海上“落魚”井實施打撈與側(cè)鉆方案的經(jīng)濟分析

陳立強，楊旭才，王 贊，王占領(lǐng)

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452)

0 引言

隨著渤海油田的深入開發(fā)，老井井況越來越復雜，諸如油井出砂造成防砂管柱失效，井內(nèi)管柱被砂埋后被迫切割造成“落魚”等，導致生產(chǎn)井關(guān)停影響產(chǎn)量[1-6]。由于海上平臺槽口資源有限，利用這些關(guān)停井實施側(cè)鉆成為了盤活關(guān)停井的主要方式之一[7-12]。據(jù)統(tǒng)計，渤海油田近兩年實施的調(diào)整井中，利用老井實施側(cè)鉆的比例高達70%以上[13-17]。

由于井內(nèi)失效管柱及“落魚”砂埋嚴重，且生產(chǎn)年限較長，導致打撈工期不可控，進而影響施工成本，影響油田的生產(chǎn)效益[18-20]。因此，在打撈側(cè)鉆設(shè)計方案中如何降低總體成本是關(guān)鍵。國內(nèi)外關(guān)于“落魚”打撈技術(shù)及側(cè)鉆技術(shù)的研究均已日趨成熟[21-25]，然而，兩項技術(shù)并沒有綜合考慮打撈與側(cè)鉆的綜合成本。要綜合考慮打撈難度與側(cè)鉆方案，以總成本為指標，提出經(jīng)濟工期和決策工期的計算方法。既不盲目的、不計成本地實施打撈，也不直接放棄打撈造成側(cè)鉆成本過高，在滿足油藏需求的前提下，最大程度降低總體實施成本，提高油田開發(fā)經(jīng)濟效益。

1 “落魚”側(cè)鉆井存在的問題

A井為渤海油田某平臺一口水平分支井，由于生產(chǎn)年限較長，篩管發(fā)生破裂，井內(nèi)大量出砂，砂埋了防砂管柱、頂部封隔器及油層保護丟手管柱，造成該井關(guān)停，油藏研究發(fā)現(xiàn)該井位附近仍然存在大量剩余油，因此提出利用該老井井槽進行側(cè)鉆處理。

該井套管程序為：?508.0 mm隔水導管×125 m+?339.7 mm套管×604 m+?244.5 mm套管×2124 m+?215.9 mm主支×2385 m+?215.9 mm分支×2382 m，其中主支采用?177.8 mm的金屬棉蠕動篩管預(yù)充填進行防砂。其中丟手管柱插入頂部封隔器內(nèi)，深度為1858～1903 m，共計45 m，地層砂埋至1803 m。

常規(guī)打撈及側(cè)鉆方案為：(1)沖砂至井底(1803～2385 m)；(2)打撈丟手管柱(1858～1903 m)；(3)切割打撈頂部封隔器及防砂篩管(1862～2154 m)；(4)于?244.5 mm套管鞋下進行裸眼側(cè)鉆作業(yè)，一開?215.9 mm水平段完鉆。該方案的沖砂打撈工期較長，但側(cè)鉆工期較短。

不打撈“落魚”的側(cè)鉆方案為：(1)沖砂至“落魚”頂(1803～1858 m)；(2)在“落魚”頂2～5 m處坐封擠水泥封隔器；(3)通過擠水泥封隔器向下部地層擠注水泥；(4)在擠水泥封隔器上部注長度≮100 m的水泥塞；(5)在水泥塞上部開窗側(cè)鉆一開?215.9 mm井眼至著陸點，下?177.8 mm尾管并固井作業(yè)；(6)換?152.4 mm鉆頭，二開?152.4 mm水平段完鉆。該方案沖砂擠水泥作業(yè)工期較短，但開窗側(cè)鉆工期較長。

由于井內(nèi)情況較為復雜，無法得知沖砂打撈作業(yè)難度，難以預(yù)測其工期，故很難決策是否進行沖砂打撈作業(yè)。因此，如何將打撈難度進行量化，以綜合成本為指標，合理選擇作業(yè)方案至關(guān)重要。

2 “落魚”井打撈側(cè)鉆經(jīng)濟方案優(yōu)選

2.1 沖砂打撈與側(cè)鉆方案優(yōu)選流程

不打撈“落魚”方案的總費用由常規(guī)棄井的費用及開窗側(cè)鉆的費用構(gòu)成，打撈“落魚”方案的總費用由打撈費用及管鞋下裸眼側(cè)鉆的費用構(gòu)成，打撈“落魚”失敗后轉(zhuǎn)為常規(guī)開窗側(cè)鉆的總費用由裸眼打撈的費用、轉(zhuǎn)為常規(guī)棄井的費用及開窗側(cè)鉆的費用構(gòu)成。表達式如下：

F不打撈=QR1T1+CF1

(1)

F打撈=QR2T2+CF2

(2)

F打撈失敗=QR2T3+QR1T4+CF1

(3)

式中：F不打撈——不選擇沖砂打撈方案的總費用，萬元；QR1——常規(guī)棄井的日費，萬元/d；T1——常規(guī)棄井的工期，d；CF1——開窗側(cè)鉆的費用，萬元；F打撈——選擇沖砂打撈方案的總費用，萬元；QR2——沖砂打撈的日費，萬元/d；T2——沖砂打撈的工期，d；CF1——裸眼側(cè)鉆的費用，萬元；F打撈失敗——選擇沖砂打撈方案失敗后轉(zhuǎn)為常規(guī)棄井的總費用，萬元；T3——沖砂打撈的工期，d；T4——沖砂打撈失敗后轉(zhuǎn)為常規(guī)棄井的工期，d。

本文提出2個概念：決策工期和經(jīng)濟工期。決策工期，即根據(jù)沖砂打撈作業(yè)情況，分析其作業(yè)難度，在一定時間內(nèi)做出判斷是否繼續(xù)實施沖砂打撈作業(yè)，該時間稱為決策工期。經(jīng)濟工期，即沖砂打撈作業(yè)所允許的最大時間，超過該時間，則選擇沖砂打撈作業(yè)方案不具有經(jīng)濟優(yōu)勢。

當打撈“落魚”方案的總費用與不打撈“落魚”方案的總費用持平時，即令式(1)=式(2)，可得到T2，即為經(jīng)濟工期。同理，令式(1)=式(3)，可得到T3，即為決策工期。

為方便指導現(xiàn)場決策，制定以下沖砂打撈與側(cè)鉆方案流程圖，見圖1。首先通過對打撈難度的量化分析，根據(jù)方案優(yōu)選方法計算沖砂打撈經(jīng)濟工期，如果設(shè)計的沖砂打撈工期少于經(jīng)濟工期，則實施沖砂打撈方案后在套管鞋下裸眼側(cè)鉆方案是有經(jīng)濟優(yōu)勢的。否則需要計算沖砂打撈決策工期，在嘗試打撈的過程中，計算得到的決策工期內(nèi)做出決定是否繼續(xù)打撈，如果通過嘗試發(fā)現(xiàn)打撈難度很大，無法在經(jīng)濟工期內(nèi)完成作業(yè)，則注水泥塞實施棄井作業(yè)，再進行套管開窗作業(yè)，如果通過嘗試打撈發(fā)現(xiàn)難度不大，可以在經(jīng)濟工期內(nèi)完成打撈，則繼續(xù)沖砂打撈，之后在套管鞋下實施裸眼側(cè)鉆。

圖1 沖砂打撈與側(cè)鉆方案流程圖Fig.1 Fishing and sidetracking scheme

2.2 打撈工期費用敏感性分析

公式(1)即不打撈“落魚”及篩管，常規(guī)棄井作業(yè)后進行套管開窗側(cè)鉆的方案，根據(jù)該方案的鉆井設(shè)計可知，常規(guī)棄井工期為6.50 d，鉆井工期為8.0 d，總工期為14.5 d，總費用為1918萬元。公式(2)即打撈“落魚”及篩管，在套管鞋下進行裸眼側(cè)鉆的方案，由于打撈“落魚”及篩管的難度未知，因此，以沖砂打撈“落魚”及篩管的工期為變量，分別為8.0、10.0、12.0、…、28.0 d，鉆井工期為4.0 d，總工期為12.0、14.0、16.0、…、32.0 d，總費用為1339萬元、1481萬元、1622萬元、…、2755萬元，并以此數(shù)據(jù)得到?jīng)_砂打撈工期費用敏感性分析，見圖2。

圖2沖砂打撈工期費用敏感性分析
Fig.2Sensitivity analysis of sand washing and fishing cost

由圖2可以看出，方案一為不打撈“落魚”及篩管，在“落魚”頂開窗側(cè)鉆方案，黑色代表棄井工期，灰色代表開窗側(cè)鉆工期，折線點代表總費用，方案2至方案12為以沖砂打撈工期為變量的經(jīng)濟敏感性分析。方案2為理想沖砂打撈工期8 d，側(cè)鉆工期為4 d，總費用相對方案1能夠節(jié)約700萬元左右，方案6的沖砂打撈工期為16 d，側(cè)鉆工期為4 d，總費用與方案1相當。由此可以看出，方案2至方案6的總費用相對于方案1是有優(yōu)勢的，即如果沖砂打撈工期能夠控制在16 d以內(nèi)，則沖砂打撈再側(cè)鉆的方案是有優(yōu)勢的，而沖砂打撈工期超過16 d，總費用是超過方案1的，即從經(jīng)濟的角度，是不推薦沖砂打撈作業(yè)的。本文將16 d稱為沖砂打撈經(jīng)濟工期。

因此，對于已知沖砂打撈難度的井，可以通過上述方法計算得到?jīng)_砂打撈經(jīng)濟工期，再進行評估，從而判斷該井是否值得進行沖砂打撈作業(yè)。

2.3 打撈工期經(jīng)濟窗口分析

公式(3)即打撈“落魚”及篩管失敗后轉(zhuǎn)為常規(guī)棄井方案，并進行套管開窗側(cè)鉆的方案，打撈“落魚”失敗所用的工期分別為2.0、3.0、4.0、…、28.0 d，放棄打撈轉(zhuǎn)為常規(guī)棄井所用工期為4.0 d，鉆井工期為8.0 d，總工期為14.0、15.0、16.0、…、40.0 d，總費用為1909萬元、1980萬元、2051萬元、…、3750萬元，并以此數(shù)據(jù)做圖3。

圖3沖砂打撈工期決策窗口分析
Fig.3Analysis of the decision-making window for the sand washing and fishing period

圖3方案1為不打撈“落魚”及篩管，在“落魚”頂開窗側(cè)鉆方案，黑色代表棄井工期，深灰色代表開窗側(cè)鉆工期，折線點代表總費用。方案2至方案18為嘗試沖砂打撈一段時間后(黑色)，發(fā)現(xiàn)難度太大，無法在預(yù)計的沖砂打撈經(jīng)濟工期內(nèi)完成，則需要改為常規(guī)棄井(淺灰色)，然后再實施開窗側(cè)鉆作業(yè)(深灰色)。可以看出，只有方案2的總費用相對于方案1是有優(yōu)勢的，即沖砂打撈的決策工期為2.5 d，即移井架、拆采油樹、防噴器組安裝試壓、起甩井內(nèi)生產(chǎn)管柱以及嘗試沖砂打撈決定是否繼續(xù)打撈作業(yè)的總經(jīng)濟工期為2.5 d，超過該工期，則總費用相對方案1就沒有費用優(yōu)勢。

決策時間越長，總費用越高，因此，要在移井架、拆采油樹、防噴器組安裝試壓及起甩井內(nèi)生產(chǎn)管柱這些作業(yè)環(huán)節(jié)上盡量節(jié)省工期，為沖砂打撈的嘗試多留一些時間，以便能夠摸清井下情況，為是否繼續(xù)實施打撈作業(yè)提供合理的依據(jù)。

3 應(yīng)用分析

3.1 實施情況與效果

通過對打撈工期的費用敏感性分析可以得到?jīng)_砂打撈的決策工期為2.5 d，沖砂打撈經(jīng)濟工期為16 d。實際作業(yè)過程中，“落魚”打撈成功的累計工期只有2.16 d(見圖4)，在沖砂打撈決策工期2.5 d以內(nèi)，分析認為打撈難度不大，現(xiàn)場分析決定繼續(xù)打撈防砂篩管，總工期12.4 d完成打撈作業(yè)，在沖砂打撈經(jīng)濟工期16 d以內(nèi)，表1為實際實施工序及工期。通過本次設(shè)計階段對沖砂打撈難度進行量化，引入沖砂打撈決策工期以及經(jīng)濟工期，對現(xiàn)場的決策起到指導作用，節(jié)約了成本。

圖4 沖砂打撈工期設(shè)計與實際對比圖Fig.4 Comparison of designed period and actual period

3.2 經(jīng)濟效益分析

A井在設(shè)計階段對沖砂打撈作業(yè)難度進行量化，給出了經(jīng)濟打撈工期及決策工期，現(xiàn)場以此作為是否繼續(xù)進行打撈作業(yè)的依據(jù)，避免了盲目的、不計成本地實施打撈作業(yè)，也避免了直接放棄打撈造成側(cè)鉆成本過高的現(xiàn)象，通過嘗試打撈，分析作業(yè)難度，在滿足油藏需求的前提下，最大程度降低總體實施成本，提高油田開發(fā)經(jīng)濟效益。在本井的實施過程中，引入該設(shè)計方法，從而指導現(xiàn)場做出決策，共節(jié)約費用約420萬元。

表1 實際實施工序及工期Table 1 Actual operation process and construction period

4 結(jié)論

(1)隨著渤海油田的深度開發(fā)，老井面臨的情況越來越復雜，此類復雜井也會越來越多，本文提出的打撈經(jīng)濟工期和決策工期計算方法為經(jīng)濟地盤活此類復雜井提供一種新的思路。

(2)渤海油田“落魚”井的打撈側(cè)鉆成本居高不下，放棄打撈或者盲目打撈都并非最經(jīng)濟的方案，尋求經(jīng)濟有效的打撈側(cè)鉆方案尤為重要。

(3)井下“落魚”打撈工期的不確定性導致施工成本不可控，本文提出的打撈經(jīng)濟工期和決策工期有利于施工現(xiàn)場根據(jù)打撈難度及時做出決策，最大程度節(jié)約作業(yè)成本。渤海某油田A井應(yīng)用該決策方法，節(jié)約費用約420萬元。

(4)隨著渤海油田的深入開發(fā)，“落魚”井等復雜情況井也會隨之增加，本文提出的打撈經(jīng)濟工期和決策工期計算方法應(yīng)用前景廣闊，可以有效降低作業(yè)成本。