張羽臣，林海，陳麗孔，劉海龍

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300452)

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海上叢式井井口平臺位置優(yōu)選方法研究與實(shí)踐

張羽臣，林海，陳麗孔，劉海龍

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300452)

在海上油氣田開發(fā)前期研究階段，叢式井井口平臺位置優(yōu)選問題是重要研究項(xiàng)目之一，平臺位置的優(yōu)化與鉆井總投資密切相關(guān)。在“總井深之和最小”方法的基礎(chǔ)上，綜合考慮不同井型鉆井成本的差異，從安全性、經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)成熟度等方面出發(fā)，在滿足項(xiàng)目基本需求的前提下，對海上井口平臺位置進(jìn)行優(yōu)選。以墾利10-4油田“KL10-4-WHPA”平臺位置優(yōu)選為例，根據(jù)油田基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從總井深最小為原則和不同井型成本因素2方面考慮，推薦墾利10-4油田WHPA平臺位置為P2位置。實(shí)例分析表明，在該基礎(chǔ)上提出的井口平臺位置優(yōu)選方法是可行的且具合理性。

叢式井；井口平臺；位置優(yōu)選；海上油氣田

叢式井具有投資小、見效快、便于集中管理等優(yōu)點(diǎn)，能夠大大降低海上油氣田開發(fā)成本，是海上油氣田開發(fā)常用模式之一。為了減小實(shí)施技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，縮減鉆井周期，降低開發(fā)投資，在海上油氣田開發(fā)前期，需要針對井口平臺位置優(yōu)選問題開展深入研究，確保最終采用技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)合理的鉆井方案。針對井口平臺位置優(yōu)選問題，以“水平位移之和最小”[1]、“總井深之和最小”[1]、“總水平位移與總井深之和最小”[2]為評價指標(biāo)，分別進(jìn)行了相關(guān)的分析研究，并建立了與之對應(yīng)的叢式井井口平臺位置優(yōu)選模型。在相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道中也都采用了上述優(yōu)選指標(biāo)[3～5]。筆者認(rèn)為“水平位移之和最小”法雖然能夠快速求解平臺位置，但水平位移與井深并非線性正比關(guān)系，因此采用該模型選擇平臺位置將帶來較大誤差；而“總井深之和最小”、“總水平位移與總井深之和最小”法在設(shè)計(jì)出井眼軌跡的基礎(chǔ)上開展平臺位置優(yōu)選工作，更能直接反映優(yōu)選結(jié)果是否合理；但上述3種方法均未考慮不同井型鉆井成本的差異對平臺位置優(yōu)選的影響。隨著鉆井技術(shù)的進(jìn)步，為降低油田整體投資，盡量減少平臺數(shù)量，很多油田都采用大位移井，甚至超大位移井和常規(guī)定向井相結(jié)合的開發(fā)模式，而大位移井的米成本相對常規(guī)定向井或水平井會高很多。鑒于此，筆者在“總井深之和最小”法的基礎(chǔ)上，綜合考慮了不同井型鉆井成本的差異對平臺位置的影響，對平臺位置進(jìn)行了優(yōu)選，并歸納出平臺位置優(yōu)選過程中應(yīng)考慮的其他因素。

1　井口平臺位置優(yōu)選原則及方法描述

1.1平臺位置優(yōu)選原則

待鉆井靶點(diǎn)數(shù)據(jù)由油藏專業(yè)提供，油藏專業(yè)一般提供推薦井、潛力井及全壽命方案井靶點(diǎn)數(shù)據(jù)，平臺位置優(yōu)選的原則是：①根據(jù)推薦井位進(jìn)行平臺位置優(yōu)選，同時兼顧確保潛力井和全壽命方案井可實(shí)施；②在保證鉆井難度不增加的情況下盡量減少鉆井總進(jìn)尺，在保證總進(jìn)尺基本不變的情況下盡量降低鉆井難度，減少三維井和高位垂比井。

1.2平臺位置優(yōu)選其他制約因素

1)國際及國內(nèi)法律法規(guī)限制因素考慮航道、各種管線及出貨設(shè)備(FPSO)等設(shè)施對平臺位置的影響，根據(jù)《1972年國際海上避碰規(guī)則》及相關(guān)規(guī)則的要求，按照航海習(xí)慣做法，船舶航線與固定或移動式船舶、結(jié)構(gòu)、設(shè)施的距離一般不小于2海里；考慮航道、各種管線及FPSO等設(shè)施對平臺位置的影響，根據(jù)《海洋石油天然氣管道保護(hù)條例》第十九條管道安全距離內(nèi)禁止從事危害活動的規(guī)定，在下列海域范圍內(nèi)，禁止從事海底捕撈、拋錨、脫錨、挖砂、鉆探、爆破、打樁傾廢及影響海洋管道安全的活動：①沿海寬闊海域?yàn)楹Ｑ蠊艿纼蓚?cè)各500m；②海灣等狹窄海域?yàn)楹Ｑ蠊艿纼蓚?cè)各100m；③海港區(qū)內(nèi)為海洋管道兩側(cè)各50m。在平臺位置優(yōu)選過程中，必須滿足上述國內(nèi)外法律法規(guī)強(qiáng)制性要求。

2)地質(zhì)性限制因素①鉆井平臺就位影響：如果采用鉆井平臺進(jìn)行鉆完井及后期的修井作業(yè)，在井口平臺位置選擇時應(yīng)盡量避開斷層、古河道、埋積谷、淺層氣等對鉆井平臺就位有潛在影響的區(qū)域；如果無法避開該區(qū)域，應(yīng)充分分析地質(zhì)災(zāi)害對鉆井平臺就位的影響，并采取相關(guān)措施保證作業(yè)安全。②地質(zhì)溢油風(fēng)險(xiǎn)的影響：盡量避免各井鉆遇斷層，尤其“通海底”斷層；如果無法避免，應(yīng)盡量保證盡可能少的井鉆遇斷層，并應(yīng)充分分析斷層對地質(zhì)溢油風(fēng)險(xiǎn)的影響，采用相關(guān)措施保證作業(yè)安全。

3)鉆井技術(shù)限制因素現(xiàn)有設(shè)備的能力及目前的鉆井工藝技術(shù)對單井水平位移和井深的具有一定限制，需保證每口井可以實(shí)施，鉆機(jī)設(shè)備能力滿足鉆完井作業(yè)要求；另外盡量減少繞障作業(yè)，降低防碰壓力。

4)工程設(shè)施限制因素對于綜合調(diào)整項(xiàng)目，為減少項(xiàng)目投資，在滿足作業(yè)要求的條件下，盡量依托周邊已有的工程設(shè)施?？刹捎猛鈷觳劭诜绞綄?shí)施鉆井作業(yè)，但需要考慮鉆井平臺和鉆修機(jī)設(shè)施對新老槽口的覆蓋能力，如果無法滿足要求，不建議采用外掛槽口方式；也可采用棧橋連接方式，但需要考慮新老平臺的鉆井平臺就位和供應(yīng)船靠泊等影響因素。

1.3井口平臺位置優(yōu)選方法

研究對象為單靶點(diǎn)定向井或以第一靶點(diǎn)為主的雙靶點(diǎn)井，通過Landmark或DesicionSpace軟件優(yōu)選出進(jìn)尺最小的平臺位置，進(jìn)行定向井軌道設(shè)計(jì)，得出各類型井總進(jìn)尺，通過各類型井米成本計(jì)算出總成本。根據(jù)各類型井所處方位優(yōu)化平臺位置。

2　井口平臺位置優(yōu)選實(shí)例

圖1　墾利10-4油田井位圖

以墾利10-4油田“KL10-4-WHPA”平臺位置優(yōu)選為例，研究井口平臺位置優(yōu)選方法。

2.1油田基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

墾利10-4油田分為2個井區(qū)，2井區(qū)之間距離約4000m。油藏專業(yè)在全油田布置21口開發(fā)井，其中1井區(qū)18口井，2井區(qū)3口井，如圖1所示。共推薦井位16口和潛力井位5口(A14、A15、A16、A17、A18為潛力井，其余為推薦井)。

2.2平臺位置優(yōu)選

平臺位置優(yōu)選以16口推薦井位為基礎(chǔ)進(jìn)行方案比選，同時兼顧保證5口潛力井可以實(shí)施。

1)以總井深最小為原則的優(yōu)選結(jié)果由于該油田井均為單靶點(diǎn)二維井，因此初步平臺位置優(yōu)選僅以總井深最小為原則優(yōu)選出P1位置，如圖2所示。在該位置，1井區(qū)井均為常規(guī)定向井，平均井深2473m，2井區(qū)井均為大位移井，平均井深5018m，平臺總井深47203m。

圖2　平臺位置優(yōu)選圖

2)考慮不同井型成本因素的優(yōu)化結(jié)果根據(jù)相鄰油田大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，常規(guī)定向井平均米成本為1.1×104元，大位移井的平均米成本為1.8×104元，由于大位移井平均米成本遠(yuǎn)高于常規(guī)定向井，因此在P1位置總井深雖然最小，但鉆井總成本并非最小，需找出井深和米成本差異的平衡點(diǎn)。單純考慮2井區(qū)3口井，以總井深最小為原則優(yōu)選出P5位置，在P1與P5的連線上取P2、P3和P4位置，分別與P1位置距離300、400、500m，與P1位置成本對比結(jié)果見表1。相對P1位置而言，隨著平臺位置由P1向P4位置移動，由于1井區(qū)井的進(jìn)尺是增加的，成本相應(yīng)增加；2井區(qū)井的進(jìn)尺是減少的，成本相應(yīng)減少；整體成本為1/2井區(qū)即整個平臺鉆井成本減少，其值為1井區(qū)井的成本增加值與2井區(qū)井的成本減少值的差值。可以看出P2位置節(jié)約費(fèi)用更多，且2井區(qū)3口大位移井實(shí)施難度相對降低。因此暫推薦墾利10-4油田WHPA平臺位置為P2位置。

表1　P2、P3、P4位置與P1位置成本對比結(jié)果

注1：1井區(qū)(常規(guī)定向井)米成本為1.1×104元；2井區(qū)(大位移井)米成本為1.8×104元。

注2：成本=井區(qū)總井深×米成本。

2.3其他制約因素

P2位置滿足相關(guān)法律法規(guī)要求，未處于航道、古河道、淺層氣、塌陷、侵蝕溝槽、滑坡、埋藏沙丘等對鉆井平臺就位有潛在影響的區(qū)域。P2位置5口潛力井均為常規(guī)定向井，平均井深2659m，其中全油田井深最深的B1井(井深4903m)，鉆完井工藝及鉆機(jī)設(shè)備均滿足要求。

3　結(jié)論

1)在“總井深之和最小”法的基礎(chǔ)上，考慮了不同井型鉆井成本的差異對平臺位置的影響，確定了井口平臺位置優(yōu)選原則及方法。

2)以墾利10-4油田“KL10-4-WHPA”平臺位置優(yōu)選為例，根據(jù)油田基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從總井深最小為原則和不同井型成本因素2方面考慮，推薦墾利10-4油田WHPA平臺位置為P2位置。

3)以往平臺位置優(yōu)選方法基本只考慮井深及井的實(shí)施難度，該方法首次把不同井型成本因素影響應(yīng)用到平臺位置優(yōu)選過程中，為后續(xù)的平臺位置優(yōu)選提供了借鑒，對相似情況的平臺位置優(yōu)選具有一定指導(dǎo)意義。

[1]葛云華，盧發(fā)掌.叢式井平臺位置和區(qū)域平臺優(yōu)化設(shè)計(jì)方法(ONLP)[R].大港石油管理局計(jì)算中心定向井公司，1989：5～7.

[2]史玉才，管志川，陳秋炎，等.鉆井平臺位置優(yōu)選方法研究[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007，31(5)：45～46.

[3]寇忠.灘海油氣開發(fā)島臺布置優(yōu)化研究[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，1995，6(3)：20～22.

[4]劉震，潘斌，王連寶，等.海上油田中心平臺選址優(yōu)化[J].中國海洋平臺，2002，17(2)：28～30.

[5]葛云華，鄢愛民，高永榮，等.叢式水平井鉆井平臺規(guī)劃[J].石油勘探與開發(fā)，2005，32(5):94～100.

[編輯]帥群

2016-01-17

張羽臣(1981-)，男，工程師，現(xiàn)從事海洋石油油田開發(fā)前期研究工作，zhangych3@cnooc.com.cn。

TE951；TE243.9

A

1673-1409(2016)26-0036-03

[引著格式]張羽臣，林海，陳麗孔，等.海上叢式井井口平臺位置優(yōu)選方法研究與實(shí)踐[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版), 2016,13(26):36～38.