和鵬飛， 袁則名

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452)

海洋油氣開采低產(chǎn)水平井同層側(cè)鉆技術(shù)的分析與實踐

和鵬飛， 袁則名

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452)

隨著油田開發(fā)的深入進行，渤海部分區(qū)塊產(chǎn)量遞減加快，出現(xiàn)了一批低產(chǎn)、低效和長期關(guān)停井，制約了油田可持續(xù)發(fā)展。為了使有增油潛力的問題井恢復(fù)產(chǎn)能，緩解油田產(chǎn)量壓力，渤海油田通過油藏工程、鉆完井工程一體化研究，采用少量打撈部分防砂管柱、優(yōu)選側(cè)鉆點、定向井軌跡優(yōu)化等措施最大化利用老井眼進行水平井同層側(cè)鉆作業(yè)，并應(yīng)用新型化學(xué)堵漏劑技術(shù)替代常規(guī)水泥回填技術(shù)。最終成功地在綏中油田M平臺兩口低產(chǎn)井實施，側(cè)鉆后產(chǎn)量分別提高155.23%和399.7%。

低產(chǎn)井；同層側(cè)鉆；儲層保護；水平井；渤海油田

0 引 言

海上平臺壽命有限，老油田穩(wěn)產(chǎn)壓力大(年遞減率8%～10%)，需不斷鉆調(diào)整井提高采收率，另一方面隨著油田開發(fā)生產(chǎn)的推進，低效井不斷增多，低產(chǎn)井占用平臺少而精貴的槽口，但產(chǎn)出卻長期不盡人意，此類井產(chǎn)生的主要原因是水平段鉆遇大段泥巖、鉆遇強水淹層或者生產(chǎn)出砂導(dǎo)致原油產(chǎn)出低于預(yù)期。如何盤活此類井，提高井槽利用率，努力開發(fā)剩余油是各大老油田需要深入研究的問題。渤海油田有一批低效、低產(chǎn)井。通過應(yīng)用同層側(cè)鉆技術(shù)，兩口低產(chǎn)井的產(chǎn)量得到大幅提升，證明該技術(shù)有助于低產(chǎn)井產(chǎn)能的恢復(fù)。本文總結(jié)了兩口井的同層側(cè)鉆作業(yè)過程，以期為該技術(shù)更好地應(yīng)用于類似低效、低產(chǎn)井的深入開發(fā)。

1 作業(yè)背景及難點

綏中油田是渤海開發(fā)較早的油田之一，該油田Ⅱ期項目從2000年左右陸續(xù)投產(chǎn)，截至目前已開發(fā)十余年。在開發(fā)過程中，暴露出油層層間矛盾突出、注入水突進明顯、部分區(qū)塊或井組含水較高，局部區(qū)域單井控制剩余儲量相對較高等問題[1—3]。為了緩解層間、層內(nèi)矛盾，進一步提高水驅(qū)動用程度和采收率，達到合理高效開發(fā)油田的目的，2013年開始井網(wǎng)加密調(diào)整方案。其中M平臺投產(chǎn)后M20H井及M25H井兩口井產(chǎn)量遞減較快，遠低于配產(chǎn)目標(biāo)。

M20H井目的層位為東二下Ⅰ油組1、 3小層，該井使用8-1/2英寸(1英寸≈2.54cm)鉆頭三開水平段共鉆進310m，其中有效長度190m；鉆遇70m泥巖；鉆遇強水淹段83m，低水淹124m；M25H井目的層位為東二下Ⅰ油組4.2小層，該井使用8-1/2英寸鉆頭三開水平段共鉆進332m，其中鉆遇油層167m，差油層48m，泥巖117m。

根據(jù)油藏工程鉆后認(rèn)識與分析，認(rèn)為M20H和M25H兩口井水平段周邊仍存在較大的挖潛空間，結(jié)合兩口井實鉆情況及以往經(jīng)驗分析，M20H井主要由于水平段鉆遇有效段短及水淹情況造成產(chǎn)量遞減較快；M25H井主要由于水平段鉆遇泥巖過多，泥巖縮徑或坍塌，堵塞篩管導(dǎo)致產(chǎn)量遞減。

在目前的石油行業(yè)形勢下，如何重新盤活兩口井的生產(chǎn)、恢復(fù)產(chǎn)能，同時嘗試探索一種低成本的治理模式是本次研究的重點。

2 同層側(cè)鉆技術(shù)的可行性分析

2.1 基本數(shù)據(jù)

(1) 井身結(jié)構(gòu)。兩口井均采用三開次井身結(jié)構(gòu)，如表1所示。

表1 M20H、 M25H井井身結(jié)構(gòu)Table 1 Well structure of M20H and M25H

(2) 防砂方式。M20H和M25H井均采用215.9mm裸眼+177.8mm優(yōu)質(zhì)梯級篩管簡易防砂。

(3) 定向井軌跡。M20H和M25H井為兩段式造斜水平井，采用311.1mm井眼著陸。

2.2 側(cè)鉆點的選擇

所謂同層側(cè)鉆，即在原井眼套管程序最大程度保留，在原著陸點附近實現(xiàn)側(cè)鉆。

側(cè)鉆點的選擇考慮以下幾點因素[4—5]： (1)側(cè)鉆點應(yīng)避免成巖性差、疏松砂巖等不容易進行軌跡控制的地層；(2)側(cè)鉆點應(yīng)盡量減少與老井眼的軌跡重復(fù)長度，以避免老井眼泥巖、完井液等對新井眼的影響；(3)側(cè)鉆點應(yīng)盡量保證開窗后盡快進入儲層，保證儲層鉆遇率；(4)側(cè)鉆點應(yīng)保證進新地層后軌跡過渡平滑，避免狗腿度過大，影響后續(xù)作業(yè)。

2.3 側(cè)鉆定向井軌跡設(shè)計與鉆具優(yōu)選

通過對M20H井及M25H井鉆后地質(zhì)測井分析，根據(jù)實鉆及與鄰井連井對比來看，M20H井前120.0m井段具備理想實施條件，且實鉆軌跡應(yīng)避免低于設(shè)計軌跡；M25H井前200.0m砂體展布規(guī)模滿足開發(fā)，儲層厚度、砂巖物性、孔滲條件、均質(zhì)性較為理想，儲層水淹程度低，地層原始能量狀態(tài)保持較好，且處于剩余油富集區(qū)，具備良好的開發(fā)價值和可實施性，實鉆軌跡應(yīng)控制在原設(shè)計軌跡之下。同時為規(guī)避老井眼附近污染帶，新鉆井眼應(yīng)盡量與老井眼分離，如圖1和圖2所示。

圖1 M20H井鉆后水平段儲層情況分析Fig.1 Reservoir recognition after drilling of M20H

圖2 M25H井鉆后水平段儲層情況分析Fig.2 Reservoir recognition after drilling of M25H

根據(jù)上述的地質(zhì)測井分析兩口井層位均有可開采利用價值，且儲層展布較為理想，同時兼顧考慮綏中地區(qū)儲層砂巖膠結(jié)差、可鉆性強，本次同層側(cè)鉆作業(yè)采用螺桿馬達+隨鉆測井(LWD)(自然伽馬/電阻率)[6]的作業(yè)模式。

2.4 棄井方式的選擇

棄井方案。M20H、 M25H井均為裸眼優(yōu)質(zhì)篩管防砂井，為滿足同層側(cè)鉆作業(yè)必須起出原井防砂管柱并將原井眼回填水泥塞封固。此兩口井低產(chǎn)均有水平段鉆遇泥巖過多的原因，長時間生產(chǎn)后泥巖的垮塌及運移均會掩埋防砂管柱，整體起出防砂管柱即費時又費力。根據(jù)初始鉆井階段的軌跡走向、儲層物性及同層側(cè)鉆軌跡要求綜合分析得出244.5mm套管鞋后預(yù)留30m即可滿足側(cè)鉆作業(yè)要求，遂采用分段切割177.8mm篩管的工藝滿足后續(xù)作業(yè)要求，如圖3和圖4所示。

圖3 M20H井篩管設(shè)計打撈示意圖Fig.3 Salvage design sketch of M20H

圖4 M25H井篩管設(shè)計打撈示意圖Fig.4 Salvage design sketch of M25H

棄井操作。在前期輔助工作，如洗井、壓井，拆采油樹，安裝井口防噴器等工作完成后，下入專用工具打開井內(nèi)防漏失閥，之后利用水力內(nèi)割刀切割篩管1#割點，之后更換割刀，再次下入切割2#割點，之后下入專用回收工具，回收頂部封隔器，最后利用割撈一體工具打撈篩管。

1#和2#割點切割操作具體如下： 組合切割管柱鉆具，由下至上為4-1/2英寸水力內(nèi)割刀+2-7/8英寸鉆桿+變扣+8英寸震擊器+6-1/2英寸鉆鋌+8-1/4英寸扶正器+5英寸鉆桿。水力割刀下井前在井口做功能試驗，檢驗工具的可靠性及刀片張開前后的泵壓變化值，并做好記錄。用細(xì)麻繩將刀片卡緊，綁好膠帶，以防在下鉆的過程中將刀片的刀尖碰壞，造成切割作業(yè)的失敗，下鉆過程中，操作要平穩(wěn)并控制下放速度，以防損壞刀片，進入頂部封隔器前測上提下放懸重，進入頂部封隔器后密切關(guān)注懸重變化。下鉆到位，接頂驅(qū)，測量上提下放懸重，緩慢下放鉆具定位，上提至預(yù)定切割深度(1#和2#割點)，測空轉(zhuǎn)扭矩。啟泵進行切割作業(yè)，緩慢提高泵速及轉(zhuǎn)速，控制泵壓在8MPa左右，保持排量穩(wěn)定，以防切割不穩(wěn)，損壞刀片，推薦轉(zhuǎn)速40～70r/min。切割完畢后，起鉆，保持環(huán)空灌液。

3#割點割撈一體操作具體如下： 組合割撈一體工具，鉆具組合由下至上為4-1/2英寸水力內(nèi)割刀+2-7/8英寸鉆桿+割撈一體化撈矛(配6.184英寸矛瓦)+5英寸短鉆桿+8英寸震擊器+6-1/2英寸鉆鋌+8-1/4英寸減扭扶正器+5英寸鉆桿。水力割刀下井前在井口做功能試驗，檢驗工具的可靠性及刀片張開前后的泵壓變化值，并做好記錄。用細(xì)麻繩將刀片卡緊，以防在下鉆的過程中將刀片的刀尖碰壞，造成切割作業(yè)的失敗，下鉆過程中，操作要平穩(wěn)并控制下放速度，以防損壞刀片，進入防砂管柱前測上提下放懸重，進入防砂管柱后密切關(guān)注懸重變化。下鉆到位，測量上提下放懸重，緩慢下放鉆具定位，震擊打撈剩余全部篩管，若無法解卡，則脫手撈矛。接頂驅(qū)，測空轉(zhuǎn)扭矩，上提至預(yù)定切割深度(3#切割點)。啟泵進行切割作業(yè)，緩慢提高泵速及轉(zhuǎn)速，控制泵壓在8MPa左右，保持排量穩(wěn)定，以防切割不穩(wěn)，損壞刀片，推薦轉(zhuǎn)速40～70r/min。切割完畢后，嘗試震擊打撈出篩管。如果無法震擊起出，下入套銑工具，按5m左右段長套銑打撈。

2.5 新型化學(xué)堵漏劑替代常規(guī)水泥棄置井眼工藝

M平臺修井機受場地及載荷所限并未配備灰罐系統(tǒng)，并且改造期間增加固井泵及水泥批混罐亦不能通過載荷計算。拖輪固井雖然可以解決場地及載荷問題但其使用費用較高且受限于天氣狀況最終也并未采用。本次采用新型化學(xué)堵漏材料(LHD)代替常規(guī)油井水泥作為井眼棄置材料[7—8]，LHD具有占地小、操作簡便、有效駐留、膠結(jié)強度高、有效期長等特點，非常適合本次棄置作業(yè)。

其主要作用機理如下： 用于油水井化學(xué)堵水堵漏的新型化學(xué)堵劑進入封堵層位后，在壓差的作用下，組分中的結(jié)構(gòu)形成劑迅速將化學(xué)堵劑的其他組分聚凝在一起，擠出堵漿中的自由水，從而快速形成具有一定強度的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，增大了堵劑在封堵層中的流動阻力，限制了堵劑往封堵層深部的流動。隨著堵劑的間斷擠入，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的空隙不斷地被充填，擠入壓力不斷上升，相鄰的析水較差的封堵層得以啟動和封堵，保證了封堵修復(fù)的可靠性和成功率。

配制方法及參數(shù)： (1)配置用清水；(2)配置比例一般(水∶堵劑為1∶1.2)；(3)液體密度為1.55～1.65g/cm3；(4)配置后液體pH值>9；(5)堵劑調(diào)整液體密度可加堵劑；(6)堵劑在27℃發(fā)展情況24h的抗壓強度超過7.5MPa， 48h的抗壓強度超過16.5MPa。

2.6 儲層保護工程技術(shù)措施

為確保此次作業(yè)達到預(yù)期效果，根據(jù)地層特點、油層保護要求以及現(xiàn)場施工特點，制訂了以下儲層保護措施[8-10]。

(1) 對于水平段鉆進，根據(jù)井況，建議采取連續(xù)鉆進不倒劃的方式，完鉆后倒劃一遍，清除巖屑床，進套管鞋后大排量循環(huán)干凈再下鉆，下鉆時控制速度在0.2～0.3m/s以減少壓力變動過大。

(2) 儲層段鉆進盡量采用設(shè)計鉆井液密度的低限，并控制好鉆井液的失水和含砂量達到設(shè)計要求。

(3) 儲層段鉆進可適當(dāng)控制機械鉆速和排量以降低固相含量、降低ECD、減少對泥餅的沖蝕程度，此項可在施工設(shè)計中根據(jù)不同的井具體量化。

(4) 鉆開儲層后的操作效率要盡量提高以減少儲層浸泡時間，水平井鉆進和循環(huán)時，可以采用高轉(zhuǎn)速(120r/min以上)以提高攜砂能力，降低ECD。

(5) 盡量減少在儲層段進行劃眼、倒劃眼、循環(huán)等作業(yè)。在儲層段進行起鉆、下鉆等作業(yè)，應(yīng)控制起下速度以減少壓力變動過大。

(6) 堅持早調(diào)少調(diào)原則，盡量減少在儲層段的軌跡調(diào)整工作。測斜時若不成功，避免在同一位置尤其是儲層段連續(xù)測斜。

(7) 完鉆后的井筒循環(huán)時間要充分，至少循環(huán)2個半井筒容積，以振動篩返出干凈為標(biāo)準(zhǔn)，需要鉆完井監(jiān)督確認(rèn)。

(8) 儲層鉆進過程中必須保證循環(huán)系統(tǒng)及固相控制系統(tǒng)處于良好的使用狀態(tài)，充分使用固控設(shè)備，維護鉆井液性能。

3 實施效果

3.1 定向井軌跡實施情況

作業(yè)中采用現(xiàn)場、陸地密切跟蹤參數(shù)變化、加密測點、勤調(diào)少滑等措施確保實鉆軌跡在儲層中鉆進并緊貼設(shè)計軌跡，最終兩口井共計進尺487m，儲層鉆遇率100%，如圖5所示。

圖5 實鉆測井曲線及分析Fig.5 Real well logging curve

3.2 產(chǎn)量實施情況

最終兩口側(cè)鉆后產(chǎn)量分別提高155.23%和399.7%，如表2所示。

表2 產(chǎn)量對比Table 2 production comparison m3/d

4 結(jié) 語

(1) 隨著油田開發(fā)時間的延續(xù)，由于地層能量減弱，剩余油減少，配注關(guān)系的變化，井下工具老化、堵塞等原因，渤海油田需要治理、大修的油氣井將會越來越多。同層側(cè)鉆技術(shù)對進一步提高油田開發(fā)效果，具有積極的指導(dǎo)作用。

(2) 同層側(cè)鉆技術(shù)適用于工程原因造成初期產(chǎn)能低，儲層具備產(chǎn)能條件，由于初期認(rèn)識不清造成的鉆遇泥巖、強水淹層等問題而影響產(chǎn)能的水平井。

(3) 通過對儲層物性及儲層發(fā)育的準(zhǔn)確認(rèn)識及對定向井軌跡的精確控制，兩口井同層側(cè)鉆儲層鉆遇率100%，儲層鉆遇率及儲層有效率均較初始開發(fā)有了極大的提升，為達到產(chǎn)能提升提供了有利的保障。

(4) 新型化學(xué)堵劑代替常規(guī)水泥作為井眼棄置材料的成功使用，很好地解決了修井機平臺場地、設(shè)備受限的難題，優(yōu)化了作業(yè)費用，其封堵效果及膠結(jié)強度均能很好地滿足后續(xù)作業(yè)需求。

(5) 本次綜合治理中通過同層側(cè)鉆技術(shù)、充分利用平臺空間、周邊區(qū)域資源共享、新型化學(xué)堵劑應(yīng)用等很好地控制了作業(yè)成本并保證了作業(yè)質(zhì)量。此次成功實踐經(jīng)驗可應(yīng)用于全渤海油田大部分低效井、長停井，對于渤海全油田“老井回春”、產(chǎn)量貢獻具有十分重大的意義，應(yīng)用前景廣闊。

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ApplicationofSidetrackingTechnologytoSameLayerofInefficientWellsinOffshoreOilandGasExploitation

HE Peng-fei, YUAN Ze-ming

(CNOOCEnerTech-Drilling&ProductionCo.,Tianjin300452,China)

With the development of oil field scale and the passage of production time, the Bohai Oilfield appears a batch of low production wells and long-term shutdown wells. These similar problems increasing each year make the oil field production decline, the investment increase, and the sustainable development of oil field be seriously restricted. How to introduce a low cost method to recover the capacity of problem wells which have potential to enhance production is an important research subject to remit the oil field output stress and promote the oil field sustainable development. Sidetracking in the same layer technology is suitable for horizontal well whose output is declining due to the reservoir geology and engineering factors. After fishing out a few part of sand control string, combined with the optimal selection of sidetracking points, directional well trajectory optimization, and application of new chemical plugging technology instead of conventional cement backfilling technology, sidetrack drilling can be used in open hole section. The successful application of sidetracking in the same layer technology in SZ 36-1 oil field M platform makes two wells’ yield increased by 155.23% and 399.70% respectively.

inefficient wells；sidetracking in the same layer；reservoir protection；horizontal well；Bohai Oilfield

TE53

A

2095-7297(2017)02-0069-05

2017-03-01

和鵬飛(1987—)，男，工程師，主要從事海洋鉆井監(jiān)督技術(shù)及鉆完井大數(shù)據(jù)分析研究工作。