瑪湖油田M區(qū)塊產能建設分析

◇中國石油新疆油田公司 張繼卓 張 博 巨朋凱 石闖軍

本文基于瑪湖油田M區(qū)塊的產能建設過程，對產能建設中地質、鉆井、采油、地面工程四個專業(yè)遇到的問題難點予以剖析，研究M區(qū)塊的未來開發(fā)方式，總結M區(qū)塊整個產能建設歷程的開發(fā)經(jīng)驗和教訓，對國內外其它類似油藏的開發(fā)具有一定的借鑒和指導意義。

1 項目概況

1.1 地理位置

M井區(qū)位于西北緣瑪湖凹陷西環(huán)帶瑪北斜坡，行政隸屬新疆維吾爾自治區(qū)克拉瑪依市和塔城地區(qū)和布克賽爾蒙古自治縣。

1.2 構造特征

M井區(qū)區(qū)域構造位于瑪湖凹陷西環(huán)帶瑪北斜坡，發(fā)育深大斷裂溝通油源，整個中央隆起帶為油氣聚集有利區(qū)。井區(qū)東、西、北三面發(fā)育三條主控斷裂，均為逆斷裂，下烏爾禾組與百口泉組構造具有繼承性，頂面構造形態(tài)整體為向南傾的單斜，東部地層傾角較陡，西部較緩，整體為一鼻狀構造，在M006井附近發(fā)育低幅度背斜。井區(qū)內烏爾禾組、百口泉組油藏為受這三條斷裂控制形成的巖性油藏。

1.3 沉積特征

M井區(qū)主體屬于夏子街物源體系，發(fā)育在扇體的西側，物源東北方向，下烏爾禾組、百口泉組均為夏子街三角洲相沉積體系。下烏爾禾組和百口泉組沉積亞相皆屬于扇三角洲前緣沉積，主要發(fā)育水下分流河道沉積。

1.4 油藏特征

M井區(qū)井區(qū)百口泉組油層主要發(fā)育在T1b22、T1b12及T1b13三個砂層組，縱向上油層發(fā)育個數(shù)少，單油層發(fā)育較厚（5.3 m）且連續(xù)，主要集中在T1b22、T1b12、T1b13局部發(fā)育；橫向變化較小。

1.5 物性特征

據(jù)物性資料分析，M井區(qū)下烏爾禾組儲層孔隙度介于1.57%～17.83%，平均6.69%；滲透率介于0.01 mD～944.1 mD，平均1.00 mD。

M井區(qū)百口泉組儲層孔隙度介于3.97%～14.73%，平均8.01%，滲透率介于0.01 mD～337 mD，平均0.51 mD。

1.6 開發(fā)簡況

M井區(qū)目前共有直井/定向井67口，開井55口，水平井48口，開井22口，最高月產17248 t/d，累計產油53.1×104t。2013年投入第一口水平井以來，水平井發(fā)展迅速，目前水平井井數(shù)占比41.7%，產量貢獻26.6%，隨著開發(fā)年限增加，占比將大幅增加。

1.7 產能建設部署

M井區(qū)2020年計劃實施開發(fā)井31口，其中油井28口，控制井3口。單井設計井深5235 m，鉆井進尺16.23×104m，單井設計產能24.8 t/d，新建產能22.92×104t。

2 目前工藝適應性

2020年在國際油價持續(xù)低迷和國內外疫情的雙重考驗下，M區(qū)塊采用大段多簇+極限限流射孔+段內暫堵壓裂工藝。其中大段多簇由之前的單段3三簇提高到單段6簇，可以減少橋射作業(yè)次數(shù)，降低復雜風險與成本，提高施工效率。

2.1 大段多簇提高施工效率

2019年常規(guī)壓裂工藝：單井平均施工時間12.1天，施工效率10.5天/1000m。

2020年大段多簇壓裂工藝：單井平均施工時間7.4天，施工效率5.4天/1000m。

2.2 極限限流射孔免泡酸

截至8月1日M井區(qū)施工24井249段，酸處理45段，平均酸處理比例18%。

3 項目進展及復盤

3.1 項目進展

當前鉆井、壓裂工作已完成，剩余地面工程未完。按照M井區(qū)產能建設部署情況，2020年共計實施53口采油井（包括22口跨年井，31口新井）及地面配套設施。截至目前M井區(qū)跨年工程于3月25日復工，已完成21口，計劃11月20日完成?？缒旯こ绦蜗筮M度95%。2020年地面部署實施31口（3口控制井）單井，目前已完成11口。新井完成進度39%。

3.2 項目復盤

a、鉆井復雜及事故情況對比分析。與2019年同期對比，2020年M區(qū)塊復雜損失總時間由4278 h下降至2228 h，同比下降92%，其中井漏損失時間由4042 h降至2186 h，同比下降85%。與2019年同期對比，2020年卡鉆事故損失時間由20 h增至144 h，落物事故損失小時由608 h，降至323 h，同比下降88%。

b、鉆井分段提速指標。2020年M區(qū)塊應用瑪湖地區(qū)鉆井提速攻關形成的鉆頭序列，上部直井段采用微彎螺桿鉆具防斜打快，造斜段選用旋轉導向+高效PDC鉆頭提速，水平段采用旋轉導向+高效PDC鉆頭或大功率螺桿應用組合形式，與2019年完鉆井指標相比，在造斜段機速、水平段機速有了一定幅度的提高，不同提速工具下的造斜段、水平段工期也相應下降。

c、鉆井總體提速指標。2020年M區(qū)塊共完鉆井31口，平均井深5244 m，平均水平段長1554 m，鉆井周期72.8 d，三開周期56.6 d。與2019年相比完井平均井深（5085 m）增加159 m，平均水平段長（1447 m）增加107 m，鉆井周期（85.4 d）減少12.6 d，三開周期（90.91 d）減少10 d。區(qū)塊最佳指標：克鉆50071承鉆的M1井最短鉆井周期43.17 d，三開周期28.0 d。

d、水平井固井質量跟蹤。2020年M井區(qū)年完成中完固井31口，不合格5口，三開井完井固井27口，不合格5口，聲幅顯示膠結不合格，質量不合格主要原因：

（1）漏失嚴重，下套管過程即出現(xiàn)失返性漏失，泥漿堵漏無效，井中大顆粒堵漏劑含量多，固井前泥漿未能充分循環(huán)，導致水泥漿膠結差。

（2）由于薄弱地層漏失導致漿柱壓力下降，目的段水泥漿候凝過程受到油氣侵。

解決措施：

（1）緊密跟蹤鉆井過程生產動態(tài)，對于復雜井提前進行井眼準備及固井方案討論 。

（2）下套管前做好井眼準備工作，進出口泥漿密度一致，必須完全壓穩(wěn)。

（3）下套管前做好地層承壓能力驗證，若地層承壓能力過低，應采取多種方式提高地層承壓能力，。

（4）持續(xù)優(yōu)化水泥漿抗油、氣、水侵性能，確保目的層封固質量。

（5）根據(jù)鉆進情況優(yōu)化施工排量，找準當量密度平衡地層，確保后期替漿壓穩(wěn)和井漏預防。

e、問題：鉆井復雜仍有一定占比。2020年，M區(qū)塊因井下復雜共損失工期119天（平均復雜時率6.1%），其中，2口井遭遇鉆壓干擾導致的溢流復雜、共損失工期35天，其余復雜以井漏為主、共損失工期84天。

下面是關于不同復雜類型損失時間和不同低層經(jīng)漏次數(shù)統(tǒng)計，以及2304/2044兩口受干擾井數(shù)據(jù)。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)漏失層主要為八道灣和百口泉，需進一步強化風險評估和鉆壓干擾處置能力；力爭總復雜時率控制在5%以內。

主要措施：

（1）進入八道灣組之前，鉆井液中加入5%KCl、2%～3%乳化瀝青，增強井壁穩(wěn)定性。

（2）進入八道灣組后，采用低排量鉆進，減小井底壓差；控制下鉆速度，避免泵壓過高憋漏地層。

（3）百口泉組油氣水活躍，需加強現(xiàn)場鉆井液性能抽檢，同時采取批鉆批壓，避免鉆壓干擾。

f、壓裂干擾?，敽貐^(qū)壓裂干擾普遍存在，截止2020年7月31日，M井區(qū)2020年壓裂共發(fā)生壓鉆干擾2口，2井次；壓產干擾12口，14井次。壓裂干擾對鉆井作業(yè)，老井生產產生嚴重影響，截止目前影響鉆井工期35天，影響產量7095 t。

干擾井施工表現(xiàn)：干擾時壓裂施工曲線上有較為明顯的反應，壓力呈斜直線下降，代表原有大裂縫開啟，而非壓裂破裂特征。

被干擾井生產表現(xiàn)：被干擾生產井油壓突升或突降，液量、含水升高，排液一段時間后能夠恢復正常生產。

壓裂干擾溝通類型主要為2類（壓力傳導型、裂縫溝通型），M井區(qū)以裂縫溝通型為主。

壓裂干擾距離遠（最大2300 m)，方向近東西向，與最大主應力方向一致。

壓裂干擾可跨層位（壓裂井M2為T1b22層，被干擾井M3為T1b13層）。

干擾產生原因（兩種觀點）：儲層微裂縫是壓裂干擾頻繁發(fā)生的原因；第二種觀點：脆性指數(shù)低、偏軟的儲層更易發(fā)生干擾。根據(jù)壓裂干擾層段分析，壓竄層位主要表現(xiàn)為：泊松比較大、泥質含量高、脆性指數(shù)小。泊松比越大，外部注入條件相同時儲層易變形；泥質含量越高，脆性指數(shù)越小越容易形成簡單的長直縫從而形成水竄通道。

在人工裂縫延伸方向已知前提下，國外通過兩口井的射孔簇交錯布置成功用于預防壓裂干擾。

g、時效復盤。截至8月1日，M井區(qū)統(tǒng)計57口井共計影響壓裂作業(yè)時間2108 h，其中，測井施工中出現(xiàn)的問題影響最多，占比接近1/3，其余因素設備維修、天氣、等物資、暫堵劑、供水等皆占有一定比例。

h、橋塞移位。統(tǒng)計M井區(qū)31口井共計下入8個廠家橋塞273只，速鉆橋塞65只，可溶橋塞208只，移位8只，移位主要發(fā)生在送球及前置液段塞攜砂階段，表現(xiàn)為壓力突降。其中海格瑞恩可溶橋塞和重慶華油可溶橋塞失效數(shù)量較多。

i、測井問題。M井區(qū)近期頻發(fā)射孔橋塞工具串下入過程中遇阻/卡情況，統(tǒng)計5口井遇阻情況發(fā)現(xiàn)大多發(fā)生在第二級施工過程中，遇阻點井斜大于60°，遇阻點固井質量普遍差。

j、供水。M井區(qū)北部主力供水水池為1號、2號池子和兩個1500 m3游泳池。共有6口水源井供水，日供水量6720 m3，風城凈化水8000 m3，新建1條瑪131通向M的清水管線日供水量7000 m3，共計日供水量21720 m3。按5個壓裂工作面同時工作測算，每個壓裂面日均壓裂1.5級，共計7.5級，日最大用水量17325 m3。富裕4395 m3每天。滿足北部5個壓裂面供水需求。

M井區(qū)南部主力供水水池為3號、4號池子。共有3口水源井供水，日供水量3360 m3。按2個壓裂工作面同時工作測算，每個壓裂面日均壓裂1.5級，共計3級，日最大用水量6930 m3。兩個25600 m3蓄水池蓄滿，加上搬家時間，滿足2個壓裂面同時作業(yè)的壓裂需求。

整個M井區(qū)總水量滿足7個壓裂面同時施工的壓裂需求。

4 效果評價及下步建議

4.1 為了降低成本，部分物性差層段舍棄不壓裂

為了進一步落實Ⅳ類油層的油層潛力，選擇M井區(qū)M4井第3級開展Ⅳ類油層試產。該井油層厚度較大，平均11 m，測試目的層位于油層底部，測井綜合解釋為Ⅳ類油層。

具體要求如下：第1、第2段按照正常設計施工（加入水相、油相示蹤劑，以驗證第1、2段對后續(xù)非油層段壓裂試驗生產效果的影響），第2段施工結束后大排量洗井，并下入全封堵速鉆橋塞，進行非油層段（第3段）壓裂，第3段施工結束后即返排生產并取樣分析，根據(jù)生產效果安排第4～11段的施工。

為避免對非油層段壓裂試驗效果的影響，要求鄰井暫不壓裂。

M4井2020年6月26日開井生產，截止目前已生產30天，目前單井平均日產液74.6 t/d，平均日產油14.0 t/d，平均含水20%；累計產油182.5 t，最高單井日產油23.2 t，生產效果超預期。

6月26日開井生產，于6月27日開始取樣檢測，產出液中均檢測出一、二段的水相、油相示蹤劑，7月22日補下橋塞后依然可檢測到示蹤劑，排除橋塞漏失的判斷，且JWST-2示蹤劑濃度高于JWST-1示蹤劑。

結合示蹤劑的檢測結果與聲幅測井成果圖發(fā)現(xiàn)第一、二段的固井質量不是太好，認為可能存在管外竄。

從現(xiàn)場示蹤劑的添加記錄可以得知，第一段水/油相示蹤劑的注入濃度皆為0.856 μg/mL，第二段水/油相示蹤劑的注入濃度皆為0.264 μg/mL，基于示蹤劑的稀釋原理，暫時不考慮其它因素的影響，可簡單列出下式：

將生產數(shù)據(jù)與示蹤劑檢測結果代入式中可簡單計算出各段貢獻液/油量與比例?？梢钥闯龅谌蔚呢暙I液量占比為60%～90%，為產出液的主力貢獻層段。

從實鉆軌跡圖可以看出，第三段解釋為Ⅳ類油層的原因可能為鉆井軌跡偏移到非油層，但距離油層的距離很近，設計縫長100m足以溝通覆蓋到好油層，仍具有一定的生產能力。對油層的劃分不能光看“孔滲飽”，應結合實際給出合理的改造意見。

4.2 壓裂工藝技術“組合拳”實驗

目的：強化壓裂參數(shù)提產（高加砂強度、高密度裂縫）、全程滑溜水控液砂比降本。

思路：單簇極限限流射孔+大段多簇小間距（多級暫堵）+高加砂強度小粒徑石英砂+全程滑溜水攜砂施工。

M北部M5、M6井前期水平段未改造完，待后期二次壓裂。截止2020年7月27日，M北部2口井累計產油5.5×104t，平均單井產油2.7×104t。

4.3 M井區(qū)效果分析

M井區(qū)百口泉組T1b22發(fā)育的扇三角洲平原相帶主河道沉積展布規(guī)律清晰，表現(xiàn)為明顯的“枝”狀條帶特征，展布出4條優(yōu)勢相帶，M7和M8位于第四條優(yōu)勢相帶。根據(jù)已完鉆控制井，南部未部署區(qū)域主力層T1b22油層厚度大，平均9.74 m。

M井區(qū)南部4口側鉆井喜獲高產，特別是M9井在規(guī)模建產區(qū)外圍獲百噸高產工業(yè)油流，展現(xiàn)了MA-MB井區(qū)巨大的開發(fā)潛力，拓展了瑪湖地區(qū)規(guī)模建產新區(qū)域，極大推動了M井區(qū)至S井區(qū)之間近100平方公里空白帶的評價開發(fā)進程，待MA-MB井區(qū)域落實后，將實現(xiàn)S-M井區(qū)油藏的集群連片。

5 結論

（1）M井區(qū)南部油層厚度大，生產效果明顯好于整體。建議盡快落實南部區(qū)域油層特征，加快M南部區(qū)域開發(fā)。

（2）M井區(qū)縱向上油層厚度大，發(fā)育個數(shù)多，地質條件與L井區(qū)相似，可考慮小井距立體式開發(fā)方式。

（3）二開做好八道灣井漏預防工作，發(fā)生井漏后，根據(jù)漏失類型，采取有針對性的堵漏方式進行一次集中堵漏，如不成功直接進行注灰堵漏，縮短復雜處理時間。

（4）考慮到M后續(xù)規(guī)模開發(fā)，針對平臺井偏移距大、防碰問題，進行三維轉雙二維軌道設計，降低三開造斜過程中井底正位移對后續(xù)軌跡控制的影響，從而實現(xiàn)安全快速鉆進。

（5）結合M多口井套變問題，可對后期其它區(qū)塊壓裂計劃的實施提供參考，對于固井質量不好的井，可考慮在壓裂順序上靠前實施。

（6）經(jīng)過M4實驗可以看出，Ⅳ類油層仍具有改造潛力，不能輕易舍棄，對油層的劃分不能光看“孔滲飽”，應結合實際給出合理的改造意見。

6 認識與收獲

歷經(jīng)1年時間，通過對M井區(qū)2020年產能建設跟蹤學習，我們對M井區(qū)的地質特征、工程技術有了清晰的認識，也對項目管理有了深刻的理解。其間，搭建“瑪湖小講堂”知識學習交流平臺、多專業(yè)現(xiàn)場巡回檢查、多專業(yè)融合辦公等，使我們在學習本專業(yè)的同時也對其他專業(yè)有了一定的認識，同時專業(yè)協(xié)作也使我們的團隊更加具有凝聚力。在今后的學習工作中，我們將直面挑戰(zhàn)，繼續(xù)努力，為能源事業(yè)的進步貢獻力量。