陳立強(qiáng)，楊旭才，王 贊，王占領(lǐng)

(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)

0 引言

隨著渤海油田的深入開(kāi)發(fā)，老井井況越來(lái)越復(fù)雜，諸如油井出砂造成防砂管柱失效，井內(nèi)管柱被砂埋后被迫切割造成“落魚(yú)”等，導(dǎo)致生產(chǎn)井關(guān)停影響產(chǎn)量[1-6]。由于海上平臺(tái)槽口資源有限，利用這些關(guān)停井實(shí)施側(cè)鉆成為了盤(pán)活關(guān)停井的主要方式之一[7-12]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，渤海油田近兩年實(shí)施的調(diào)整井中，利用老井實(shí)施側(cè)鉆的比例高達(dá)70%以上[13-17]。

由于井內(nèi)失效管柱及“落魚(yú)”砂埋嚴(yán)重，且生產(chǎn)年限較長(zhǎng)，導(dǎo)致打撈工期不可控，進(jìn)而影響施工成本，影響油田的生產(chǎn)效益[18-20]。因此，在打撈側(cè)鉆設(shè)計(jì)方案中如何降低總體成本是關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)外關(guān)于“落魚(yú)”打撈技術(shù)及側(cè)鉆技術(shù)的研究均已日趨成熟[21-25]，然而，兩項(xiàng)技術(shù)并沒(méi)有綜合考慮打撈與側(cè)鉆的綜合成本。要綜合考慮打撈難度與側(cè)鉆方案，以總成本為指標(biāo)，提出經(jīng)濟(jì)工期和決策工期的計(jì)算方法。既不盲目的、不計(jì)成本地實(shí)施打撈，也不直接放棄打撈造成側(cè)鉆成本過(guò)高，在滿足油藏需求的前提下，最大程度降低總體實(shí)施成本，提高油田開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)效益。

1 “落魚(yú)”側(cè)鉆井存在的問(wèn)題

A井為渤海油田某平臺(tái)一口水平分支井，由于生產(chǎn)年限較長(zhǎng)，篩管發(fā)生破裂，井內(nèi)大量出砂，砂埋了防砂管柱、頂部封隔器及油層保護(hù)丟手管柱，造成該井關(guān)停，油藏研究發(fā)現(xiàn)該井位附近仍然存在大量剩余油，因此提出利用該老井井槽進(jìn)行側(cè)鉆處理。

該井套管程序?yàn)椋?508.0 mm隔水導(dǎo)管×125 m+?339.7 mm套管×604 m+?244.5 mm套管×2124 m+?215.9 mm主支×2385 m+?215.9 mm分支×2382 m，其中主支采用?177.8 mm的金屬棉蠕動(dòng)篩管預(yù)充填進(jìn)行防砂。其中丟手管柱插入頂部封隔器內(nèi)，深度為1858～1903 m，共計(jì)45 m，地層砂埋至1803 m。

常規(guī)打撈及側(cè)鉆方案為：(1)沖砂至井底(1803～2385 m)；(2)打撈丟手管柱(1858～1903 m)；(3)切割打撈頂部封隔器及防砂篩管(1862～2154 m)；(4)于?244.5 mm套管鞋下進(jìn)行裸眼側(cè)鉆作業(yè)，一開(kāi)?215.9 mm水平段完鉆。該方案的沖砂打撈工期較長(zhǎng)，但側(cè)鉆工期較短。

不打撈“落魚(yú)”的側(cè)鉆方案為：(1)沖砂至“落魚(yú)”頂(1803～1858 m)；(2)在“落魚(yú)”頂2～5 m處坐封擠水泥封隔器；(3)通過(guò)擠水泥封隔器向下部地層擠注水泥；(4)在擠水泥封隔器上部注長(zhǎng)度≮100 m的水泥塞；(5)在水泥塞上部開(kāi)窗側(cè)鉆一開(kāi)?215.9 mm井眼至著陸點(diǎn)，下?177.8 mm尾管并固井作業(yè)；(6)換?152.4 mm鉆頭，二開(kāi)?152.4 mm水平段完鉆。該方案沖砂擠水泥作業(yè)工期較短，但開(kāi)窗側(cè)鉆工期較長(zhǎng)。

由于井內(nèi)情況較為復(fù)雜，無(wú)法得知沖砂打撈作業(yè)難度，難以預(yù)測(cè)其工期，故很難決策是否進(jìn)行沖砂打撈作業(yè)。因此，如何將打撈難度進(jìn)行量化，以綜合成本為指標(biāo)，合理選擇作業(yè)方案至關(guān)重要。

2 “落魚(yú)”井打撈側(cè)鉆經(jīng)濟(jì)方案優(yōu)選

2.1 沖砂打撈與側(cè)鉆方案優(yōu)選流程

不打撈“落魚(yú)”方案的總費(fèi)用由常規(guī)棄井的費(fèi)用及開(kāi)窗側(cè)鉆的費(fèi)用構(gòu)成，打撈“落魚(yú)”方案的總費(fèi)用由打撈費(fèi)用及管鞋下裸眼側(cè)鉆的費(fèi)用構(gòu)成，打撈“落魚(yú)”失敗后轉(zhuǎn)為常規(guī)開(kāi)窗側(cè)鉆的總費(fèi)用由裸眼打撈的費(fèi)用、轉(zhuǎn)為常規(guī)棄井的費(fèi)用及開(kāi)窗側(cè)鉆的費(fèi)用構(gòu)成。表達(dá)式如下：

F不打撈=QR1T1+CF1

(1)

F打撈=QR2T2+CF2

(2)

F打撈失敗=QR2T3+QR1T4+CF1

(3)

式中：F不打撈——不選擇沖砂打撈方案的總費(fèi)用，萬(wàn)元；QR1——常規(guī)棄井的日費(fèi)，萬(wàn)元/d；T1——常規(guī)棄井的工期，d；CF1——開(kāi)窗側(cè)鉆的費(fèi)用，萬(wàn)元；F打撈——選擇沖砂打撈方案的總費(fèi)用，萬(wàn)元；QR2——沖砂打撈的日費(fèi)，萬(wàn)元/d；T2——沖砂打撈的工期，d；CF1——裸眼側(cè)鉆的費(fèi)用，萬(wàn)元；F打撈失敗——選擇沖砂打撈方案失敗后轉(zhuǎn)為常規(guī)棄井的總費(fèi)用，萬(wàn)元；T3——沖砂打撈的工期，d；T4——沖砂打撈失敗后轉(zhuǎn)為常規(guī)棄井的工期，d。

本文提出2個(gè)概念：決策工期和經(jīng)濟(jì)工期。決策工期，即根據(jù)沖砂打撈作業(yè)情況，分析其作業(yè)難度，在一定時(shí)間內(nèi)做出判斷是否繼續(xù)實(shí)施沖砂打撈作業(yè)，該時(shí)間稱為決策工期。經(jīng)濟(jì)工期，即沖砂打撈作業(yè)所允許的最大時(shí)間，超過(guò)該時(shí)間，則選擇沖砂打撈作業(yè)方案不具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)打撈“落魚(yú)”方案的總費(fèi)用與不打撈“落魚(yú)”方案的總費(fèi)用持平時(shí)，即令式(1)=式(2)，可得到T2，即為經(jīng)濟(jì)工期。同理，令式(1)=式(3)，可得到T3，即為決策工期。

為方便指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)決策，制定以下沖砂打撈與側(cè)鉆方案流程圖，見(jiàn)圖1。首先通過(guò)對(duì)打撈難度的量化分析，根據(jù)方案優(yōu)選方法計(jì)算沖砂打撈經(jīng)濟(jì)工期，如果設(shè)計(jì)的沖砂打撈工期少于經(jīng)濟(jì)工期，則實(shí)施沖砂打撈方案后在套管鞋下裸眼側(cè)鉆方案是有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的。否則需要計(jì)算沖砂打撈決策工期，在嘗試打撈的過(guò)程中，計(jì)算得到的決策工期內(nèi)做出決定是否繼續(xù)打撈，如果通過(guò)嘗試發(fā)現(xiàn)打撈難度很大，無(wú)法在經(jīng)濟(jì)工期內(nèi)完成作業(yè)，則注水泥塞實(shí)施棄井作業(yè)，再進(jìn)行套管開(kāi)窗作業(yè)，如果通過(guò)嘗試打撈發(fā)現(xiàn)難度不大，可以在經(jīng)濟(jì)工期內(nèi)完成打撈，則繼續(xù)沖砂打撈，之后在套管鞋下實(shí)施裸眼側(cè)鉆。

圖1 沖砂打撈與側(cè)鉆方案流程圖Fig.1 Fishing and sidetracking scheme

2.2 打撈工期費(fèi)用敏感性分析

公式(1)即不打撈“落魚(yú)”及篩管，常規(guī)棄井作業(yè)后進(jìn)行套管開(kāi)窗側(cè)鉆的方案，根據(jù)該方案的鉆井設(shè)計(jì)可知，常規(guī)棄井工期為6.50 d，鉆井工期為8.0 d，總工期為14.5 d，總費(fèi)用為1918萬(wàn)元。公式(2)即打撈“落魚(yú)”及篩管，在套管鞋下進(jìn)行裸眼側(cè)鉆的方案，由于打撈“落魚(yú)”及篩管的難度未知，因此，以沖砂打撈“落魚(yú)”及篩管的工期為變量，分別為8.0、10.0、12.0、…、28.0 d，鉆井工期為4.0 d，總工期為12.0、14.0、16.0、…、32.0 d，總費(fèi)用為1339萬(wàn)元、1481萬(wàn)元、1622萬(wàn)元、…、2755萬(wàn)元，并以此數(shù)據(jù)得到?jīng)_砂打撈工期費(fèi)用敏感性分析，見(jiàn)圖2。

圖2沖砂打撈工期費(fèi)用敏感性分析
Fig.2Sensitivity analysis of sand washing and fishing cost

由圖2可以看出，方案一為不打撈“落魚(yú)”及篩管，在“落魚(yú)”頂開(kāi)窗側(cè)鉆方案，黑色代表?xiàng)壘て冢疑黹_(kāi)窗側(cè)鉆工期，折線點(diǎn)代表總費(fèi)用，方案2至方案12為以沖砂打撈工期為變量的經(jīng)濟(jì)敏感性分析。方案2為理想沖砂打撈工期8 d，側(cè)鉆工期為4 d，總費(fèi)用相對(duì)方案1能夠節(jié)約700萬(wàn)元左右，方案6的沖砂打撈工期為16 d，側(cè)鉆工期為4 d，總費(fèi)用與方案1相當(dāng)。由此可以看出，方案2至方案6的總費(fèi)用相對(duì)于方案1是有優(yōu)勢(shì)的，即如果沖砂打撈工期能夠控制在16 d以內(nèi)，則沖砂打撈再側(cè)鉆的方案是有優(yōu)勢(shì)的，而沖砂打撈工期超過(guò)16 d，總費(fèi)用是超過(guò)方案1的，即從經(jīng)濟(jì)的角度，是不推薦沖砂打撈作業(yè)的。本文將16 d稱為沖砂打撈經(jīng)濟(jì)工期。

因此，對(duì)于已知沖砂打撈難度的井，可以通過(guò)上述方法計(jì)算得到?jīng)_砂打撈經(jīng)濟(jì)工期，再進(jìn)行評(píng)估，從而判斷該井是否值得進(jìn)行沖砂打撈作業(yè)。

2.3 打撈工期經(jīng)濟(jì)窗口分析

公式(3)即打撈“落魚(yú)”及篩管失敗后轉(zhuǎn)為常規(guī)棄井方案，并進(jìn)行套管開(kāi)窗側(cè)鉆的方案，打撈“落魚(yú)”失敗所用的工期分別為2.0、3.0、4.0、…、28.0 d，放棄打撈轉(zhuǎn)為常規(guī)棄井所用工期為4.0 d，鉆井工期為8.0 d，總工期為14.0、15.0、16.0、…、40.0 d，總費(fèi)用為1909萬(wàn)元、1980萬(wàn)元、2051萬(wàn)元、…、3750萬(wàn)元，并以此數(shù)據(jù)做圖3。

圖3沖砂打撈工期決策窗口分析
Fig.3Analysis of the decision-making window for the sand washing and fishing period

圖3方案1為不打撈“落魚(yú)”及篩管，在“落魚(yú)”頂開(kāi)窗側(cè)鉆方案，黑色代表?xiàng)壘て?，深灰色代表開(kāi)窗側(cè)鉆工期，折線點(diǎn)代表總費(fèi)用。方案2至方案18為嘗試沖砂打撈一段時(shí)間后(黑色)，發(fā)現(xiàn)難度太大，無(wú)法在預(yù)計(jì)的沖砂打撈經(jīng)濟(jì)工期內(nèi)完成，則需要改為常規(guī)棄井(淺灰色)，然后再實(shí)施開(kāi)窗側(cè)鉆作業(yè)(深灰色)?？梢钥闯觯挥蟹桨?的總費(fèi)用相對(duì)于方案1是有優(yōu)勢(shì)的，即沖砂打撈的決策工期為2.5 d，即移井架、拆采油樹(shù)、防噴器組安裝試壓、起甩井內(nèi)生產(chǎn)管柱以及嘗試沖砂打撈決定是否繼續(xù)打撈作業(yè)的總經(jīng)濟(jì)工期為2.5 d，超過(guò)該工期，則總費(fèi)用相對(duì)方案1就沒(méi)有費(fèi)用優(yōu)勢(shì)。

決策時(shí)間越長(zhǎng)，總費(fèi)用越高，因此，要在移井架、拆采油樹(shù)、防噴器組安裝試壓及起甩井內(nèi)生產(chǎn)管柱這些作業(yè)環(huán)節(jié)上盡量節(jié)省工期，為沖砂打撈的嘗試多留一些時(shí)間，以便能夠摸清井下情況，為是否繼續(xù)實(shí)施打撈作業(yè)提供合理的依據(jù)。

3 應(yīng)用分析

3.1 實(shí)施情況與效果

通過(guò)對(duì)打撈工期的費(fèi)用敏感性分析可以得到?jīng)_砂打撈的決策工期為2.5 d，沖砂打撈經(jīng)濟(jì)工期為16 d。實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，“落魚(yú)”打撈成功的累計(jì)工期只有2.16 d(見(jiàn)圖4)，在沖砂打撈決策工期2.5 d以內(nèi)，分析認(rèn)為打撈難度不大，現(xiàn)場(chǎng)分析決定繼續(xù)打撈防砂篩管，總工期12.4 d完成打撈作業(yè)，在沖砂打撈經(jīng)濟(jì)工期16 d以內(nèi)，表1為實(shí)際實(shí)施工序及工期。通過(guò)本次設(shè)計(jì)階段對(duì)沖砂打撈難度進(jìn)行量化，引入沖砂打撈決策工期以及經(jīng)濟(jì)工期，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的決策起到指導(dǎo)作用，節(jié)約了成本。

圖4 沖砂打撈工期設(shè)計(jì)與實(shí)際對(duì)比圖Fig.4 Comparison of designed period and actual period

3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

A井在設(shè)計(jì)階段對(duì)沖砂打撈作業(yè)難度進(jìn)行量化，給出了經(jīng)濟(jì)打撈工期及決策工期，現(xiàn)場(chǎng)以此作為是否繼續(xù)進(jìn)行打撈作業(yè)的依據(jù)，避免了盲目的、不計(jì)成本地實(shí)施打撈作業(yè)，也避免了直接放棄打撈造成側(cè)鉆成本過(guò)高的現(xiàn)象，通過(guò)嘗試打撈，分析作業(yè)難度，在滿足油藏需求的前提下，最大程度降低總體實(shí)施成本，提高油田開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)效益。在本井的實(shí)施過(guò)程中，引入該設(shè)計(jì)方法，從而指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)做出決策，共節(jié)約費(fèi)用約420萬(wàn)元。

表1 實(shí)際實(shí)施工序及工期Table 1 Actual operation process and construction period

4 結(jié)論

(1)隨著渤海油田的深度開(kāi)發(fā)，老井面臨的情況越來(lái)越復(fù)雜，此類(lèi)復(fù)雜井也會(huì)越來(lái)越多，本文提出的打撈經(jīng)濟(jì)工期和決策工期計(jì)算方法為經(jīng)濟(jì)地盤(pán)活此類(lèi)復(fù)雜井提供一種新的思路。

(2)渤海油田“落魚(yú)”井的打撈側(cè)鉆成本居高不下，放棄打撈或者盲目打撈都并非最經(jīng)濟(jì)的方案，尋求經(jīng)濟(jì)有效的打撈側(cè)鉆方案尤為重要。

(3)井下“落魚(yú)”打撈工期的不確定性導(dǎo)致施工成本不可控，本文提出的打撈經(jīng)濟(jì)工期和決策工期有利于施工現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)打撈難度及時(shí)做出決策，最大程度節(jié)約作業(yè)成本。渤海某油田A井應(yīng)用該決策方法，節(jié)約費(fèi)用約420萬(wàn)元。

(4)隨著渤海油田的深入開(kāi)發(fā)，“落魚(yú)”井等復(fù)雜情況井也會(huì)隨之增加，本文提出的打撈經(jīng)濟(jì)工期和決策工期計(jì)算方法應(yīng)用前景廣闊，可以有效降低作業(yè)成本。