水平井鉆井技術(shù)優(yōu)化研究與實(shí)施效果

摘要：受平面上斷層發(fā)育、砂體尖滅及分布連續(xù)性差等因素影響，M油藏直井開(kāi)發(fā)效果差，結(jié)合國(guó)內(nèi)外同類型油藏開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，采用水平井開(kāi)發(fā)。為確保水平井成功實(shí)施，開(kāi)展水平井井眼軌跡控制技術(shù)優(yōu)化研究，包括水平井鉆具組合技術(shù)、井眼軌跡測(cè)量技術(shù)以及待鉆眼預(yù)測(cè)技術(shù)等，成功指導(dǎo)實(shí)施3口水平井，生產(chǎn)效果較好，可為同類型油藏提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

主題詞：水平井 ?鉆井技術(shù) 優(yōu)化研究

1.概況

M油藏構(gòu)造屬于遼河斷陷盆地中央隆起的南部?jī)A沒(méi)帶，主要開(kāi)發(fā)目的層為沙河街組大凌河油層，油藏埋深1950～2250m，平均油層有效厚度15m，上報(bào)含油面積3.25km2，石油地質(zhì)儲(chǔ)量781.8萬(wàn)噸，標(biāo)定采收率25.0%，可采儲(chǔ)量195.5萬(wàn)噸。

M油藏儲(chǔ)層主要構(gòu)造-巖性控制，斷層發(fā)育，平面上分布多個(gè)小斷塊，儲(chǔ)層發(fā)育穩(wěn)定性差，地層巖性主要為巨厚塊狀砂礫巖、礫狀砂巖，局部夾薄層泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，地層厚度110～250m，含油井段30～170m，發(fā)育多套小層，單層有效厚度以2～10m為主，砂巖尖滅現(xiàn)象嚴(yán)重。

2.開(kāi)發(fā)中存在問(wèn)題

M油藏采用250m井距直井網(wǎng)開(kāi)發(fā)，2005～2008年先后部署實(shí)施直井22口，受平面上斷層發(fā)育、砂體尖滅及分布連續(xù)性差等因素影響，難以形成規(guī)則生產(chǎn)井網(wǎng)，直井開(kāi)發(fā)效果差，目前開(kāi)井8口，平均單井日產(chǎn)油10噸，采油速度僅0.18%，地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度6.5%，平均單井日產(chǎn)油僅1.25噸，處于較低水平（圖1）。結(jié)合國(guó)內(nèi)同類型油藏開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，計(jì)劃采用水平井開(kāi)發(fā)，增加單控儲(chǔ)量及泄油面積，實(shí)現(xiàn)剩余可采儲(chǔ)量有效動(dòng)用。但受層薄、連續(xù)性差等因素影響，需要對(duì)水平井井眼軌跡控制技術(shù)優(yōu)化研究，提高油層鉆遇率，確定水平井成功實(shí)施。

3.關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1井眼軌跡控制難度

如何控制井眼軌跡是水平井鉆井施工難點(diǎn)，直接決定水平井有否成功，具體包括三方面，一是地質(zhì)設(shè)計(jì)要求水平段軌跡縱向距靶心偏差不超過(guò)±2m，而在實(shí)際打鉆前調(diào)整偏差要求不超過(guò)±1.5m，橫向距靶心不超過(guò)±4m，中靶精度要求高;二是M油藏儲(chǔ)層埋深1950～2250m，造斜點(diǎn)深度大，鉆速相對(duì)小，易卡鉆;三是地層變化大，螺桿造斜率不穩(wěn)定，影響軌跡控制。

3.2軌跡控制技術(shù)

（1）水平井鉆具組合技術(shù)

水平井鉆具組合技術(shù)特點(diǎn)主要有三方面，一是以動(dòng)力鉆具組合為主，造斜段和水平段所有進(jìn)尺全部由動(dòng)力鉆具完成;二是造斜井段全部采用中空型螺桿鉆具，鉆進(jìn)排量達(dá)到40～45L/S，對(duì)保持井眼清潔，消除巖屑床，減少井下阻卡及復(fù)雜情況起到一定的作用;三是動(dòng)力鉆具定向造斜和轉(zhuǎn)盤(pán)鉆相結(jié)合，鉆井過(guò)程中采用定向造斜和轉(zhuǎn)盤(pán)鉆進(jìn)交叉進(jìn)行的方式調(diào)整井眼軌跡，提高實(shí)鉆軌跡與設(shè)計(jì)剖面吻合率。

（2）井眼軌跡測(cè)量技術(shù)

測(cè)量?jī)x器選用ESS電子多點(diǎn)測(cè)斜儀及LWD隨鉆測(cè)斜儀，根據(jù)M油藏地理位置和設(shè)計(jì)方位，優(yōu)選無(wú)磁鉆鋌長(zhǎng)度，全井使用2根無(wú)磁鉆鋌，提高測(cè)量精度，具體測(cè)量方法及數(shù)據(jù)采集主要有三點(diǎn)：一是直井段鉆進(jìn)以防斜打直為目的，每鉆進(jìn)50m，用“R”型單點(diǎn)測(cè)斜儀吊測(cè)一次;二是直井段鉆完后，采用ESS電子多點(diǎn)測(cè)斜儀進(jìn)行測(cè)量，每單根進(jìn)行取值一次;三是造斜段鉆井中，采用LWD無(wú)線隨鉆測(cè)斜儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每個(gè)單根測(cè)量一次井斜、方位，水平井段以ESS電子多點(diǎn)數(shù)據(jù)交井。

（3）待鉆眼預(yù)測(cè)技術(shù)

待鉆眼預(yù)測(cè)技術(shù)主要包括井底預(yù)測(cè)技術(shù)、待鉆井眼設(shè)計(jì)技術(shù)以及分次定向技術(shù)。

①井底預(yù)測(cè)技術(shù)

采用螺桿鉆具組合造斜時(shí)，井底實(shí)際井斜和方位預(yù)測(cè)結(jié)果存在著差異，差異值準(zhǔn)確度直接影響井眼軌跡，可采用外推法進(jìn)行井底預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)軌跡控制優(yōu)化。

②待鉆井眼設(shè)計(jì)技術(shù)

從造斜點(diǎn)開(kāi)始直到水平段完鉆施工過(guò)程中，對(duì)每趟鉆進(jìn)行待鉆井眼設(shè)計(jì)，指導(dǎo)鉆具組合優(yōu)化。在造斜過(guò)程中，要以入靶點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行待鉆井眼設(shè)計(jì)，進(jìn)入水平段后，以期望縱向誤差、橫向誤差為目標(biāo)，進(jìn)行待鉆井眼預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)。

③分次定向技術(shù)

分次定向技術(shù)是采用比設(shè)計(jì)造斜率稍高的造斜工具進(jìn)行定向造斜，當(dāng)發(fā)現(xiàn)軌跡超前時(shí)，采用轉(zhuǎn)盤(pán)鉆穩(wěn)斜或微增斜鉆進(jìn)一段后，根據(jù)軌跡需要再次定向鉆進(jìn)，既能夠加快鉆速又能提高中靶精度。

3.3優(yōu)選鉆井液體系

根據(jù)M油藏地質(zhì)特點(diǎn)、井身結(jié)構(gòu)、施工及完井方法的要求，以施工安全和保護(hù)油層為中心，優(yōu)化鉆井液體系，其中直井段采用普通水基搬土鉆井液，造斜段采用XC生物聚合物混油鉆井液，水平段使用搬土聚合分散混油鉆井液。

3.4固井與完井技術(shù)

表層套管固井采用內(nèi)管柱注水泥技術(shù)，水泥漿平均密度為1.85g/cm3，技術(shù)套管固井采用水泥為G級(jí)加砂油井水泥，平均密度1.87g/cm3，均要求水泥返至地面、固井質(zhì)量合格。

4.實(shí)施效果

根據(jù)上述研究成果，M油藏2020年部署實(shí)施3口水平井，鉆井過(guò)程中未出現(xiàn)卡鉆、漏失、井涌等異常情況，油層鉆遇率95.8～97.6%，固井質(zhì)量合格，常規(guī)投產(chǎn)后，平均單井初期日產(chǎn)油20.5噸，目前日產(chǎn)油15.8噸，階段累產(chǎn)油1.2萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)全生命周期累產(chǎn)油3.0萬(wàn)噸。

5.結(jié)論

（1）受平面上斷層發(fā)育、砂體尖滅及分布連續(xù)性差等因素影響，M油藏直井開(kāi)發(fā)效果差。

（2）為確保水平井成功實(shí)施，開(kāi)展水平井井眼軌跡控制技術(shù)優(yōu)化研究，指導(dǎo)實(shí)施3口水平井，取得較好生產(chǎn)效果。

（3）本文在水平井井眼軌跡控制方面取得成果及認(rèn)識(shí)，可為其它油田提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉健寧.水平井鉆井速度影響因素及提速措施分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2016（05）.

[2] 劉桂君.杭錦旗區(qū)塊水平井井眼軌跡控制技術(shù)[J].西部探礦工程.2020（06）.

[3] 李永軍.水平井鉆井施工過(guò)程軌跡控制研究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量. 2017（14）.

作者簡(jiǎn)介：張升峰，男，1986年9月出生湖南邵陽(yáng)，回族，工程師，2012年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京），現(xiàn)于中石油遼河油田公司鉆采工程技術(shù)部從事鉆井管理工作。

中國(guó)石油遼河油田公司 ?遼寧 ?盤(pán)錦 124010