大位移水平井鉆井工藝技術在南蘇丹3/7區PP-29H井的應用

袁楠（中國石油集團長城鉆探工程公司，北京 100101）

隨著國內水平井鉆完井技術的成熟，水平井技術在國內快速發展，目前國內年施工水平井數量在1000口以上，水平井的效果也被油田公司所認可，該技術可以實現少井高產、提高采收率、降低區塊開發成本的目的。

水平井技術服務作為高技術、高收益的服務領域，長期被西方油田服務公司壟斷。第一口水平井PP-29H在蘇丹3/7區的順利完成，實現了油藏鉆遇率在90%以上，鉆井周期短、效率高。中國石油鉆探企業的技術能力得到了甲方的認可。

1 PP-29H水平井地質設計概況

PP-29H水平井位于蘇丹3/7區Palogue區塊，油藏埋深在1300m-1400m之間，地層傾角1.5-3度，目的層厚度在40-50m之間，完鉆150井次，其中水平井14口，共投產130口，累計日產油18萬桶，綜合含水在20-30%之間，開發的主要目的層為Ya?bus和Samma組，砂體沉積特征為曲流河和辯狀河沉積，砂體連通性差、規模小。油藏類型為邊底水油藏，在生產過程中發現直井含水比較高，并且油水界面逐漸上移。水平井技術既可以有效的控制底水錐進速度，又可以有效的提高單井產量和提高區塊的采出程度。

PP-29H水平井地質設計主要是根據地震資料和鄰井PO-29和PP-28進行剖面對比來完成，下表為設計參數表：

表1 地質設計數據

2 PP-29H鉆井工程設計概況

2.1 井身結構設計

結合地質工程和采油工程的要求，參考鄰井資料，設計井身結構為三開井身結構，井身結構數據表如下表所示：

表2 井身結構設計數據

2.2 井眼軌跡設計

在井眼軌跡設計過程中，應用地質工程一體化技術：

（1）該井周圍可供參考的鄰井數據少，在井眼軌跡設計過程中，考慮到地質入靶前的可調整性和工程上的可行性，把入靶井斜角度定為84-86度之間。

（2）在三開造斜段所鉆遇的地層均為Yabus組，也具有一定的油氣顯示，為了使更長的井段接觸到油層，設計造斜率為3O/30m。

（3）該井的采油使用電潛泵，下深為1230m，井斜50-60度，根據泵的使用要求，在該段預留50m的穩斜段。

井深垂深南/北(m)0.00 570.00 635.00 1160.00 1210.00 1270.00 1378.00 1682.22 1991.62井斜(deg)0.00 0.00 0.00 52.50 52.50 58.50 58.50 85.03 88.12方位(deg)24.67 24.67 24.67 24.67 24.67 24.67 24.67 24.67 24.66(m)0.00 570.00 635.00 1089.56 1120.00 1153.96 1210.39 1310.70 1321.70(m)0.00 0.00 0.00 203.70 239.75 284.66 368.34 626.59 907.59井深(m)0.00 570.00 635.00 1160.00 1210.00 1270.00東/西(m)0.00 0.00 0.00 93.56 110.12 130.75視平移(m)0.00 0.00 0.00 224.16 263.83 313.26造斜率(deg/30m)0.00 0.00 0.00 3.00 0.00 3.00備注表層套管造斜點電潛泵技術套管

1378.00 1682.22 1991.62 169.19 287.81 416.81 405.34 689.53 998.73 0.00 3.00 0.00入靶點端點

3 主要技術難點

3.1 地質情況復雜，可參考的鄰井數量少

PP-29H的鄰井數量少，在設計過程中，可以參考對比的數據有限，并且由于沉積特性，砂體分布不均，給地質設計和現場地質導向造成了很大的難度。

3.2 水平位移大，滑動鉆進難度大

該水平井的目的是增大井眼與油藏的接觸面積，設計造斜率偏低，所以就造成靶前位移大，在滑動鉆進定向過程中，磨阻大、鉆壓控制難度大。

3.3 LWD儀器零長長，軌跡控制難度大

全井段都采用LWD儀器，定向探管距鉆頭的距離達到了20m，盲區井段長，在實鉆軌跡控制過程中，除了要嚴格執行設計外，還要兼顧地質入靶和油藏鉆遇率，這樣給工程上軌跡控制增加了一定的難度。

4 現場技術應用

4.1 地質工程一體化技術

在PP-29H井定向段鉆進過程中，從635m造斜點開始，地質工程師根據錄井與測井數據確認所鉆的層位，并與原設計進行校核，更新目的油層垂深。入靶前，地質工程師根據氣測、巖屑、機械鉆速、LWD曲線等綜合評價油氣顯示，確認目的層的深度，并與定向井工程師結合，優化更新待鉆軌跡，實時控制井斜和井底鉆頭垂深。在水平段鉆進過程中，地質工程相結合，按照油層的走向趨勢控制井眼軌跡，根據各種地質、工程參數，重點參考電阻率值，伽馬值和氣測值，修正鉆頭的走向。該區塊屬于河流相沉積，油層連續性差。在PP-29H的水平段鉆進過程中，可能會出現鉆遇泥巖段的現象，在現場，地質工程師根據油層電阻率和伽碼值的變化趨勢及時提示巖性變化情況，準確的判斷了目的層砂體的位置與變化特征，定向井工程師調整鉆頭位置，確保了水平段的油藏鉆遇率。

4.2 井眼軌跡控制技術

4.2.1 Landmark軟件實時軌跡監測與待鉆軌跡設計

PP-29H定向過程中，把每個單跟的測量數據輸入到軟件中，進行待鉆軌跡優化設計，確保了造斜率的變化均勻，軌跡光滑。在完井期間，油層套管一次下入成功。

4.2.2 優化鉆具組合

由于該井位移大、造斜點淺，大部分鉆具都在斜井段，在鉆進過程中容易出現“托壓“現象，采用Wellplan軟件進行鉆具的磨阻和扭矩的分析，簡化鉆具組合，降低磨阻系數。在井斜大于50度時，采用倒裝鉆具組合，更加有利于鉆壓的傳遞，提高滑動鉆進時的機械鉆速。由于牙輪鉆頭井下時間限制，二開井段用了兩趟鉆，三開井段采用PDC鉆頭，一趟鉆鉆達設計井深。

二開定向鉆具組合：

Φ311.1mm鉆頭+Φ216mm螺桿（1.25o）+Φ203.2mm LWD+Φ 203.2無磁鉆鋌+Φ203.2mm MWD+Φ127mm加重鉆桿+Φ127mm斜坡鉆桿

第一趟鉆：鉆進井段:627m-1006m進尺：379m井斜:1O-39O機械鉆速:10.24m/h

第二趟鉆：鉆進井段:1006m-1278m進尺：272m井斜:39O-58.1O機械鉆速:4.33m/h

三開定向鉆具組合：Φ215.9m 鉆頭+Φ172mm螺桿（1O）+Φ 172mm LWD+Φ172無磁鉆鋌+Φ172mm MWD+Φ127mm加重鉆桿+Φ127mm斜坡鉆桿+Φ127mm加重鉆桿+Φ127mm斜坡鉆桿

鉆進井段:1281m-1992m進尺：711m井斜:58.1O-88O機械鉆速:9.92m/h

5 井眼凈化技術

（1）提高泵排量，保證環空巖屑上返速度，實現紊流攜屑，避免巖屑在彎曲井段堆積；

（2）每鉆完一個單跟，在測斜之前大幅度活動鉆具，并采用倒滑眼清除堆積的巖屑床，待巖屑返凈后，再停泵測斜；

（3）每鉆完一個立柱（3根）后，活動鉆具、倒滑眼使軌跡光滑。井斜大于40度時，每鉆進90米，進行短起下一次，清除上部巖屑床；

（4）強化固控設備的正常運轉，確保固控設備的運行時間，控制泥漿中的固相含量。

6 安全鉆井技術

（1）下鉆前，做好下井儀器、接頭、螺桿的檢查；

（2）控制井下螺桿和鉆頭的使用時間，處于安全范圍之內，配置合理的鉆井參數，避免井下工具和鉆具事故；

（3）防止水平段鉆進過程中卡鉆事故發生，減少滑動鉆進的時間，增加旋轉鉆進的時間。

7 結語

（1）PP-29H水平井在蘇丹3/7區的成功，打開了海外水平井技術服務的新局面，為后續水平井和分支井的推廣提供了寶貴的經驗，并進一步提高海外項目的開發效益；

（2）PP-29H所應用的工程與地質一體化技術是成功的，油藏鉆遇率達到90%以上，現場的螺桿選擇、鉆具組合的配置、鉆井參數的選擇能夠滿足國際市場上甲方對井眼軌跡的嚴格需求；

（3）為了更好的完成類似的大斜度的水平井，應該加強對降磨阻、減扭矩的方法和工具的研究與實踐，提高定向鉆井的工作效率。

[1]高德利.油氣鉆井技術展望.石油大學學報（自然科學版）第27卷,第1期,2003年.

[2]高德利,覃成錦,李文勇.南海西江大位移井摩阻和扭矩數值分析研究.石油鉆采工藝,25卷,第5期,2003年.