趙少偉，范白濤，楊秋榮，李長林

(1.中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300452；2.海洋石油高效開發(fā)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300452；3.中國石油大學(xué)(北京)，北京 300452)

海上油氣田低效井側(cè)鉆技術(shù)

趙少偉1，2，范白濤1，2，楊秋榮1，李長林3

(1.中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300452；2.海洋石油高效開發(fā)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300452；3.中國石油大學(xué)(北京)，北京 300452)

考慮到渤海油田開發(fā)生產(chǎn)不斷推進(jìn)，低產(chǎn)、停產(chǎn)以及報(bào)廢井越來越多，迫切需要通過鉆調(diào)整井或治理低效井來挖潛老油田剩余油，提高油田采收率。分析渤海油田不同類型的剩余油分布，研究對(duì)應(yīng)的側(cè)鉆方式，根據(jù)陸地油田老井側(cè)鉆技術(shù)調(diào)研情況，結(jié)合渤海油田自身特點(diǎn)，提出用修井機(jī)進(jìn)行低效井側(cè)鉆中短半徑井眼的技術(shù)思路，配套鉆完井工程方案及作業(yè)成本初步估算，認(rèn)為技術(shù)方案可行。

渤海油田；低效井；低成本側(cè)鉆；中短半徑；修井機(jī)；剩余油

目前渤海油田部分生產(chǎn)油田年產(chǎn)油量遞減率達(dá)到8%～10%，穩(wěn)產(chǎn)壓力很大，且海上平臺(tái)壽命有限，需要不斷鉆調(diào)整井或治理低效井，提高油田的采收率。然而，調(diào)整井的作業(yè)面臨著諸如槽口資源有限、鉆機(jī)資源緊張、作業(yè)成本高及作業(yè)實(shí)施受限等因素的制約，不能滿足油田進(jìn)一步開發(fā)的要求。隨著油田開發(fā)生產(chǎn)的不斷推進(jìn)，渤海油田低效井日益增多。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，渤海油田目前低效井已達(dá)200余口，對(duì)低效井的治理應(yīng)引起重視。

渤海油田低效井主要為因長期注水開發(fā)、儲(chǔ)層高水淹導(dǎo)致的高含水井，還包括因工程原因(出砂),以及因儲(chǔ)層物性差等地質(zhì)原因?qū)е碌牡彤a(chǎn)井。低效井的治理主要采用老井側(cè)鉆技術(shù)，即利用原井部分井筒,以及完好的地面設(shè)備，在原來的井筒上開窗，向地下油層進(jìn)行橫向水平鉆進(jìn)，挖掘局部豐富的剩余油，提高油田采收率[1]。目前渤海油田側(cè)鉆井主要受油藏布井、鉆完井難度及成本的制約，并未在低效井中大規(guī)模推廣應(yīng)用。因此，可通過研究低成本的老井眼側(cè)鉆技術(shù)，救活低效井，挖潛老井周邊剩余油，改善油井生產(chǎn)狀態(tài)，延長油井壽命，提高油田整體采收率及開發(fā)效益。

2 渤海油田低效井側(cè)鉆方式選擇

渤海油田低效井側(cè)鉆方式主要?dú)w結(jié)為兩種：①側(cè)鉆定向井，通過變密度射孔、選擇性射孔、量體裁衣方式防砂(如循環(huán)充填、壓裂充填、微壓裂)使得注水的受效前緣整體推進(jìn);②側(cè)鉆水平井，通過領(lǐng)眼探路、側(cè)鉆水平井至未動(dòng)用或者動(dòng)用程度較低的油層開采。實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)剩余油分布情況，選擇適合的側(cè)鉆方式。

2.1 層間剩余油挖潛側(cè)鉆方式

由于層間的非均質(zhì)性，在層組水淹時(shí)，因各小層間物性差異，水淹程度不一。物性較好的油層水淹程度高，物性較差的油層未水淹或者弱水淹。治理這類高含水井，可通過測井定量解釋，找準(zhǔn)由于層間差異形成的未波及剩余油富集區(qū)，并通過定向井選擇性射孔避開水淹層，或者側(cè)鉆水平井進(jìn)行開采。見圖1。

圖1 層間剩余油挖潛側(cè)鉆方式示意

2.2 油層頂部剩余油挖潛側(cè)鉆方式

由于受到韻律沉積或者重力的影響，注入水易沿下部突進(jìn)，造成下部水洗嚴(yán)重，上部弱水洗。油層底部水淹，頂部剩余油富集。對(duì)于此類底水的厚油層，應(yīng)直接側(cè)鉆水平井至油層底部挖潛。見圖2。

圖2 油層頂部剩余油挖潛側(cè)鉆方式示意

2.3 平面剩余油挖潛側(cè)鉆方式

因平面上受低滲透、井網(wǎng)不完善或者邊角的影響，會(huì)造成島狀水淹、局部連片，剩余油分布復(fù)雜，大多呈零星片狀分布?？衫秒A梯式井眼、波浪式井眼、平面“S”形井眼等多靶點(diǎn)定向井或者水平井開采。見圖3。

圖3 平面剩余油及挖潛側(cè)鉆方式示意

2.4 井間剩余油挖潛側(cè)鉆方式

在縱向非均質(zhì)性強(qiáng)的多油層開發(fā)中，井與井之間的壓力平衡區(qū)的油氣不易流動(dòng)，形成剩余油富集區(qū)。井間有未鉆遇到的小型砂體，油氣無法得到開采，形成剩余油[2]。針對(duì)井間剩余油，可通過側(cè)鉆水平井進(jìn)行挖潛。見圖4。

圖4 井間剩余油及挖潛側(cè)鉆方式示意

渤海油田低效井側(cè)鉆井位的設(shè)計(jì)，需在油藏精細(xì)描述及剩余油分布規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，綜合考慮開發(fā)井網(wǎng)的部署、調(diào)整和長期規(guī)劃，以最大限度改善油田開發(fā)效果為根本。

3 陸地油田老井側(cè)鉆技術(shù)

老井側(cè)鉆技術(shù)是老油田盤活報(bào)廢井、挖潛剩余油、提高采收率的重要手段，該技術(shù)已在國內(nèi)外許多陸地油田得到廣泛應(yīng)用，形成了包括井眼軌跡設(shè)計(jì)、套管開窗、地質(zhì)導(dǎo)向及監(jiān)測及完井防砂等一系列完整的工藝措施及配套工具體系[3-10]。

陸地油田側(cè)鉆井的主要特點(diǎn)是以側(cè)鉆水平井為主，側(cè)鉆長度一般不會(huì)超過500 m，側(cè)鉆點(diǎn)的位置距離儲(chǔ)層較近，井型多以中短半徑為主，且多采用小井眼側(cè)鉆，完井方式多樣，見圖5。陸地油田側(cè)鉆井成本約占常規(guī)新井的40%左右，側(cè)鉆井單井日產(chǎn)不高，壽命一般在5年左右。

圖5 陸地油田側(cè)鉆井主要完井方式

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國主要陸地油田近年來平均每年實(shí)施老井側(cè)鉆150余口，增油效果顯著。見圖6。而陸地油田側(cè)鉆井單井成本較低，一般在500萬元以內(nèi)。

圖6 陸地部分油田近年來側(cè)鉆井年工作量及增油量統(tǒng)計(jì)

4 渤海油田低效井側(cè)鉆工程技術(shù)方案

低效井側(cè)鉆技術(shù)已在陸地油田廣泛應(yīng)用，并取得了較好的產(chǎn)能和效益。相對(duì)于陸地油田，渤海油田低效井側(cè)鉆剩余油辨識(shí)難度明顯增大。主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：渤海油田單平臺(tái)井?dāng)?shù)少、井距大，對(duì)砂體空間展布認(rèn)識(shí)比較困難；由于采用多層合采合注，層間干擾嚴(yán)重，油水關(guān)系復(fù)雜，剩余油描述難度大；采用分段防砂，防砂段內(nèi)小層多，生產(chǎn)井難檢測，各小層產(chǎn)、吸量不易求取。為了充分開發(fā)渤海油田，降低成本提高經(jīng)濟(jì)效益，需要制定量體裁衣式的老井側(cè)鉆技術(shù)方案，通過低成本側(cè)鉆定向井來認(rèn)識(shí)清楚剩余油分布，并在此基礎(chǔ)上多次側(cè)鉆定向井或者水平井以實(shí)現(xiàn)效益和產(chǎn)能最大化。

4.1 海上油田低效井側(cè)鉆方案分析

針對(duì)海上油田低效井周邊剩余油分布情況，可以選擇長半徑(曲率半徑>286 m、狗腿度<6°/30 m)、中半徑(曲率半徑，85～286 m、狗腿度：(6°～20°)/30 m)、短半徑(曲率半徑：12～85 m、狗腿度：(20°～140°)/30 m)側(cè)鉆。實(shí)際作業(yè)過程中為減少靶前位移，節(jié)約進(jìn)尺，降低鉆機(jī)負(fù)荷，同時(shí)要保證鉆井容易實(shí)施，完井方式靈活可選，建議渤海油田采用(6°～10°)/30 m的中半徑定向井和水平井進(jìn)行低效井側(cè)鉆作業(yè)。

側(cè)鉆中短半徑水平井和定向井的主要優(yōu)點(diǎn)：①利用老井(廢棄井)進(jìn)行開窗側(cè)鉆完成新的勘探開發(fā)目的，周期短、材料少、見效快，降本增效;②井眼小、井段短，對(duì)井場面積和鉆井機(jī)具要求低;③在相對(duì)穩(wěn)定的地層中作業(yè)可以有效預(yù)防和減少井下復(fù)雜事故的發(fā)生;④靶前位移短，地層變化相對(duì)較小，提高了靶點(diǎn)的確認(rèn)精度，可在小斷塊油藏內(nèi)獲得較長的水平段，在較薄油氣層中的靶區(qū)命中率較高;⑤造斜井段較短，造斜點(diǎn)距油層垂向距離很短，電泵可設(shè)置在造斜點(diǎn)以上的井段進(jìn)行開采。

同時(shí)，側(cè)鉆中短半徑水平井和定向井也面臨一些困難，諸如造斜率高，對(duì)導(dǎo)向工具性能要求高；造斜段短，調(diào)整空間有限，小鉆具柔性強(qiáng)，數(shù)據(jù)測量滯后對(duì)軌跡控制的影響大；井眼曲率大，管柱下入困難；小井眼的層間封隔、固井、防砂難度大等。因此，需要制定詳細(xì)的工程技術(shù)對(duì)策，以保障作業(yè)的安全順利進(jìn)行。

通過國內(nèi)外鉆完井工藝技術(shù)及工具調(diào)研，以目前的鉆完井技術(shù)水平，9-5/8 in套管開窗可鉆8-1/2 in及以下井眼，7 in套管開窗可鉆6 in、5-7/8 in、4-3/4 in井眼。以7 in套管開窗為例，分析適用于渤海油田側(cè)鉆小井眼的井身結(jié)構(gòu)、完井方式及具體技術(shù)方案，見表1、2。

表1 側(cè)鉆中短半徑井眼井身結(jié)構(gòu)及完井方式 in

4.2 修井機(jī)側(cè)鉆能力評(píng)估

低效井側(cè)鉆首選修井機(jī)作業(yè)，以降低對(duì)大型資源的依賴。一般來說，海洋修井機(jī)井架在額定載荷下能滿足工作要求，但當(dāng)海洋修井機(jī)用于開窗側(cè)鉆作業(yè)時(shí)，其鉆井深度不能等同于修井深度，所以有必要對(duì)修井機(jī)的側(cè)鉆能力進(jìn)行評(píng)估。以鉆8.5 in和6.0 in的井眼為例，對(duì)修井機(jī)的作業(yè)能力進(jìn)行校核，見圖7。結(jié)果顯示，目前渤海油田的修井機(jī)均可滿足側(cè)鉆井作業(yè)要求。

4.3 成本估算與對(duì)策

按照目前合同模式，側(cè)鉆點(diǎn)深度1 500 m，6 in井眼側(cè)鉆600 m井段水平井，鉆井周期8.5 d，鉆井費(fèi)用為950萬元。在老井側(cè)鉆施工過程中，可采取以下措施降本增效：船舶及直升機(jī)與油礦共享，可節(jié)約運(yùn)輸及燃料費(fèi)100萬元；簡化錄井資料要求及設(shè)備，可節(jié)約費(fèi)用10萬元；簡化測井資料要求(兩條線)，可節(jié)約費(fèi)用50萬元；井口、套管隊(duì)等服務(wù)由井隊(duì)承擔(dān)，可節(jié)約費(fèi)用10萬元；采用模塊化固井設(shè)備，不使用固井拖輪，可節(jié)約費(fèi)用30萬元；其他方面采用特殊合同模式，可節(jié)約費(fèi)用100萬元。因此鉆井費(fèi)用可控制在650萬元左右，加上棄井和完井費(fèi)用，單井成本可控制在1 100萬元左右。

按照當(dāng)前油價(jià)每桶55美元，匯率6.1，操作費(fèi)每年80萬元，以及各種稅費(fèi)30%，假設(shè)單井日產(chǎn)量20 m3/d，年收入996.6萬元，預(yù)期2年收回成本。

表2 側(cè)鉆中短半徑井眼技術(shù)方案分析表

圖7 海洋修井機(jī)側(cè)鉆能力計(jì)算圖版

利用低效井側(cè)鉆中短半徑井眼技術(shù)，采用以上管理措施可大幅降低鉆井成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)論

1)海上油田低效井不斷增多，投資成本高且產(chǎn)能收益低，解決這一現(xiàn)狀是油田面臨的重大難題；低成本側(cè)鉆技術(shù)是治理低效井的有效手段，可改善老油田儲(chǔ)藏動(dòng)用度，提高油田采收率，已在陸地油田廣泛應(yīng)用，并獲得了較好的產(chǎn)能和收益，該技術(shù)在海上油田也具有廣闊的應(yīng)用前景。

2)低效井治理油藏研究應(yīng)盡量在低效井周邊做文章，進(jìn)行合理的配產(chǎn)及生產(chǎn)周期預(yù)測，爭取充分開采老井周邊及井間剩余油。根據(jù)海上油田各油藏的實(shí)際情況，選擇合適的老井側(cè)鉆方式，制定合理的井身結(jié)構(gòu)以及完井方式，是側(cè)鉆成功的關(guān)鍵。

3)鉆完井技術(shù)研究建議重點(diǎn)考慮管柱下入情況，探討合適的側(cè)鉆井眼曲率及鉆井工藝，研究配套的小井眼完井器材并形成技術(shù)和工具系列，同時(shí)進(jìn)一步研究成本控制和管理措施。

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On Side Tracking Technology in Inefficient Well in Bohai Reservoir

ZHAO Shao-wei1,2, FAN Bai-tao1,2, YANG Qiu-rong1, LI Chang-lin3

(1.Tianjin Branch of CNOOC (China) Co. Ltd., Tianjin 300452;2.State Key Laboratory of Offshore Oil Exploitation ,Tianjin 300452, China;3.China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China)

Considering of the development of Bohai reservoir carrying forward, there are more and more low-production wells, closed wells and abandoned wells, which drives to tap the latent oil remaining through drilling adjustment well or administering inefficient well in order to improve the field recovery ratio. The sidetracking technology is researched by analyzing different type of remaining oil distribution in Bohai oilfield. According to the survey case of side tracking of land field old well, the authors provide a technique clue and assorted wells engineering scheme that drilling sidetracking inefficient well in middle-short radius wellbore with service rig, and estimate the initial activity costs. The approach is proved to be available that drilling sidetracking inefficient well in middle-short radius wellbore with service rig.

Bohai oilfield; inefficient well; side tracking at low cost; short radius; servicing rig; oil remaining

10.3963/j.issn.1671-7953.2015.06.034

2015-06-15

國家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05057)

趙少偉(1984-)，男，碩士，工程師

U665.54；TE243

A

1671-7953(2015)06-0144-05

修回日期：2015-07-10

研究方向:海洋石油鉆完井技術(shù)研究與應(yīng)用

E-mail:zhaoshw@cnooc.com.cn