精細控壓鉆井技術(shù)在裂縫型潛山油藏的應用

王文明

潛山油藏是遼河油田重要的稀油產(chǎn)能區(qū)塊，為了有效控制潛山油層產(chǎn)量遞減，油田部署大位移井以實現(xiàn)注氣能量補充開發(fā)，利用水平井注氣來保持地層壓力，抑制底水錐進，提高油藏采收率[1]。但是，目前該區(qū)塊注采同存導致地層壓力具有一定的不確定性，存在涌、漏、塌、卡等鉆井風險，且常規(guī)鉆井過程中鉆井液密度高，容易造成儲層污染，后期注氣開發(fā)困難。XG7-H173井施工過程多次出現(xiàn)井漏、卡鉆等復雜情況，且注氣啟動壓力達到29 MPa，注氣困難。為解決儲層保護的問題，在鄰井XG7-H175井采用精細控壓鉆井技術(shù)。精細控壓鉆井技術(shù)通過實時監(jiān)測井底壓力和井口流量變化，有效地降低了井底壓力，避免了鉆井液固相侵入儲層的污染[2]，可以有效地發(fā)現(xiàn)和保護油氣儲層，提高鉆井效率，更好地保障井控安全。

XG7-H175井是一口注氣井，目的層為太古界潛山地層，屬塊狀底水裂縫型潛山油藏，巖性為混合花崗巖、黑云母斜長片麻巖及混合巖、夾少量侵入巖脈。地層可鉆性差，機械鉆速較慢。為了更好地保護儲層和提高鉆井時效，制定了XG7-H175井精細控壓鉆井技術(shù)方案，在目的層井段進行可控微溢流控壓鉆井，邊溢邊鉆。

1 XG7-H175井精細控壓鉆井技術(shù)方案

控壓鉆井施工井段和鉆井液：控壓井段為目的層水平段，完鉆后配合完成裸眼電測、下套管、固井等完井作業(yè),確保鉆完井全過程儲層保護；鉆井液為有機鹽無固相水基鉆井液，基液設(shè)計密度為1.00～1.03 g/cm3；泥漿帽重漿密度為1.25 g/cm3。

根據(jù)本井的地層壓力預測結(jié)果和鄰井的實鉆情況，地層壓力系數(shù)1.10，模擬了鉆頭位于水平段3 770～4 460 m，排量為35 L/s的井況，計算得出了井口回壓與井底壓力的關(guān)系，結(jié)果如圖1所示。

圖1 控壓鉆井井口回壓及井底當量密度模擬

結(jié)合控壓鉆井井口回壓及井底壓力模擬結(jié)果，針對該區(qū)塊儲層保護的要求，采用微欠平衡控壓鉆井，設(shè)計鉆井液密度選擇和井口回壓值見表1。

設(shè)計同時采用井底隨鉆測壓和井口微流量監(jiān)測，設(shè)計綜合錄井數(shù)據(jù)接入控壓鉆井軟件，同時實時監(jiān)測立管壓力、出入口流量、出入口密度等鉆井參數(shù)，實時判斷鉆井工況，保障鉆井安全。

表1 控壓鉆井鉆井液密度及回壓值設(shè)計結(jié)果

2 XG7-H175井精細控壓鉆井實施過程

本井開始施工時采用1.05 g/cm3低密度無固相鉆井液試運轉(zhuǎn)，井底隨鉆測壓系統(tǒng)（PWD）實測井底壓力，與控壓軟件計算得到井底壓力基本一致，驗證了控壓軟件模擬計算數(shù)據(jù)的準確性，計算循環(huán)摩阻為1.5 MPa左右，井底壓力33.5 MPa，當量ECD為1.12 g/cm3。為了實現(xiàn)真正的欠平衡鉆井，防止儲層污染，施工過程中根據(jù)井口微流量監(jiān)測判斷地層流體是否進入井筒，結(jié)合井底隨壓系統(tǒng)實測井底壓力，降低鉆井液密度至1.03 g/cm3，井口回壓為0.35～0.38 MPa，保證鉆進過程中微欠平衡[3-5]，實際施工過程中以1.03 g/cm3低密度無固相鉆井液鉆進3 730～4 460 m井段。

在實施控壓鉆井工藝過程中，實時監(jiān)測立管壓力、出入口流量、出入口密度等鉆井參數(shù)，結(jié)合錄井數(shù)據(jù)等，實時判斷鉆井工況。

XG7-H175井溢流發(fā)現(xiàn)及處理經(jīng)過如下：井深4 200 m，下鉆到底，開泵循環(huán)，發(fā)現(xiàn)出口流量上漲，總烴值從0.8%上漲至10.3%，C1值從0漲至5.75%；流量計監(jiān)測到出口流量劇烈波動（圖2）。控壓鉆井工程師判斷井口出氣，通知井隊點火，井口回壓調(diào)整至1.5 MPa，13 min后點火成功，18 min后火焰熄滅，火焰高度3～4 m，出口仍有少量氣體返出；8 min后總烴下降至1.7%，C1值下降至1.5%，井口回壓1 MPa；5 min后總烴0.5%，井口回壓0.36 MPa，控壓排氣結(jié)束。通過總結(jié)該井溢流發(fā)現(xiàn)及處理經(jīng)過可以得出，控壓鉆井施工中可以及早地發(fā)現(xiàn)溢流并通過井口加回壓的方式迅速增加井底壓力，減少溢流量，保障井控安全。

圖2 XG7-H175井溢流微流量實時監(jiān)測

完鉆通井結(jié)束后控壓工程師根據(jù)油氣上竄速度，確定重漿帽參數(shù)，即起鉆至1 000 m，循環(huán)替入1.22 g/cm3鹵水重漿，形成1 000 m重漿帽，再進行常規(guī)起鉆，保障了電測時間安全，電測一趟鉆成功[6]。整個電測過程中井底繼續(xù)采用低密度無固相鉆井液，避免了高密度鉆井液對儲層的污染。

3 XG7-H175井精細控壓鉆井效果分析

目的層全過程采用控壓欠平衡鉆井技術(shù)，以1.03 g/cm3低密度無固相鉆井液鉆進和完井電測作業(yè)，與鄰井XG7-H173相比降低了井底壓力3 MPa左右，減少了鉆井液對儲層的污染，為后期注氣開采奠定了良好的基礎(chǔ)。

采用精細控壓鉆井技術(shù)，減少了井底壓持效應，有效地提高了機械鉆速。鄰井XG7-H173井在同樣層位平均機械鉆速為3.5 m/h，本井平均機械鉆速為4.3 m/h，提高了22.8%。XG7-H175井采用精細控壓鉆井技術(shù)與鄰井XG7-H173井常規(guī)鉆井在同樣層位對比鉆井周期減少了19.52天。

目前XG7-H175井已完成試注，啟動日注量明顯高于鄰井，而啟動最高壓力低于鄰井（表2），且最終日注氣量明顯優(yōu)于鄰井，這充分證明了本井采用精細控壓鉆井技術(shù)對油氣層起到了很好的保護效果。

表2 XG7-H175井和XG7-H173井注氣效果對比

4 結(jié)論

1）精細控壓鉆井技術(shù)在XG7-H175井的成功應用，為裂縫型潛山儲層增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供了新的鉆完井技術(shù)。

2）采用精細控壓鉆井技術(shù)，通過實時井底隨鉆測壓和井口微流量監(jiān)測，有效分析地層壓力，合理降低鉆井液密度，實現(xiàn)了XG7-H175井目的層全過程微欠平衡鉆進，有效地保護了油氣儲層，提高了機械鉆速。

3）通過實時井底壓力、高精度出入口流量、密度監(jiān)測，結(jié)合錄井數(shù)據(jù)實時判斷井下工況，可以及早發(fā)現(xiàn)井下復雜情況，通過調(diào)節(jié)井口回壓迅速處理復雜情況，保障了鉆井安全。

[1]孫 凱,梁海波,李 黔,等.控壓鉆井泥漿帽設(shè)計方法研究[J].石油鉆探技術(shù),2011,39(1):36-39.

[2]宋 巍,李永杰,靳鵬菠,等.裂縫性儲層控壓鉆井技術(shù)及應用[J].斷塊油氣田,2013,20(3):362-365.

[3]孫 超,李根生,康延軍,等.控壓鉆井技術(shù)在塔中區(qū)塊的應用及效果分析[J].石油機械,2010,38(5):27-29.

[4]孫 凱.控制壓力鉆井起下鉆過程壓力控制技術(shù)研究[D].成都:西南石油大學,2010.

[5]劉海飛,李 成,覃 毅.深水窄壓力窗口鉆井井控風險定量評價研究[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2017,33(2):54-59.

[6]王 果,樊洪海,劉 剛,等.控制壓力鉆井技術(shù)應用研究[J].石油鉆探技術(shù),2009,37(1):34-38.