亞洲的一家作業(yè)公司在一口天然氣井進行電纜打撈作業(yè)時發(fā)生井涌（地層流體意外涌入井筒）。作業(yè)者無法從地面控制井涌，油井處于失控自噴狀態(tài)。
井控失效發(fā)生在超過21,000英尺（6,500米）的深度，壓力超過20,000磅/平方英寸，溫度達150°C（302°F），且位于厚達700英尺（約216米）的鹽巖層中。在重新控制油井之前，每一個因素都是需要克服的難題。
借助哈利伯頓公司的磁測距解決方案，作業(yè)者成功應(yīng)對了這些挑戰(zhàn)，鉆出并與目標井相交，完成了歷史上最深的失控井救援作業(yè)。這一成就凸顯了創(chuàng)新、精準和卓越技術(shù)在克服復(fù)雜井控難題中發(fā)揮的關(guān)鍵作用。
克服井完整性挑戰(zhàn)
救援井鉆井是井控作業(yè)中最大的挑戰(zhàn)之一，其中地層完整性是主要關(guān)注點。當(dāng)存在高壓，且目標井與救援井之間可能出現(xiàn)早期水力連通時，挑戰(zhàn)會進一步加劇。為了在壓井過程中控制壓力，救援井必須在精確的窗口內(nèi)與目標井相交。
為了定位和攔截目標井，哈利伯頓公司開發(fā)了WellSpot®主動磁測距系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過電絕緣的電纜跨接器將電流從救援井注入地層，電流穿過地層并在目標井處產(chǎn)生獨特的磁場。然后，救援井中的電纜測井工具測量該磁場，以確定和計算目標井的位置。
自20世紀80年代以來，WellSpot主動磁測距技術(shù)已被用于多種場景下定位和攔截目標井，包括救援井鉆井、蒸汽輔助重力泄油開采、碳捕集利用與封存（CCUS）、煤層氣開采以及油井棄置等。
救援井的設(shè)計方案必須具備靈活性，以應(yīng)對鉆井性能問題和井位測距結(jié)果的變化，同時還必須考慮救援井的結(jié)構(gòu)，包括相交深度、目標井測量數(shù)據(jù)和定向鉆井限制條件。
定位、追蹤、攔截
測距鉆井計劃分為三個階段：定位、追蹤和攔截。定位階段的位置不確定性最高，在通過測距作業(yè)檢測到目標井之前，這種不確定性達到峰值。一旦確定測距結(jié)果，不確定性橢圓（EOU）就會縮小到測距定位框內(nèi)。
測距專家首先確定救援井和目標井的不確定性橢圓相交點的測距深度，該點對應(yīng)的分離系數(shù)SF=1。對于大多數(shù)救援井作業(yè)，此深度在WellSpot系統(tǒng)的檢測范圍內(nèi)。但在某些情況下，當(dāng)SF=1時，兩口井的組合不確定性橢圓超出檢測范圍。為繼續(xù)鉆井，需進行防碰撞測距作業(yè)，以避免在下一個鉆井段意外相交。下一個鉆井段的設(shè)計會確保兩口井的距離不小于模擬檢測范圍的一半，重復(fù)此過程直至檢測到目標井。
WellSpot系統(tǒng)較大的檢測范圍和建模精度減少了對多次測距確定的需求，從而降低了防碰撞方面的擔(dān)憂。追蹤階段連接定位和攔截階段，旨在將目標井保持在檢測范圍內(nèi)，并最大化鉆井段長度。當(dāng)救援井接近目標井時，攔截階段開始，持續(xù)降低位置不確定性，直至救援井與目標井相交。
策略性方法
由于高溫、高壓、多個鹽層以及超過21,000英尺（約6,500米）的超深深度，攔截目標井需要精心規(guī)劃。
目標井總深度超過21,000英尺（約6,500米），需要攔截卡在裸眼井深處的落魚。由于其深度較深，該井的不確定性橢圓相對較大。在相交深度處，橢圓的長半軸約為82英尺（約25米）。對目標井的測距作業(yè)從約17,880英尺（約5,450米）處開始確定目標井位置。
在此階段，通過一次掠過式測量對目標井進行三角定位，以減小目標井與救援井之間的位置不確定性。WellSpot模型利用信號強度和高邊到目標的快速變化對結(jié)果進行優(yōu)化。
隨后測距計劃進入追蹤階段。對于目標井而言，此階段從18,300英尺到19,600英尺（約5,675米到5,975米），使救援井與目標井保持16英尺到32英尺（約5米到10米）的距離。當(dāng)救援井達到合適深度后，進入攔截階段并開始接近目標井。在此階段，再次進行掠過式測量以三角定位目標井位置。
在整個井段中，地層包含數(shù)百個薄層和多個較厚的鹽層區(qū)域，部分鹽層厚度達700英尺（約215米）。影響WellSpot工具檢測范圍的因素之一是地層電阻率，鹽層具有高電阻特性，會阻礙電流到達目標井。為減輕高電阻地層的影響，整個過程需要精心規(guī)劃和制定操作程序。如果鹽層較薄，地層可能會削弱但不會完全阻止WellSpot電流到達目標井，但電流損耗仍是一個難題。救援井計劃需要設(shè)計成在地層開始前縮小目標井與救援井之間的距離。較厚的鹽層會阻礙目標井收集電流，但當(dāng)激勵電流已經(jīng)在目標井上時，不會影響信號。
通過充分準備，測距組合裝置可將激勵源保持在鹽層上方。為了在鹽層下方重新建立檢測，WellSpot系統(tǒng)會縮短激勵源與工具傳感器之間的距離，使電流能夠穿過鹽層。
測距工程師與現(xiàn)場地質(zhì)學(xué)家合作，根據(jù)每次作業(yè)情況設(shè)計測距組合裝置，以減輕鹽層的負面影響，確保每次主動磁測距作業(yè)都能得出有效結(jié)果。
最終，救援井在約20,760英尺（約6,330米）的深度與目標井實現(xiàn)水力連通并成功壓井，成為歷史上最深的救援井。
這一成就得益于團隊的專業(yè)技術(shù)以及與當(dāng)?shù)胤?wù)提供商的合作。他們在每次作業(yè)前精心規(guī)劃，避免鹽層影響；監(jiān)測工具溫度，防止井下高溫損壞設(shè)備；確保救援井與目標井保持安全距離，避免過早水力連通。整個作業(yè)一次成功，僅通過單一井筒完成，無需側(cè)鉆即可實現(xiàn)相交。
技術(shù)專長與技術(shù)的協(xié)同合作
在極端的作業(yè)挑戰(zhàn)面前，此次救援井項目的成功彰顯了技術(shù)應(yīng)用和專業(yè)技術(shù)知識的重要性。作業(yè)者與哈利伯頓公司的合作表明，精心規(guī)劃、精確執(zhí)行和創(chuàng)新解決方案能夠在困難條件下取得成功。
隨著能源行業(yè)的發(fā)展，這一歷史性的成功提醒我們，在井控失效后實現(xiàn)恢復(fù)需要堅韌不拔的精神和創(chuàng)新智慧。它證明了哈利伯頓公司的創(chuàng)新能力和卓越技術(shù)，這些將塑造能源勘探與生產(chǎn)的未來。
微信公眾號
微信視頻號
京公網(wǎng)安備11010502053156號