平台水平井开发技术在X区块扶余油层的应用_王影.pdf

2020年第10期西部探矿工程 * 收稿日期 2019-11-29 作者简介 王影 （1987-） ， 女 （汉族） ， 吉林德惠人， 工程师， 现从事钻井地质设计、 钻井方案编制及地层压力预测的科研工作。 平台水平井开发技术在X区块扶余油层的应用 王影* （大庆油田有限责任公司采油工程研究院， 黑龙江 大庆 163453） 摘要 肇源油田X区块致密砂岩油层具有储层厚度薄、 物性差、 常规技术难动用、 注水不受效、 单井 产量低、 经济效益差等特点。针对肇源油田扶余油层油藏地质特点， 确定采取平台化设计、 工厂化钻 井， 降低成本， 实现肇源油田扶余油层致密油经济有效开发。针对平台水平井施工的一些难点， 结合 井区储层沉积规律、 砂体分布特征和剩余油分布等油藏地质特征， 通过优化平台井轨道、 井身结构、 钻具组合等技术手段， 达到井眼轨道控制并精确中靶， 大幅度提高机械钻速、 缩短钻井时间， 高效安 全快速钻井， 对同类油田致密油水平井开发具有一定指导意义。 关键词 水平井； 平台； 致密油； 钻井设计 中图分类号 TE348 文献标识码 B 文章编号 1004-5716202010-0044-03 1概述 水平井钻井技术的迅速发展主要归因于水平井所 体现出的明显的经济效益。一口水平井的成本约为普 通直井的2倍， 产量可达直井的3～5倍[1-2]。水平井技 术广泛应用于各大油田， 近年来提倡降本增效， 对扶余 油层致密油开发提出新挑战。平台水平井技术应运而 生， 它具有投资少、 见效快、 便于集中管理等优点[3]。肇 源油田X区块扶余油层致密砂岩油储量规模大、 常规 技术难动用、 经济效益差[4]。周围已投产区块直井注水 开发效果差， 产量低， 因此优化产建一体化设计， 部署 平台水平井， 提高储量动用程度， 实现区块经济有效开 发。 2油藏地质特点 X区块位于肇源油田西部， 属于肇源鼻状构造， 整 体呈西北低东南高的构造格局。扶余油层顶面高点埋 深-1165m， 地层倾角2.0～5.3左右， 变化相对较缓； 区 内共发育断层39条， 均为正断层， 断层走向以近南北向 和北北东向为主， 延伸长度0.3～5.5km， 断距5～75m； 扶余油层顶面圈闭类型主要为断鼻和断块。断块相对 开阔、 平缓， 适于部署水平井。X区块扶余油层孔隙度 11.0， 渗透率 0.5010-3μm2， 属于致密油层， 详见表 1。该区已钻探平井及外扩开发首钻井30口， 扶余油层 单井有效厚度10.2m， 其中扶一组及扶二组单井有效厚 度9.8m。地层原油粘度8.16mPas， 压力系数0.947， 油层主要分布在扶一组及扶二组上部， 油藏类型以断 层岩性为主。 油层组 扶一组 扶二组 扶余 孔隙度 （） 资料点数 1005 952 1957 范围 4.3～17.3 4.7～16.7 4.3～17.3 平均值 10.6 11.1 10.9 中值 10.7 11.2 11.0 渗透率 （mD） 资料点数 670 849 1519 范围 0.1～15.7 0.1～12.7 0.1～15.7 平均值 1.46 1.24 1.34 中值 0.58 0.41 0.50 表1肇源油田扶余油层油层段物性统计表 3开发方式及井网设计 根据X井区完钻井厚度及试油情况， 单井钻遇有 效厚度10.2m， 储层厚度较薄， 发育层数较少， 按照以往 的直井开发方式， 难以达到效益开发。开发区井网部 署主要考虑通过水平井体积压裂实现较高的采油速 度， 同时采取平台化设计、 工厂化钻井、 压裂， 降低成 44 2020年第10期西部探矿工程 本， 实现肇源油田扶余油层致密油经济有效开发。 4水平井布井原则 根据水平井挖掘油田局部富集剩余油的目的， 水 平井区的选择遵循以下原则 （1） 整体部署、 多层位动用， 实现储量动用程度最 大化； （2） 坚持平台化设计， 工厂化施工， 降低施工周期； （3） 水平井部署区域构造、 断层落实、 地层倾角变 化较小、 砂体发育稳定、 油水关系清楚； （4） 水平井设计方位原则上与最大主应力垂直， 或 与最大主应力方向保持60以上夹角， 同时兼顾有利砂 体的展布方向； （5） 水平段长度确定依据油藏工程的研究要求及 考虑钻井施工难度， 尽量控制最大规模储量， 一般设计 长度控制在1000m左右； （6） 同一层位水平井间距不小于500m。 5平台水平井钻井设计风险 （1） 浅部地层成岩性差， 胶结疏松， 钻井过程中易 塌、 易漏； （2） 嫩二段地层发育大段泥岩， 吸水水化膨胀易剥 落， 造浆性能强， 易井塌、 钻具泥包及卡钻； （3） 青山口组井壁稳定性差， 易井壁坍塌及卡钻； （4） 该区扶余油层储层裂缝比较发育， 易漏； （5） 平台水平井需要防碰扫描， 井眼轨迹控制难度 大。 6水平井钻井设计 根据已钻直井油层钻遇情况， 结合井区储层沉积 规律、 砂体分布特征和剩余油分布等油藏地质特征， 在 X区块通过优化平台井轨道、 井身结构、 钻具组合、 钻 头、 钻井液体系等技术手段， 达到井眼轨道控制并精确 中靶， 大幅度提高机械钻速、 缩短钻井时间， 高效安全 快速钻井。 6.1平台井轨道优化 平台井设计要依据以下原则 相邻井表层下深交 替错开10m； 相邻井造斜点深度差宜大于30m； 水平井 轨迹平面投影尽量避免相互交叉； 设计平台井井口间 距8m； 新钻井与已钻井实钻井眼轨迹进行防碰扫描， 防碰扫描空间距离大于5m。二维水平井采用 “直增 稳增增” 井身剖面， 三维水平井采用 “提前定向造 斜， 再扭方位造斜” 降低摩阻的井身剖面， 降低钻井施 工风险。 6.2井身结构优化 以往致密油水平井设计由于嫩二段地层发育大段 泥岩， 钻井过程中易塌， 为确保施工安全， 设计三层套 管井身结构， 表层套管下至浅水层以下稳定泥岩段 10m， 保护浅水层； 技术套管下至嫩一段底20m， 封固 易塌地层。X区块以降本增效为目的， 优化设计为两 层套管井身结构， 表层套管下至500m。图1为以往水 平井井身结构设计， 图2为X区块平台水平井两层井身 结构设计。 图1三层套管井身结构 图2两层套管井身结构 6.3钻具组合优化及钻头优选 由于X区块扶余油层砂体发育相对零散， 连续性 差， 且水平段较长， 因此水平段采用旋转导向LWD随 钻测井技术。旋转导向钻井可以避免滑动钻进可能出 现的风险和复杂情况， 在旋转钻进的同时， 实现井眼轨 迹的控制， 提高钻井速度， 同时提高油层钻遇率， 准确 侧钻开窗， 确保入靶点的井斜角、 方位角等在设计要求 的范围内[5]。随钻测井技术可以实时监测井下工程参 45 2020年第10期西部探矿工程 数和地质参数， 避免工程复杂问题并提高中靶率[6-7]。 水平井水平段优化设计钻具组合 215.9mm钻 头165.1mm 旋转导向钻具浮阀165.1mmL- WD127.0mm无磁加重钻杆9.30m127.0m斜 坡钻杆127.0mm加重钻杆334.80m127.0mm 钻杆。 设计水平井一开R235H钻头平均机械钻速最高为 31.71m/h； 二开 M1656RS 钻头平均机械钻速最高为 7.67m/h。 6.4钻井液体系优选 一开采用膨润土钻井液体系， 成本低且保护浅水 层； 二开采用ULTRADRILL水基钻井液体系， 该体系 施工时摩阻低、 扭矩低， 现场返砂效果好， 无阻卡等复 杂情况， 该体系可有效稳定嫩江组和青山口组泥页岩 井壁， 且具有良好的润滑性及泥岩抑制性， 能够满足环 保要求和钻井施工安全。 7应用效果 X区块共设计12口水平井， 共5个平台， 实际平均 完钻井深2763m， 设计平均水平段长度967m， 实钻平 均水平段长度932m， 平均钻遇砂岩长度724m， 钻遇率 达到78。 设计平台布井节省费用 一是征地费用； 二是钻井 液可以进行重复利用； 三是平台井搬迁节省费用， 每口 井节省搬迁0.3d； 保证了工序及时衔接， 提高工厂化钻 井施工时效， 缩短钻井周期， 降低钻井成本， 累计节省 800余万元。 8结论 （1） 平台水平井技术适用于X区块低渗透、 薄油层 油藏， 可以较大程度地改善油藏的生产效果。 （2） 合理的井眼轨道设计、 钻具组合设计， 有利于 井眼轨道控制并精确中靶， 提高机械钻速， 缩短钻井周 期， 降低钻井成本。 （3） 按照 “完钻一口， 评价一口， 设计一口” 的指导 思路， 积极开展储层研究工作， 对储层重新进行评价， 进而提高储层钻遇率。 （4） 通过平台井总体优化设计、 井口布局优化设 计、 防碰绕障设计、 工厂化施工， 达到提速、 提质、 增效 的目标。 参考文献 [1]杲传良.水平井钻井技术在石油勘探开发中的应用与发展 [J].山东科技大学学报 自然科学版， 2000， 19 （2） 117-119. [2]张春梅.英台地区黑帝庙油层勘探评价水平井技术及应用 [J].大庆石油地质与开发， 2015， 34 （3） 29-35. [3]葛云华.从式水平井钻井平台规划[J].石油勘探与开发， 2005， 32 （5） 94-100. [4]王现华.致密砂岩油水平井 “平台化” 设计关键技术及应用 以松辽盆地北部扶余油层为例[J].石油化工高等学校 学报，2016， 29 （1） 21-30. [5]靳金荣， 滕春鸣， 刁意舒， 赵冬云， 周建设.赵东平台C∕D区块 水平井钻井完井配套技术[J].石油钻探技术， 2011， 39 （5） 27-30. [6]孙明光.钻井、 完井工程基础知识手册[M].北京 石油工业出 版社， 2002 257-260. [7]巴树松， 许孝顺.应用随钻测井技术提高水平井开发效果[J]. 石油钻探技术， 2003， 31 （4） 12-14. （上接第43页）（1） 针对页岩气页岩层固井的特殊性， 提出了页岩 气产层固井前置液体系须具备的特点。 （2） 针对页岩气固井前置液体系设计原则， 设计了 冲洗型抗污染隔离液， 并对其润湿反转效果、 冲洗效率 进行了评价， 电导率最高可达0.99， 可将油基钻井液由 亲油特性反转为亲水特性， 且对油基钻井液的冲洗效 率可达98。 （3） 冲洗型抗污染隔离液流变性能可调， 与油基钻 井液、 水泥浆具有良好的相容性， 现场应用效果良好。 参考文献 [1]袁进平，于永金，刘硕琼，等.威远区块页岩气水平井固井技术 难点及其对策[J].天然气工业，2016，363. [2]童杰，李明，魏周胜，等.油基钻井液钻井的固井技术难点与对 策分析[J].钻采工艺，20146. 图5钻井液残留风险分析 46