遼河油田興隆臺(tái)深層潛山油藏鉆完井技術(shù)

齊　海　鷹（遼河油田公司鉆井工程部，遼寧盤錦　124010）

遼河油田興隆臺(tái)深層潛山油藏鉆完井技術(shù)

齊海鷹
（遼河油田公司鉆井工程部，遼寧盤錦124010）

針對(duì)興隆臺(tái)潛山油藏埋藏深、油稀、含油高度2 300 m的特點(diǎn)，建立了以水平井和復(fù)雜結(jié)構(gòu)井為主的平面交錯(cuò)、縱向交錯(cuò)的雙交錯(cuò)、多層、疊置注采開發(fā)井網(wǎng)。優(yōu)化設(shè)計(jì)了井網(wǎng)井距，縱向上分7層部署水平井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井。設(shè)計(jì)水平井井距200～300 m，魚骨井井距500 m。水平井的水平段和魚骨井的主干段斜交主裂縫發(fā)育方向。優(yōu)化設(shè)計(jì)了水平井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井、定向井井眼軌道和井身結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了鉆井液設(shè)計(jì)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井完井管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、井控設(shè)計(jì)、固井設(shè)計(jì)。通過鉆完井施工、投產(chǎn)開發(fā)，興隆臺(tái)潛山共鉆井135口，年產(chǎn)油102.11×104t，實(shí)現(xiàn)高效開發(fā)。

深層潛山；鉆完井設(shè)計(jì)；鉆完井技術(shù)；稀油；高效開發(fā)

興隆臺(tái)潛山位于遼寧省盤錦市興隆臺(tái)城區(qū)，構(gòu)造上位于興隆臺(tái)油田中南部，西鄰盤山洼陷，北側(cè)面臨陳家洼陷，南側(cè)是清水洼陷，東側(cè)為冷東深陷帶，是典型的“洼中之隆”，構(gòu)造面積84 km2。潛山整體是呈北東向展布的背斜，東西向斷層將潛山自南向北進(jìn)一步分成中間高兩頭低的3個(gè)潛山。油藏類型為裂縫性塊狀底水變質(zhì)巖潛山油藏。油層從潛山頂部到底部均有發(fā)育。油層以興古潛山最發(fā)育，其次為馬古潛山油藏埋深2 355～4 680 m。油層分布受潛山地層厚度及裂縫發(fā)育程度控制。儲(chǔ)層主要為孔隙裂縫型儲(chǔ)層。裂縫形態(tài)為中、高角度縫，裂縫走向?yàn)楸睎|。興隆臺(tái)潛山油層分布直接取決于裂縫的發(fā)育程度，與巖性密切相關(guān)，縱向上油層具有分段集中發(fā)育特征。含油目的層段壓力和溫度屬同一正常溫度和壓力系統(tǒng)，平均壓力系數(shù)為1.057，油層中部平均地層溫度126 ℃，地溫梯度3.0 ℃/100 m。原油性質(zhì)好，屬稀油。地層原油密度為0.6396 g/cm3，黏度0.38 mPa·s。地面原油密度為0.813～0.842 g/cm3，平均0.826 g/cm3，黏度平均3.76 mPa·s，凝固點(diǎn)22～31℃，含蠟7.62%，膠質(zhì)+瀝青質(zhì)1.769%。天然氣相對(duì)密度平均0.734，甲烷含量平均78.8%。

1　設(shè)計(jì)要點(diǎn)

開發(fā)方式以注水開發(fā)為主，但要注意發(fā)揮彈性驅(qū)、重力驅(qū)的作用；注入方式以底部上返注水為主；開發(fā)層系為太古界油藏和中生界油藏各自形成一套開發(fā)層系；開發(fā)井井網(wǎng)為復(fù)雜結(jié)構(gòu)井形成的平面交錯(cuò)、縱向交錯(cuò)的雙交錯(cuò)、多層、疊置井網(wǎng)。根據(jù)興隆臺(tái)潛山各開發(fā)單元含油高度和油層厚度大小，復(fù)雜結(jié)構(gòu)井分多層部署，含油高度2 300 m的興古7潛山，縱向上分7層部署水平井。設(shè)計(jì)水平井井距200～300 m，魚骨井井距500 m。水平井的水平段和魚骨井的主干段斜交主裂縫發(fā)育方向。

2　鉆井工程

2.1井眼軌跡設(shè)計(jì)要點(diǎn)

定向井井眼軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)，單靶點(diǎn)定向井選擇“直-增-穩(wěn)”三段制軌道設(shè)計(jì)類型；雙靶點(diǎn)井選擇“直-增-穩(wěn)-降-直”五段制定向井井身剖面。水平井井眼軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)，井身剖面類型為“直-增-穩(wěn)-增-水平”五段制剖面。水平井全井井眼曲率控制在7（°）/30 m以內(nèi)。井眼軌跡盡可能保持平穩(wěn)光滑，以保證完井管柱順利下入。

2.2井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

進(jìn)行井身結(jié)構(gòu)瘦身，定向井采用?177.8 mm技術(shù)套管懸掛?127.0 mm尾管固井完井；水平/魚骨井采用?193.7mm技術(shù)套管懸掛?127.0mm尾管+篩管完井，入口點(diǎn)以前固井，水平段主井眼下入篩管，采用管外封，魚刺井眼裸眼完井。復(fù)雜結(jié)構(gòu)井尾管采用封隔器固井完井，篩管采用管外封分段完井，滿足油層開采和后續(xù)改造要求。

2.3井控設(shè)計(jì)要點(diǎn)

本區(qū)屬于環(huán)境敏感地區(qū)，井控要求程度高，要求配備四通、防噴器及控制系統(tǒng)、內(nèi)防噴工具、節(jié)流管匯、壓井管匯、液氣分離器、除氣器、監(jiān)測(cè)設(shè)備等。

根據(jù)潛山油藏物性特點(diǎn)，優(yōu)選無固相鉆井液體系，保護(hù)油氣層。

綜合應(yīng)用先期堵漏、雙級(jí)注水泥、低密度水泥漿等技術(shù)，保證固井質(zhì)量。

3　鉆完井實(shí)施效果

3.1井身結(jié)構(gòu)

定向井采用?444.5 mm（鉆頭）×?339.7 mm（導(dǎo)管）＋?311.1 mm（鉆頭）×?273.05 mm（表層套管）+?241.3 mm（鉆頭）×?177.8 mm（技術(shù)套管）＋?152.4 mm（鉆頭）×?127.0 mm（生產(chǎn)尾管）四開結(jié)構(gòu)；采用套管射孔方式完井。表層套管封館陶組50 m，技術(shù)套管封潛山面以下3～5 m。

水平井/魚骨井采用?660.4 mm（鉆頭）× ?508.0 mm（導(dǎo)管）＋?444.5 mm（鉆頭）×?339.7 mm（表層套管） + ?311.1 mm（鉆頭）×?244.5 mm（技術(shù)套管）＋?215.9 mm（鉆頭）×?177.8 mm（生產(chǎn)尾管）四開結(jié)構(gòu)；水平段采用篩管+油敏封隔器分段方式完井，入口點(diǎn)前采用套管固井完井。表層套管封館陶組50 m，技術(shù)套管封潛山面以下3～5 m。

按照設(shè)計(jì)，實(shí)施過程中，興古潛山鉆完井采用了四開井身結(jié)構(gòu)：（1）一開導(dǎo)管深度50 m，水泥漿返至地面；（2）二開表層套管封至館陶地層以下50 m，深度在1 150～1 200 m，注水泥固井，水泥漿返至地面；（3）三開技術(shù)套管封至太古界（或中生界角礫巖儲(chǔ)層）頂部10～20 m，水泥漿返至表層套管內(nèi)200 m；（4）定向井三開完鉆后，下尾管，注水泥固井，水泥漿返至尾管懸掛器；（5）對(duì)于水平/魚骨井，為了滿足油藏開發(fā)中后期分段酸化壓裂、分段采油、分段注水的需要，采用以下完井方式：完鉆后下入光管+篩管的復(fù)合尾管柱，光管下至水平段入口點(diǎn)，水平段主井眼下篩管。固井方式為上固下不固，即：入口點(diǎn)以上注水泥封固，或采用一定數(shù)量的遇油/遇水膨脹式套管外封隔器（EPC）封隔，而水平段采用遇油膨脹式管外封分段完井。

實(shí)踐表明，井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，既滿足地質(zhì)要求，也滿足工程需要，有利于井控安全、優(yōu)質(zhì)、快速高效鉆進(jìn)，井眼軌跡測(cè)量，提高軌跡控制精度和油氣層鉆遇率，確保井身質(zhì)量和保護(hù)油氣層，同時(shí)，也有利于套管和篩管下入，滿足完井、固井和后期注水的工程技術(shù)要求。

3.2井眼軌跡控制

表層鉆進(jìn)采用塔式鉆具組合，直井段鉆進(jìn)采用鐘擺鉆具組合，定向鉆進(jìn)采用導(dǎo)向鉆具組合，水平井采用了復(fù)合鉆井+導(dǎo)向鉆井鉆具組合。二開井段鉆遇的地層包括第四系平原組、上第三系明化鎮(zhèn)組和館陶組，礫石成分比較多，選用三牙輪鉆頭鉆井。三開井段鉆遇的地層主要包括下第三系東營(yíng)組和沙河街組，地層硬度適中且礫石含量較少，選用437到517級(jí)別的牙輪鉆頭；為了提高機(jī)械鉆速并延長(zhǎng)鉆頭使用壽命，加大試驗(yàn)應(yīng)用個(gè)性化PDC鉆頭的力度。四開后主要鉆遇太古界地層，巖性包括黑云母斜長(zhǎng)片麻巖、混合花崗巖等，地層硬度高，研磨性較強(qiáng)，適合選用MD系列的高速馬達(dá)鉆頭，依靠其高速破巖領(lǐng)域先進(jìn)的切削結(jié)構(gòu)和保徑技術(shù)、可靠的軸承系統(tǒng)和高效的水力結(jié)構(gòu)配置，提高了機(jī)械鉆速。

一開直井段，每鉆進(jìn)30 m用R型單點(diǎn)測(cè)斜儀吊測(cè)井斜 、方位；二、三開直井段，每鉆進(jìn)30 m用R型單點(diǎn)測(cè)斜儀吊測(cè)井斜、方位；造斜井段使用MWD無線隨鉆測(cè)量， 關(guān)鍵井段測(cè)點(diǎn)加密。四開造斜段，使用MWD隨鉆測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)井眼軌跡.每鉆進(jìn)一個(gè)單根取值一次，施工時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整測(cè)量間距。鉆機(jī)、鉆具、鉆頭、地質(zhì)導(dǎo)向工具選擇合理，井眼軌跡得到有效控制。

3.3鉆井液設(shè)計(jì)

一開采用密度1.10～1.12 g/cm3無機(jī)鹽凝膠鉆井液，維持較高的黏度和切力，增加鉆井液的攜屑性能；二開采用密度1.12～1.30 g/cm3聚合物分散鉆井液或有機(jī)硅鉆井液，增強(qiáng)抑制能力和改善濾餅質(zhì)量，保持井壁穩(wěn)定；三開潛山井段采用密度1.05～1.20 g/ cm3鹵水無固相鉆井液體系，性能穩(wěn)定、抗溫能力強(qiáng)、流動(dòng)阻力小、不會(huì)堵塞油氣層孔喉通道。

施工過程中，振動(dòng)篩、除砂器使用率達(dá)到100%，離心機(jī)使用率達(dá)到50%以上，及時(shí)清除了鉆井液中有害固相，防止固相顆粒堵塞潛山裂縫通道，減少了固相顆粒對(duì)潛山油藏污染程度。同時(shí)，部分井采用欠平衡鉆井技術(shù)，降低了鉆井液漏失對(duì)儲(chǔ)層的損害。

3.4固井質(zhì)量

0～60 m導(dǎo)管選用?508.0 mm、壁厚12.7 mm的J55套管，表層套管選用?339.7 mm、壁厚12.19 mm的N80套管，技術(shù)套管選用?244.5 mm，壁厚11.99mm的N80/BG130TT套管；油層尾管選用?139.7 mm、壁厚9.17 mm的P110套管。

固井采用G級(jí)水泥，要求將水泥漿濾失量嚴(yán)格控制在50 mL/30 min以下，并使用好沖洗液和隔離液，提高固井質(zhì)量。表層套管水泥漿應(yīng)返出地面。技術(shù)套管固井采用雙級(jí)注水泥技術(shù)，一級(jí)注水泥完成后立即打開分級(jí)注水泥器循環(huán)孔，并連續(xù)循環(huán)泥漿12 h以上，待一級(jí)注入的水泥漿凝固后，再進(jìn)行二級(jí)注水泥作業(yè)。二級(jí)注水泥施工要連續(xù)進(jìn)行，水泥漿返至表層套管內(nèi)200 m。油層套管固井時(shí)，采用雙凝水泥，水泥漿返至尾管懸掛器頂部。水平井完井管柱采用遇水/遇油、機(jī)械封隔器等工具進(jìn)行固井，保證了水泥漿不下沉到水平段。

3.5完井設(shè)計(jì)

直井完井設(shè)計(jì)要求潛山頂面下入尾管，固井完井；水平井完井設(shè)計(jì)及要求潛山頂面到目的層段頂套管完井，水平段下入打孔篩管，采用管外封，卡封位置前后預(yù)留10 m光管，魚刺井眼裸眼完井。完井后，按規(guī)范和技術(shù)要求安裝340×245×178 標(biāo)準(zhǔn)套管頭和KY35/65型采油樹，交井前進(jìn)行井口試壓，順利交井。

4　結(jié)論

（1）通過軌跡防碰掃描設(shè)計(jì)，適時(shí)采用MWD導(dǎo)向鉆具（鉆具組合至少采用2根無磁鉆鋌連接，減少磁干擾強(qiáng)度）進(jìn)行軌跡監(jiān)測(cè)控制，可以解決潛山上部地層井眼軌跡縱橫交錯(cuò)、井網(wǎng)密度高、防碰壓力大的技術(shù)難題。

（2）選用537級(jí)別HJT系列的金屬密封滑動(dòng)軸承和牙輪特別保徑的三牙輪鉆頭，完成了中生界地層安山巖、火山集塊巖、砂礫巖和角礫巖等硬度稍高且有一定研磨性地層的鉆進(jìn)。選用617到637級(jí)別MD系列的高速馬達(dá)鉆頭，依靠其高速破巖領(lǐng)域先進(jìn)的切削結(jié)構(gòu)和保徑技術(shù)、可靠軸承系統(tǒng)和高效水力結(jié)構(gòu)配置，可以完成太古界黑云母斜長(zhǎng)片麻巖、混合花崗巖等地層硬度高、研磨性較強(qiáng)地層的鉆進(jìn)，在增加單只鉆頭進(jìn)尺的基礎(chǔ)上，提高了機(jī)械鉆速。

（3）采用無固相鉆井液體系，并利用超低滲透劑的屏蔽暫堵特性，增強(qiáng)了鉆井液的油層保護(hù)能力。同時(shí)，潛山井段鉆進(jìn)中采用的欠平衡以及平衡壓力鉆井技術(shù)，控制了鉆井液密度，降低了鉆井液漏失程度及其對(duì)儲(chǔ)層的損害程度。而鉆井速度的提高，減少了鉆井液浸泡時(shí)間，降低了儲(chǔ)層損害。

［1］陳庭根，管志川.鉆井工程理論與技術(shù)［M］.山東東營(yíng)：石油大學(xué)出版社，2000：166-215.

［2］王德新.完井與井下作業(yè)［M］ .山東東營(yíng)：石油大學(xué)出版社，1999：44-73.

［3］胡湘炯，高德利.油氣井工程［M］.北京：中國(guó)石化出版社，2003：40-44.

［4］吳國(guó)軍，佟德水.遼河油田興古7塊水平井鉆完井技術(shù)［J］.石油鉆采工藝，2011，33（1）：32-34.

［5］趙峰， 王今宇.分支水平井技術(shù)在遼河油田潛山地層中的應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2012，34（5）：28-30.

〔編輯付麗霞〕

Well drilling and completion technology for Xinglongtai deep buried hill oil reservoir of Liaohe Oilfield

QI Haiying
（Drilling Engineering Division of Liaohe Oilfield Company, Panjing 124010, China）

A transversely and longitudinally staggered double-crossing, multi-layer and superposed injection-production development well pattern mainly with horizontal wells and complex structure is established in regard of deep reservoir, thin oil and oilbearing height of 2 300 m of Xinglongtai buried hill oil reservoir. Well spacing of well pattern is in optimization design, and horizontal wells and wells in complex structure are deployed by 7 layers longitudinally. Designed horizontal well spacing is between 200 m and 300 m, and herringbone well spacing is 500 m. Horizontal segments of horizontal wells are in oblique crossing with main segment of herringbone wells along development direction of major fracture. Optimization design is also conducted for well track and structure of horizontal wells, wells in complex structure and directional wells, and design of drilling fluid, completion string structure of wells in complex structure, well control and well cementation is also optimized. Through well drilling and completion construction, production and exploitation, 135 wells have been drilled, and annual oil output is 102.11×104t.

deep buried hill; design of well drilling and completion; well drilling and completion technology; thin oil; efficient exploitation

TE243

A

1000 – 7393（ 2015 ） 04 – 0122 – 03

10.13639/j.odpt.2015.04.030

齊海鷹，1962年生。1984年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院鉆井工程專業(yè)，1992年畢業(yè)于西南石油學(xué)院油氣田開發(fā)工程專業(yè)，獲工學(xué)碩士學(xué)位，高級(jí)工程師。電話：0427-7298715。

2015-03-10）

引用格式：齊海鷹. 遼河油田興隆臺(tái)深層潛山油藏鉆完井技術(shù)［J］.石油鉆采工藝，2015，37（4）：122-124.