大位移水平井鉆井工藝技術(shù)在南蘇丹3/7區(qū)PP-29H井的應(yīng)用

袁楠（中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程公司，北京 100101）

隨著國(guó)內(nèi)水平井鉆完井技術(shù)的成熟，水平井技術(shù)在國(guó)內(nèi)快速發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)年施工水平井?dāng)?shù)量在1000口以上，水平井的效果也被油田公司所認(rèn)可，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)少井高產(chǎn)、提高采收率、降低區(qū)塊開發(fā)成本的目的。

水平井技術(shù)服務(wù)作為高技術(shù)、高收益的服務(wù)領(lǐng)域，長(zhǎng)期被西方油田服務(wù)公司壟斷。第一口水平井PP-29H在蘇丹3/7區(qū)的順利完成，實(shí)現(xiàn)了油藏鉆遇率在90%以上，鉆井周期短、效率高。中國(guó)石油鉆探企業(yè)的技術(shù)能力得到了甲方的認(rèn)可。

1 PP-29H水平井地質(zhì)設(shè)計(jì)概況

PP-29H水平井位于蘇丹3/7區(qū)Palogue區(qū)塊，油藏埋深在1300m-1400m之間，地層傾角1.5-3度，目的層厚度在40-50m之間，完鉆150井次，其中水平井14口，共投產(chǎn)130口，累計(jì)日產(chǎn)油18萬桶，綜合含水在20-30%之間，開發(fā)的主要目的層為Ya?bus和Samma組，砂體沉積特征為曲流河和辯狀河沉積，砂體連通性差、規(guī)模小。油藏類型為邊底水油藏，在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)直井含水比較高，并且油水界面逐漸上移。水平井技術(shù)既可以有效的控制底水錐進(jìn)速度，又可以有效的提高單井產(chǎn)量和提高區(qū)塊的采出程度。

PP-29H水平井地質(zhì)設(shè)計(jì)主要是根據(jù)地震資料和鄰井PO-29和PP-28進(jìn)行剖面對(duì)比來完成，下表為設(shè)計(jì)參數(shù)表：

表1 地質(zhì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

2 PP-29H鉆井工程設(shè)計(jì)概況

2.1 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)合地質(zhì)工程和采油工程的要求，參考鄰井資料，設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)為三開井身結(jié)構(gòu)，井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表如下表所示：

表2 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

2.2 井眼軌跡設(shè)計(jì)

在井眼軌跡設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)用地質(zhì)工程一體化技術(shù)：

（1）該井周圍可供參考的鄰井?dāng)?shù)據(jù)少，在井眼軌跡設(shè)計(jì)過程中，考慮到地質(zhì)入靶前的可調(diào)整性和工程上的可行性，把入靶井斜角度定為84-86度之間。

（2）在三開造斜段所鉆遇的地層均為Yabus組，也具有一定的油氣顯示，為了使更長(zhǎng)的井段接觸到油層，設(shè)計(jì)造斜率為3O/30m。

（3）該井的采油使用電潛泵，下深為1230m，井斜50-60度，根據(jù)泵的使用要求，在該段預(yù)留50m的穩(wěn)斜段。

井深垂深南/北(m)0.00 570.00 635.00 1160.00 1210.00 1270.00 1378.00 1682.22 1991.62井斜(deg)0.00 0.00 0.00 52.50 52.50 58.50 58.50 85.03 88.12方位(deg)24.67 24.67 24.67 24.67 24.67 24.67 24.67 24.67 24.66(m)0.00 570.00 635.00 1089.56 1120.00 1153.96 1210.39 1310.70 1321.70(m)0.00 0.00 0.00 203.70 239.75 284.66 368.34 626.59 907.59井深(m)0.00 570.00 635.00 1160.00 1210.00 1270.00東/西(m)0.00 0.00 0.00 93.56 110.12 130.75視平移(m)0.00 0.00 0.00 224.16 263.83 313.26造斜率(deg/30m)0.00 0.00 0.00 3.00 0.00 3.00備注表層套管造斜點(diǎn)電潛泵技術(shù)套管

1378.00 1682.22 1991.62 169.19 287.81 416.81 405.34 689.53 998.73 0.00 3.00 0.00入靶點(diǎn)端點(diǎn)

3 主要技術(shù)難點(diǎn)

3.1 地質(zhì)情況復(fù)雜，可參考的鄰井?dāng)?shù)量少

PP-29H的鄰井?dāng)?shù)量少，在設(shè)計(jì)過程中，可以參考對(duì)比的數(shù)據(jù)有限，并且由于沉積特性，砂體分布不均，給地質(zhì)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)導(dǎo)向造成了很大的難度。

3.2 水平位移大，滑動(dòng)鉆進(jìn)難度大

該水平井的目的是增大井眼與油藏的接觸面積，設(shè)計(jì)造斜率偏低，所以就造成靶前位移大，在滑動(dòng)鉆進(jìn)定向過程中，磨阻大、鉆壓控制難度大。

3.3 LWD儀器零長(zhǎng)長(zhǎng)，軌跡控制難度大

全井段都采用LWD儀器，定向探管距鉆頭的距離達(dá)到了20m，盲區(qū)井段長(zhǎng)，在實(shí)鉆軌跡控制過程中，除了要嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)外，還要兼顧地質(zhì)入靶和油藏鉆遇率，這樣給工程上軌跡控制增加了一定的難度。

4 現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)應(yīng)用

4.1 地質(zhì)工程一體化技術(shù)

在PP-29H井定向段鉆進(jìn)過程中，從635m造斜點(diǎn)開始，地質(zhì)工程師根據(jù)錄井與測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)確認(rèn)所鉆的層位，并與原設(shè)計(jì)進(jìn)行校核，更新目的油層垂深。入靶前，地質(zhì)工程師根據(jù)氣測(cè)、巖屑、機(jī)械鉆速、LWD曲線等綜合評(píng)價(jià)油氣顯示，確認(rèn)目的層的深度，并與定向井工程師結(jié)合，優(yōu)化更新待鉆軌跡，實(shí)時(shí)控制井斜和井底鉆頭垂深。在水平段鉆進(jìn)過程中，地質(zhì)工程相結(jié)合，按照油層的走向趨勢(shì)控制井眼軌跡，根據(jù)各種地質(zhì)、工程參數(shù)，重點(diǎn)參考電阻率值，伽馬值和氣測(cè)值，修正鉆頭的走向。該區(qū)塊屬于河流相沉積，油層連續(xù)性差。在PP-29H的水平段鉆進(jìn)過程中，可能會(huì)出現(xiàn)鉆遇泥巖段的現(xiàn)象，在現(xiàn)場(chǎng)，地質(zhì)工程師根據(jù)油層電阻率和伽碼值的變化趨勢(shì)及時(shí)提示巖性變化情況，準(zhǔn)確的判斷了目的層砂體的位置與變化特征，定向井工程師調(diào)整鉆頭位置，確保了水平段的油藏鉆遇率。

4.2 井眼軌跡控制技術(shù)

4.2.1 Landmark軟件實(shí)時(shí)軌跡監(jiān)測(cè)與待鉆軌跡設(shè)計(jì)

PP-29H定向過程中，把每個(gè)單跟的測(cè)量數(shù)據(jù)輸入到軟件中，進(jìn)行待鉆軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保了造斜率的變化均勻，軌跡光滑。在完井期間，油層套管一次下入成功。

4.2.2 優(yōu)化鉆具組合

由于該井位移大、造斜點(diǎn)淺，大部分鉆具都在斜井段，在鉆進(jìn)過程中容易出現(xiàn)“托壓“現(xiàn)象，采用Wellplan軟件進(jìn)行鉆具的磨阻和扭矩的分析，簡(jiǎn)化鉆具組合，降低磨阻系數(shù)。在井斜大于50度時(shí)，采用倒裝鉆具組合，更加有利于鉆壓的傳遞，提高滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)的機(jī)械鉆速。由于牙輪鉆頭井下時(shí)間限制，二開井段用了兩趟鉆，三開井段采用PDC鉆頭，一趟鉆鉆達(dá)設(shè)計(jì)井深。

二開定向鉆具組合：

Φ311.1mm鉆頭+Φ216mm螺桿（1.25o）+Φ203.2mm LWD+Φ 203.2無磁鉆鋌+Φ203.2mm MWD+Φ127mm加重鉆桿+Φ127mm斜坡鉆桿

第一趟鉆：鉆進(jìn)井段:627m-1006m進(jìn)尺：379m井斜:1O-39O機(jī)械鉆速:10.24m/h

第二趟鉆：鉆進(jìn)井段:1006m-1278m進(jìn)尺：272m井斜:39O-58.1O機(jī)械鉆速:4.33m/h

三開定向鉆具組合：Φ215.9m 鉆頭+Φ172mm螺桿（1O）+Φ 172mm LWD+Φ172無磁鉆鋌+Φ172mm MWD+Φ127mm加重鉆桿+Φ127mm斜坡鉆桿+Φ127mm加重鉆桿+Φ127mm斜坡鉆桿

鉆進(jìn)井段:1281m-1992m進(jìn)尺：711m井斜:58.1O-88O機(jī)械鉆速:9.92m/h

5 井眼凈化技術(shù)

（1）提高泵排量，保證環(huán)空巖屑上返速度，實(shí)現(xiàn)紊流攜屑，避免巖屑在彎曲井段堆積；

（2）每鉆完一個(gè)單跟，在測(cè)斜之前大幅度活動(dòng)鉆具，并采用倒滑眼清除堆積的巖屑床，待巖屑返凈后，再停泵測(cè)斜；

（3）每鉆完一個(gè)立柱（3根）后，活動(dòng)鉆具、倒滑眼使軌跡光滑。井斜大于40度時(shí)，每鉆進(jìn)90米，進(jìn)行短起下一次，清除上部巖屑床；

（4）強(qiáng)化固控設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，確保固控設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，控制泥漿中的固相含量。

6 安全鉆井技術(shù)

（1）下鉆前，做好下井儀器、接頭、螺桿的檢查；

（2）控制井下螺桿和鉆頭的使用時(shí)間，處于安全范圍之內(nèi)，配置合理的鉆井參數(shù)，避免井下工具和鉆具事故；

（3）防止水平段鉆進(jìn)過程中卡鉆事故發(fā)生，減少滑動(dòng)鉆進(jìn)的時(shí)間，增加旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的時(shí)間。

7 結(jié)語

（1）PP-29H水平井在蘇丹3/7區(qū)的成功，打開了海外水平井技術(shù)服務(wù)的新局面，為后續(xù)水平井和分支井的推廣提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)一步提高海外項(xiàng)目的開發(fā)效益；

（2）PP-29H所應(yīng)用的工程與地質(zhì)一體化技術(shù)是成功的，油藏鉆遇率達(dá)到90%以上，現(xiàn)場(chǎng)的螺桿選擇、鉆具組合的配置、鉆井參數(shù)的選擇能夠滿足國(guó)際市場(chǎng)上甲方對(duì)井眼軌跡的嚴(yán)格需求；

（3）為了更好的完成類似的大斜度的水平井，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)降磨阻、減扭矩的方法和工具的研究與實(shí)踐，提高定向鉆井的工作效率。

[1]高德利.油氣鉆井技術(shù)展望.石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）第27卷,第1期,2003年.

[2]高德利,覃成錦,李文勇.南海西江大位移井摩阻和扭矩?cái)?shù)值分析研究.石油鉆采工藝,25卷,第5期,2003年.