迹为缓增式过度圆弧曲线的轨迹施工。
较为优选的，为了得到压裂对地层力学特征的影响规律，还包括：
结合页岩气水平井分段压裂的工艺与裂缝形态，将每一级压裂形成的主裂缝、微裂隙用平面上用一个椭圆形裂缝区来简化表示，并根据微地震解释数据，每一级压裂裂缝区的半缝长设为200m，缝宽设为2m，构建压裂裂缝对孔隙压力分布影响的几何模型，该几何模型的长度为施工区域常规的水平井水平段长；
构建孔隙流体渗流的数学模型；
结合所述几何模型和数学模型，分别对施工区域均匀渗透率条件下和非均匀渗透条件下单条缝对地层压力的影响规律、多裂缝对地层压力的影响规律进行分析，得到压裂对地层力学特征的影响规律。
较为优选的，防碰距离参照表包括：
井段0-500m时，防碰撞安全距离为≥5m；
井段500-1000m时，防碰撞安全距离为≥10m；
井段1000-1500m时，防碰撞安全距离为≥20m；
井段1500-2000m时，防碰撞安全距离为≥30m；
井段2000-3000m时，防碰撞安全距离为≥40m；
井段3000-4000m时，防碰撞安全距离为≥60m；
井段>4000m时，防碰撞安全距离为≥80m。
较为优选的，所述设定的测点间距≤10m。
本发明的有益效果为：
1、施工前复测邻井的井口坐标、海拔、地磁参数，并进行防碰扫描，若将要施工的井满足防碰要求，则开始施工，否则进行靶点调整。采用整体趋势防碰技术，对平台所有待钻井进行整体防碰规划，同时考虑了井眼不确定性及轨迹可能发生的突变性，并使用防碰扫描进行防碰预控。在平台所有单井定向施工方案设计时就完成防碰分析及绕障设计，对无法满足防碰要求的井，及时向业主方申请靶点调整，从设计上避免碰撞的可能。
2、结合分离系数和防碰距离参照表形成防碰要求，施工时，以设定的测点间距随钻监控井眼轨迹，若两井空间距离或分离系数不满足防碰要求，则进行预警，并进行绕障施工，能够更完美的防碰。
3、结合历史数据，并构建几何模型和数学模型分析施工区域的压裂对地层力学特征的影响规律，从而得到压裂对孔隙压力波及范围和压裂对坍塌压力的影响范围，进而得到更贴合施工区域实际情况的防碰距离参照表，在该参照表的指导下进行施工，具有更好的防碰干扰效果。
附图说明
图1为本发明施工流程示意图；
图2为压裂干扰后的平衡地层压力的钻井液密度、地层渗透率示意图；
图3为压裂裂缝对孔隙压力分布影响模拟的几何模型示意图；
图4为不同压裂时间后，单裂缝对地层压力的波及影响规律示意图；
图5为不同压裂时间后，单裂缝对地层压力沿x方向的波及影响规律示意图；
图6为不同压裂时间后，单裂缝对地层压力沿y方向的波及影响规律示意图；
图7为不同压裂时间后，双裂缝对地层压力的波及影响规律示意图；
图8为不同压裂时间后，双裂缝对地层压力沿x方向的波及影响规律 (y＝0m)示意图；
图9为不同压裂时间后，双裂缝对地层压力沿x方向的波及影响规律 (y＝200m)示意图；
图10为不同压裂时间后，双裂缝对地层压力沿y方向的波及影响规律示意图；
图11为不同压裂时间后，五裂缝对地层压力的波及影响规律示意图；
图12为不同压裂时间后，五裂缝对地层压力沿x方向的波及影响规律 (y＝0m)示意图；
图13为不同压裂时间后，五裂缝对地层压力沿x方向的波及影响规律 (y＝200m)示意图；
图14为不同压裂时间后，五裂缝对地层压力沿y方向的波及影响规律示意图；
图15为不同压裂时间后，十裂缝对地层压力的波及影响规律示意图；
图16为不同压裂时间后，十裂缝对地层压力沿x方向的波及影响规律 (y＝0m)示意图；
图17为不同压裂时间后，十裂缝对地层压力沿x方向的波及影响规律 (y＝200m)示意图；
图18为不同压裂时间后，十裂缝对地层压力沿y方向的波及影响规律示意图；
图19为不同压裂时间后，单裂缝对地层压力沿x方向的波及影响规律(y＝0m)示意图；
图20为不同压裂时间后，单裂缝对地层压力沿y方向的波及影响规律示意图；
图21为焦页a-1HF井二开轨迹预测防碰图；
图22为未改靶前防碰扫描图；
图23为改靶后防碰扫描图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例一
图1示出了本申请较佳实施例(图1示出了本申请第一实施例)提供的一种适应于密集井眼防碰的施工方法的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。
本方案以涪陵地区施工为例进行说明。
在施工前，需要预先指定施工区域的防碰距离参照表，该参照表的制动方法如下：
1、确定邻井压裂干扰安全距离
(1)明确钻井及压裂工程对页岩气地层压力的增压机制，钻井及压裂过程中向地层补充了能量，孔隙压力升高，渗透率的变化与孔隙压力变化一致，波及区渗透率升高。
(2)建立受压裂影响的钻井动态孔隙压力求取模型
页岩气以孔隙吸附和游离形态存在，基质孔隙连通性差。而页岩裂缝带，气体容易聚集，体积压裂，造网络裂缝，注入高压液体，人为提高孔压，此时平均渗透率进一步提升一个量级，即储层原始渗透率在几十个纳达西左右，而发育天然裂缝时在0.001-0.01md左右，压裂后渗透率进一步提高2-3倍。结合钻井过程中钻遇裂缝气层和邻井压裂沟通近井带裂缝带的工程情况，不难发现，低渗致密页岩气的孔隙压力，原始孔隙连通性差，压力稳定，但对裂缝较为敏感，无论是天然，还是压裂裂缝。而对于压裂而言，基于能量耗散原理，页岩地层相近的粘土矿物成分下，页岩破裂状态是较为接近的，即一定范围内的页岩压裂后的破碎形态及渗透率也较为接近，容纳的压裂液有限，导致液量的大小直接影响SRV体积，当然是在地层含水率接近的情况下，才表现为相似页岩地层中，不同液量压裂后，孔隙压力测试值非常接近。
因而可以确定钻井过程中孔隙压力与渗透率变化K″有关：
Ppd＝f(σv,Vp,K")
基于有效应力原理，考虑裂缝系统的存在对有效应力的降低作用，建立了以下的预测模型：
Ppd＝σv-[(A×ebVp/Vs+C×edu)-E×ebVp/Vs×efK”] (1)
式中，，A、b、C、d、E、f为区域常数，与地区有关，Vp为纵波速度， Vs为横波速度，u为泊松比K″为动态渗透率变化，该项即代表了裂缝系统对有效应力的降低效果，在钻井过程中，K″取地层渗透率与基质渗透率的比值，在压裂后，K″取压裂改造后等效渗透率与地层渗透率的比值。
例如：涪陵焦石坝地区：
钻遇天然裂缝带时：
Ppd＝σv-[(225×e-1.3Vp/Vs+81×e-2.6u)/2-e-1.3Vp/Vs×e(-km/k)]
Km为天然地层渗透率，K为完整地层基质渗透率，根据区域地层特征决定。
压裂作业后：Ppd＝σv-[(225×e-1.3Vp/Vs+81×e-2.6u)/2-3×e-1.3Vp/Vs×e(0.001kc/km)]
Km为天然地层渗透率，Kc为压裂后等效渗透率，根据区域地层特征决定。
(3)分析压裂对孔隙压力波及范围影响
①几何模型的建立
为模拟分析压裂裂缝对孔隙压力的分布影响规律，结合页岩气水平井分段压裂的工艺与裂缝形态，将每一级压裂形成的主裂缝、微裂隙用平面上用一个椭圆形裂缝区来简化表示，根据微地震解释数据，每一级压裂裂缝区的半缝长设为200m，缝宽设为2m。构建的数值模拟几何模型下图所示，模型长度1000m代表了涪陵页岩气区常规的水平井水平段长。
为方便数据分析与结果呈现，不同条件下的数值计算结果将选择性地在3条孔隙压力输出参考线(x方向2条，y方向1条)上导出，这样可以直观呈现典型截线处的孔隙压力分布情况，并便于在不同时间点下进行结果比较。
②数学模型
1)连续性方程
单相流体连续性方程为：
式中，ρ为流体密度；
为地层孔隙度；
为流体渗流速度。
2)流体渗流方程
设流体渗流满足Dracy定律，则流体的运动方程为：
式中，
为流体渗流速度；K为地层渗透率；
为流体压力梯度。
将方程(5)代入方程(4)得到用压力表示的连续性方程：
不考虑温度变化，流体密度随压力的变化可表示为：
ρ＝ρ0[1+βp(P-P0)] (5)
式中，ρ0为参考压力P＝P0时流体的密度；βp为流体压缩系数，
忽略岩层介质的变形，将方程(5)右端展开得：
式中，
表示流体密度的变化，它受压力的影响。
由方程(6)得：
则方程(6)展开得流体渗流方程：
上式即是忽略重力时微可压缩流体在非均质地层中渗流基本方程式的一般形式，在数学上属于抛物型方程。
如果进一步假设：
渗透率K为各向同性并且均质；
μ为常数。
实际情况中，在压力梯度不太大的情况下：
于是，
将上式代入(4)得，
式中，K表示岩石的渗透系数；φ表示岩层孔隙度；P为液的压力势；βp表示流体的压缩系数。
对于上述控制方程，应该补充相应的边界条件和初始条件，才能构成定解问题。设流体所占空间区域为Ω，域边界为Γ，则方程的定解条件为：
初始条件：
边界条件：
方程(11)以及定解条件(12)、(13)便构成了完整的流体渗流的数学模型。对于此数学模型，我们可以采用有限差分及有限元数值方法进行离散求解。
3)模拟参数与数值模拟实验设计
根据实验室和测井解释得到的涪陵龙马溪组页岩特性，数值模拟中设置物性参数如表1所示。
表1数值模拟中储层页岩物性参数表
| 物理量 | 值 |
| 储层页岩综合压缩系数C(Pa-1) | 0.05×10-9 |
| 页岩孔隙度 | 0.05 |
| 压裂液动力粘度(Pa.s) | 0.001 |
| 气藏压力Pp(MPa) | 25 |
| 生产压差P(MPa) | 20 |
根据控制变量法原理，设计数值模拟实验系列如表2所示。其中模型系列1-4为均匀渗透率条件，即kx＝ky；模型系列5为非均匀渗透率条件， 2kx＝ky，主要考虑沿主裂缝扩展方向，渗透率增大作用较大。
表2数值模拟实验系列设计表
(4)压裂对孔隙压力的波及范围影响的数值模拟研究
1)一条缝
根据表1和表2中的参数，计算均匀渗透率条件下，单级压裂对孔隙压力的波及影响规律如图4所示。图4直观展示了随着压裂作业和憋压时间的增长，孔隙压力波及范围逐渐扩展。在不同时间点，按照图4中所示的孔隙压力输出参考线将压力波及结果输出，如图5和图6所示。从图中可以看出，在x和y方向，随着压裂作业时间(压裂液压力作用时间)增长，从裂缝面向外更远距离处的孔隙压力受到影响。在该系列模型的参数条件(压差40MPa,渗透率1mD)下，压裂压力作用24h时，沿x方向孔隙压力的波及距离为130米，沿y方向孔隙压力的波及距离为105米。
2)两条缝
根据表1和表2中的参数，计算均匀渗透率条件下，双级压裂对孔隙压力的波及影响规律如图7所示。图7直观展示了随着压裂作业和憋压时间的增长，孔隙压力波及范围逐渐扩展。在不同时间点，按照图7中所示的孔隙压力输出参考线将压力波及结果输出，如图8、图9和图10所示。从图中可以看出，在x和y方向，随着压裂作业时间(压裂液压力作用时间)增长，从裂缝面向外更远距离处的孔隙压力受到影响。在该系列模型的参数条件(压差20MPa,渗透率0.5mD)下，压裂压力作用24h时，沿x 方向孔隙压力的波及距离为61米，沿y方向孔隙压力的波及距离为51米，在憋压5天后，两条裂缝的压力波及区出现部分重叠。
3)五条缝
均匀渗透率条件下，五级压裂对孔隙压力的波及影响规律如图11所示。图11直观展示了随着压裂作业和憋压时间的增长，孔隙压力波及范围逐渐扩展。在不同时间点，按照图11中所示的孔隙压力输出参考线将压力波及结果输出，如图12、图13和图14所示。从图中可以看出，在x和y方向，随着压裂作业时间(压裂液压力作用时间)增长，从裂缝面向外更远距离处的孔隙压力受到影响。在该系列模型的参数条件(压差20MPa,渗透率 0.5mD)下，压裂压力作用24h时，沿x方向孔隙压力的波及距离为91米，沿y方向孔隙压力的波及距离为75米，在憋压5天后，两条裂缝的压力波及区出现较大范围重叠。
4)十条缝
均匀渗透率条件下，十级压裂对孔隙压力的波及影响规律如图15所示。图15直观展示了随着压裂作业和憋压时间的增长，孔隙压力波及范围逐渐扩展。在不同时间点，按照图15中所示的孔隙压力输出参考线将压力波及结果输出，如图16、图17和图18所示。从图中可以看出，在x和y方向，随着压裂作业时间(压裂液压力作用时间)增长，从裂缝面向外更远距离处的孔隙压力受到影响。在该系列模型的参数条件(压差20MPa,渗透率 0.5mD)下，压裂压力作用24h时，沿x方向孔隙压力的波及距离为159 米，沿y方向孔隙压力的波及距离为94米，在憋压5天后，两条裂缝的压力波及区出现更大范围重叠。
2、5、10条缝情况下的计算结果表明，压裂裂缝级数增多，孔隙压力波及距离增大(如表3所示)。在相同水平段长情况下，压裂级数增多使裂缝间距减小，不同裂缝间的压力干扰出现更为明显的叠加效应。
表3不同压裂裂缝条数时，压裂引起的孔隙压力波及范围
| 裂缝条数 | x方向波及距离,m | y方向波及距离,m |
| 2 | 61 | 51 |
| 5 | 91 | 75 |
| 10 | 159 | 94 |
表中结果对应条件为压差20Mpa，渗透率0.5mD
5)非均匀渗透率条件下，一条缝
单级压裂对孔隙压力的波及影响规律如图19和图20所示。从图中可以看出，在x和y方向，随着压裂作业时间(压裂液压力作用时间)增长，从裂缝面向外更远距离处的孔隙压力受到影响。在该系列模型的参数条件(压差20MPa,渗透率Ky＝0.5mD,Kx＝0.25mD)下，压裂压力作用24h时，沿x方向孔隙压力的波及距离为47米，沿y方向孔隙压力的波及距离为57米。
(5)明确了压裂对地层力学特征的影响规律
利用裂缝与井筒诱导地应力的分析方法，得到了涪陵主体区块不同井距、裂缝参数下的诱导应力变化规律：
①压裂裂缝对地应力的扰动影响主要在两条相邻裂缝之间的区域。
②裂缝尖端出现拱形放大效应，裂缝两侧应力发生转向。
③应力扰动范围在沿缝长方向主要集中在150-175m范围之内。
在此基础上，分析得到了压裂对孔隙压力的波及影响规律：
①沿井筒长度方向孔隙压力的波及距离为80米内。
②沿井筒的缝长方向孔隙压力的波及距离为缝尖往外延伸80米内。
③沿垂向孔隙压力波及距离50m内。
压裂对坍塌压力的影响规律：
①沿井筒的缝长方向>150m后坍塌压力基本不受影响。
②沿井筒长度方向>50m后坍塌压力基本不受影响。
(6)以钻井工程设计准则为依据，结合压裂对孔隙压力和坍塌压力的影响规律，确定安全钻井距离，分情况给出了压裂干扰距离：
(1)无压裂干扰情况：①邻井井口生产压力降低10MPa以上，可不考虑前期压裂影响(结合页岩气生产情况和定容封闭气藏物质平衡法)；②上部气层基本不受压裂波及区影响(纵向范围在50m以内)；
(2)压裂干扰距离：①横向：邻井为新压裂井，压裂半缝长+50m；②纵向：>50m(以数值模拟及微地震结果为分析依据)；③水平井段A,B 靶点的末端或首端延伸距离大于80m。
2、根据压裂干扰安全距离，结合相邻井空间距离和分离系数两种依据，针对涪陵页岩气田密集井眼防碰特点，进一步细化防碰要求：
(1)造斜段在依据石油行业标准《SY/T 6396-2014丛式井平台布置及井眼防碰技术要求》中相关要求“设计分离系数应大于1.5或理论井眼间距大于15m”的基础上，考虑井眼不确定性，防碰安全距离随着井深的增加而增加；
表4造斜段防碰距离参照表
(2)水平段为防止与相邻井压裂干扰，纵向上距离大于50m或横向上距离大于80m。
通过以上技术手段，涪陵地区的防碰安全距离可以参考表4进行施工，具体施工流程如下：
施工前复测邻井的相关参数(测井口坐标、海拔、地磁参数)，实现数据统一化。采用整体趋势防碰技术，对平台所有待钻井进行整体防碰规划，同时考虑了井眼不确定性及轨迹可能发生的突变性，并使用防碰扫描进行防碰预控。在平台所有单井定向施工方案设计时就完成防碰分析及绕障设计，对无法满足防碰要求的井，及时向业主方申请靶点调整，从设计上避免碰撞的可能；
施工中采用单弯螺杆+MWD进行随钻监控井眼轨迹，防碰井段加密测斜，测点间距≤10m，并根据每一测点数据至少预测下步500m轨迹并进行防碰扫描，当两井空间距离或分离系数不满足防碰要求时，及时进行预警，并进行绕障施工；
其中，所述防碰要求为基准井与相邻井进行防碰扫描后分离系数小于 1.5或与相邻井空间最近距离大于防碰距离参照表中的防碰安全距离；
所述防碰距离参照表为根据施工区域压裂对孔隙压力波及范围和压裂对坍塌压力的影响范围预先得到的参照表。
本发明在西南地区应用300多口井，特别是页岩气开发过程中，在现有井网内部小井距和立体开发的密集井眼钻井施工中效果显著，无井眼相碰或压裂液串通等事故发生，实现了安全钻井。
实施例二
本实施例以一个具体的施工项目进行说明如下：
焦页a-1HF井与同平台焦页a-2HF井和焦页a-3HF井槽口距离10m，焦页a-1HF井在钻至一开中完936m，通过一开多点数据进行防碰扫描，与焦页a-2HF最近距离为10.71m，与焦页a-3HF井最近距离为12.95m。根据防碰扫描情况显示，虽然一开中完轨迹与这两井距离轨迹存在逐渐拉远趋势，但采用趋势防碰对焦页a-1HF井下步轨迹进行预测，预计二开后钻至井深1121m时，与焦页a-3HF井距离仅为6.91m，分离系数1.37，属中风险评价，并且轨迹处于两口邻井中间，存在碰套管可能，如图21所示，因此及时进行预警，必须提前进行定向纠偏绕障。
为防止碰套管事故的发生，二开初期，直接下入定向仪器，进行绕障施工。二开钻至井深987m后，纠偏绕障作业完成，根据扫描显示，与两口邻井距离逐渐拉大。
本井在二开初期，经过趋势防碰对数据进行分析及扫描，发现下步施工轨迹与邻井轨迹有距离拉近的趋势，为了确保安全，提前下入工具进行纠偏。因提前对轨迹进行预控，所以避免碰套管可能，为后期继续钻进提供了有力依据。
实施例三
本实施例以另一个具体的施工项目进行说明如下：
焦页b-2HF井三开增斜段施工。因邻井焦页c-1HF井(已完钻)与焦页b-2HF井在完钻点间距较近，如果焦页b-2HF井按照设计靶点进行定向施工，在完钻井深4295m与焦页c-1HF井在三开井段井深3008.66m时的井间距为27.58m，达到预警值。为防止完井后，两井压裂导致损伤套管，应尽量拉开焦页b-2HF井与焦页c-1HF井的井间距，向业主方申请将该井B靶点向西平移60m。经平移后，两井横向距离可达85.53m，能够有效加大距离，减小压裂损伤套管的风险。
如图22所示，根据扫描结果可以看出，在焦页b-2HF井施工至完钻井深4295m时，与焦页c-1HF井的距离为27.58m，因完井后，两井压裂可能导致损伤套管，因此进行防碰预警。尽量拉开焦页b-2HF井与焦页c-1HF 井的井间距，向业主方申请该井B靶点向西平移60m，需要调整靶点后施工。
如图23所示，根据扫描结果可以看出，调整靶点后，在焦页b-2HF井施工至井深4290.31m时，与焦页c-1HF井的最近距离拉大至65.57m，能够有效加大两井安全距离，减小完井后压裂对邻井套管造成损伤的隐患。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种适应于密集井眼防碰的施工方法，其特征在于，包括：
施工前复测邻井的井口坐标、海拔、地磁参数，并进行防碰扫描，若将要施工的井满足防碰要求，则开始施工，否则进行靶点调整；
施工时，以设定的测点间距随钻监控井眼轨迹，若两井空间距离或分离系数不满足防碰要求，则进行预警，并进行绕障施工；
其中，所述防碰要求为基准井与相邻井进行防碰扫描后分离系数小于1.5或与相邻井空间最近距离大于防碰距离参照表中的防碰安全距离；
所述防碰距离参照表为根据施工区域压裂对孔隙压力波及范围和压裂对坍塌压力的影响范围预先得到的参照表。
2.根据权利要求1所述的适应于密集井眼防碰的施工方法，其特征在于：所述施工区域的压裂对孔隙压力波及范围和压裂对坍塌压力的影响范围均根据钻井动态孔隙压力求取模型分析得到，所述钻井动态孔隙压力求取模型为
Ppd＝σv-[(A×ebVp/Vs+C×edu)-E×ebVp/Vs×efK”]；
其中，A、b、C、d、E、f为区域常数，Vp为纵波速度，Vs为横波速度，u为泊松比，K″为地层渗透率变化率，在钻井过程中，K″取地层渗透率与基质渗透率的比值，在压裂后，K″取压裂改造后等效渗透率与地层渗透率的比值。
3.根据权利要求2所述的适应于密集井眼防碰的施工方法，其特征在于，所述分析包括：
计算施工区域多个历史钻井的钻井动态孔隙压力，分析得到不同井距、裂缝参数下的压裂对地层力学特征的影响规律；
根据所述压裂对地层力学特征的影响规律，得到压裂对孔隙压力波及范围和压裂对坍塌压力的影响范围；
所述压裂对孔隙压力波及范围包括沿井筒长度方向的孔隙压力波及距离、沿井筒缝长方向的孔隙压力波及距离、沿垂向的孔隙压力波及距离；
所述施工区域的压裂对坍塌压力的影响范围包括沿井筒的缝长方向坍塌压力不受影响的范围和沿井筒长度方向坍塌压力不受影响的范围。
4.根据权利要求1所述的适应于密集井眼防碰的施工方法，其特征在于，所述参照表根据井的深度，将井沿纵向划分为深度逐渐增加的若干个井段，并随着井段的深度增加，其对应的防碰安全距离逐渐变大。
5.根据权利要求1所述的适应于密集井眼防碰的施工方法，其特征在于，所述绕障施工指以小于3°/30m的全角变化率、不大于5°的井斜，绕障轨迹为缓增式过度圆弧曲线的轨迹施工。
6.根据权利要求3所述的适应于密集井眼防碰的施工方法，其特征在于，为了得到压裂对地层力学特征的影响规律，还包括：
结合页岩气水平井分段压裂的工艺与裂缝形态，将每一级压裂形成的主裂缝、微裂隙用平面上用一个椭圆形裂缝区来简化表示，并根据微地震解释数据，每一级压裂裂缝区的半缝长设为200m，缝宽设为2m，构建压裂裂缝对孔隙压力分布影响的几何模型，该几何模型的长度为施工区域常规的水平井水平段长；
构建孔隙流体渗流的数学模型；
结合所述几何模型和数学模型，分别对施工区域均匀渗透率条件下和非均匀渗透条件下单条缝对地层压力的影响规律、多裂缝对地层压力的影响规律进行分析，得到压裂对地层力学特征的影响规律。
7.根据权利要求6所述的适应于密集井眼防碰的施工方法，其特征在于，防碰距离参照表包括：
井段0-500m时，防碰撞安全距离为≥5m；
井段500-1000m时，防碰撞安全距离为≥10m；
井段1000-1500m时，防碰撞安全距离为≥20m；
井段1500-2000m时，防碰撞安全距离为≥30m；
井段2000-3000m时，防碰撞安全距离为≥40m；
井段3000-4000m时，防碰撞安全距离为≥60m；
井段>4000m时，防碰撞安全距离为≥80m。
8.根据权利要求1所述的适应于密集井眼防碰的施工方法，其特征在于，所述设定的测点间距≤10m。
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