近斷層精細控制鉆井技術挖潛剩余油應用研究

白秋月

（大慶油田有限責任公司采油工程研究院，黑龍江大慶163453）

近斷層精細控制鉆井技術挖潛剩余油應用研究

白秋月*

（大慶油田有限責任公司采油工程研究院，黑龍江大慶163453）

大慶長垣油田進入開發中后期后，利用常規技術開發，采收率低，經濟效益差，需要進行調整挖潛。運用現代井震結合精細構造描述技術，深入分析井位分布和開發動態后發現，在近斷層附近部署多靶點大斜度定向井，能夠有效地將斷層兩盤溝通起來，將那些在以往開發過程中“避而遠之”的近斷層砂體充分地暴露在同一井眼中，從而達到挖潛斷層剩余油的目的。通過對鉆井施工難點的充分分析論證，優化了鉆井設計，優選隨鉆測井導向鉆井工具和施工工藝，順利完成鉆完井作業，實現了穿斷層、抓兩盤的目的，試油單井日產油量是同區域直井的數十倍，達到了預期目標，具有良好的經濟效益和推廣應用價值。

斷層；定向井；剩余油；挖潛

大慶長垣油田進入高采出、高含水“兩高”開發階段后，精細挖潛剩余油成為老油田增效的主要途徑。經過對長垣油田構造和開發過程多輪次的研究后發現，長期以來為追求單井控制油層厚度圍繞“甜點”開發，導致斷層附近往往布井較少，斷層區注采關系不完善，剩余油富集。經過井震結合構造解釋，基本認清了斷層發育特征，以杏北開發區為例，斷層呈現數量多、延伸長、斷距大、斷層面彎曲多變、斷層相互削截和切割等突出特點［1］。本文以大慶杏北油田275#斷層中的X7-20-S632井為例，探討近斷層挖潛剩余油鉆完井技術。

1　儲集層特征

275#斷層上升盤具有一個明顯的構造高點，該斷層具有分段生長特性，為2條小斷層錯列疊覆生長而成，由于2小斷層傾向一致且相互連接，相交處形成一個半封閉的階梯狀構造。275#斷層基礎井產液量較高，綜合含水較高，平均達94.3%，且斷層附近區域存在局部構造高點，斷層附近主力油層控制程度低，整體上還有進一步挖潛的空間。

油田的開發實際表明：油層自上而下劃分為薩爾圖、葡萄花、高臺子3套油層，3類油層95個沉積單元，共劃分為6種沉積類型，其中外前緣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類砂體大面積分布。平均單井鉆遇3類油層砂巖層數60.6個，砂巖厚度43.4m，有效厚度11.6m。考慮到斷層附近儲量的控制范圍、斷層延伸長度、油水井注采關系以及砂體發育狀況等因素，采用大斜度定向井能夠有效達到挖掘斷層附近主力油層剩余油的目的。

2　過斷層大斜度定向井施工難點

以往在油田開發早期之所以面對斷層要“躲著走”，一方面是由于在當時的技術條件下對斷層的認識存在較大的不確定性，另一方面也受制于近斷層鉆完井技術的不足，與非斷層相比，在過斷層時由于地層破碎更容易發生井漏、垮塌、卡鉆等井下事故復雜，大斜度定向井表現得尤為突出［3-9］，主要體現在：

（1）斷層附近地應力不規則導致井眼軌跡控制難度大，中靶難度大；

（2）斷層附近多為破碎帶，易發生井壁失穩、坍塌掉塊，造成卡鉆等事故；

（3）由于斷層的遮擋作用引起注采不平衡，低壓區井漏，高壓區溢流，井控風險大；

（4）大斜度定向井在取芯時由于摩阻大和工具偏心等因素導致取芯收獲率低。

正是由于在實施過斷層大斜度定向井時面臨上述“瓶頸”技術難題，使得近斷層挖潛剩余油的作用遲遲得不到充分的發揮。

3　關鍵技術措施

（1）井身結構與防淺氣。采用3層套管井身結構設計，杏北開發區上部地層巖性主要為粘土、粘土夾粉砂和砂礫層，表層套管下至第四系，有效封固上部疏松地層；該區嫩三、四段發育有淺氣，技術套管下至嫩二段穩定泥巖處，封固淺氣層。表層、技套水泥漿均返至地面。井控風險級別為一類，采用FZ35-21單閘板防噴器。

（2）井眼軌跡。井眼軌跡設計思路是“穿斷層，鉆兩盤”，即井口設計在上升盤，井軌跡在上升盤鉆至葡Ⅰ33之后穿斷層，穿斷層之后軌跡繼續鉆穿下降盤主力油層，延伸至高Ⅰ6+7油層，發揮最大潛力挖掘兩盤剩余油。由于該井穿斷層，井軌跡要“避讓斷層核、貼近破碎帶”，同時要兼顧河道砂的控制面積，因此，軌跡既要適當貼近斷層，又要與斷層有一定距離［2-3］。該井從動態分析及新鉆的側斜井電測曲線看，無論上升盤還是下降盤都有剩余油，另外該斷層的斷距達到了60.8m，斷層兩盤的主力層葡Ⅰ13在縱向上完全錯開，抓主力層的重復段。井眼軌跡采用9個靶點，確保井軌跡“避讓斷層核、貼近破碎帶”。進入薩Ⅱ頂時，與斷層面距離為154m，進入主力油層時，井軌跡與斷層面距離控制在47m，鉆穿葡Ⅰ33時，海拔深度為-866.32m，繼續鉆進穿斷層面，軌跡落在下降盤的葡Ⅰ12油層，最后鉆至高Ⅰ6+7油層，井斜角平均62.3°。從入油層算起，軌跡總長629.6m。具體軌跡參數如表1所示。

表1　X7-20-S632井軌道參數表

（3）鉀鹽共聚物鉆井液體系：針對該地區斷層破碎帶大斜度定向井容易發生井壁坍塌、井漏、卡鉆的問題，采用抑制性強、穩定性好、維護處理方便以及鉆井液成本相對較低的鉀鹽共聚物鉆井液體系，同時該體系封堵防塌能力較強，對于減少劃眼及預防井下復雜事故提供了有力的保障，能夠滿足目前鉆井施工需要；各次開鉆鉆井液密度詳見表2。

表2　杏北開發區各開次鉆井液密度

現場鉆井液應用技術措施：

①開鉆前用電阻率10Ω·m以上的清水60m3加膨潤土3000kg、純堿240kg，預水化24h后，按配方依次加入復合抑制劑、HX-D、HA、NPAN、SAKH、DYFT-1，將鉆井液粘度調整到1.05～1.25g/cm3。

②進入嫩三段前，充分循環洗井，加入純堿240kg，防止水泥侵；配制密度1.50g/cm3的儲備液60m3。

③在穿越嫩二段之前：將密度控制在1.30g/cm3以下；在保證攜巖的情況下嚴格控制鉆井液的靜切力；在進入嫩二段前50m加入單向裂縫封堵劑，阻止鉆井液濾液向井壁深層滲透，以避免誘導型漏失的發生。按照設計要求，需要在進入嫩二段前準備好60m3堵漏泥漿若監測到漏失現象，及時在漏層打入堵漏漿靜置觀察。

④進入薩零組前將鉆井液密度加重至1.60～1.65g/cm3后二開。鉆進過程中，主要以3%～5%的WDYZ-1和1.0%～2.0%的銨鹽水溶液交替維護，另外每鉆進200m補加50～100kg的HX-D。鉆進至造斜點（500m）前，加入適量混合油，降低摩阻系數至0.1，防止卡鉆。

⑤在大斜度井段特別是井斜角大于55°的井段，較高粘度的鉆井液會弱化井壁清洗效果。在臨界排量下如不考慮鉆具轉動效應，則粘度較低的鉆井液更易擾動巖屑床，有利于井眼凈化。因此低的粘度、高的切力更有利于井眼的清潔，在大斜度精短，嚴格控制鉆井液的粘度低于70s，并且失水控制在4～6mL/30min。

⑥薩二組地層易發生井徑擴大，造漿性強，同時葡萄花易發生壓差井漏。適量提高鉆井液粘度。要保持足量的鉆井液量，維持鉆井液體系有足夠的抑制和絮凝能力。

⑦進入高臺子前，補充新漿時，提高SAKH、DYFT-1、HA樹脂、NPAN的加量，加強鉆井液的封堵能力，提高井壁穩定性，降低泥餅的滲透率。

⑧進入油層前50m在循環罐中一次補加3%的超細碳酸鈣，對地層孔隙進行屏蔽暫堵，減少地層的水化膨脹。目的層鉆進中，主要以3%～5%的WDYZ-1和1%～2%銨鹽的水溶液交替維護。

⑨下套管前通井時，加入2000kg固體潤滑劑塑料微珠，提高井壁的剛性強度，在下套管過程中，減少了吸附在井壁上的鉆屑的聚集，保證了完井作業的順利進行。

4　現場應用及效果

X7-20-S632井于2013年9月25日開鉆，2013年10月21日鉆至井深1588m順利完鉆。鉆井過程中采用了MWD隨鉆測井系統，實鉆垂深與設計一致，實鉆方位與設計方位偏差為0.67，誤差為0.3%，實鉆視平移比設計視平移偏差平均2.6m，誤差1.54%，實鉆軌跡與設計軌跡基本吻合，順利完成了設計方案。

X7-20-S632井于近期開始試油，目前日產油15.5t，該井日產油量是基礎井網單井日產量的10.3倍，是一次井網的19.4倍，是二次井網的77.5倍（詳見表3），具有可觀的經濟效益和推廣價值。

5　結論

表3　X7-20-S632井及鄰井日產油對比表

（1）大慶油田優質斷層多，近斷層剩余油富集，采用大斜度定向井能夠有效溝通斷層兩盤，大幅度提高單井控制油層展布面積和厚度，從而達到最大限度挖掘斷層附近剩余油的目的。

（2）在近斷層附近實施大斜度定向井面臨井眼軌跡控制難、易垮塌卡鉆、漏噴風險大、取芯收獲率低等技術難題，而通過采用隨鉆測井導向系統能夠有效控制井眼軌跡，優化鉆井液性能，優選取芯工具和工藝，精心操作等方法能夠有效地解決這些難題，確保近斷層大斜度定向井的順利實施。

（3）X7-20-S632井采用優化的技術方案進行地質和鉆井設計，經過在實鉆過程中的嚴格執行，高效順利完成了鉆完井作業，實現了溝通斷層兩盤的地質目的，并在大斜度定向井中成功實現了斷層兩側114.51m連續取芯，總體收獲率達到99.20%。目前試油結果表明，該井日產油量是鄰近直井的數十倍，達到了預期效果。

（4）通過對大慶長垣油田開發中后期地震、地質和開發資料的綜合分析，提出在近斷層附近采用大斜度定向井方式挖掘剩余油，在對這類井實施過程中的難點和應對技術措施進行深入分析后，經過實例井的設計和現場應用，證明了方案的合理性和可操作性，開發效果也遠遠超出了預期，為大慶油田和國內外其他同類型油田的開發提供了重要的參考價值。

［1］王俊良，李海峰，袁學峰，等.定向井水平井軌道設計和軌跡計算分析三維可視化技術［J］.鉆采工藝，2005，28（1）：25-28，36.

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［4］孫曉飛，韓雪銀，和鵬飛，等.防碰技術在金縣1-1-A平臺的應用［J］.石油鉆采工藝，2013，35（5）：48-50.

［5］張宏軍，楊立明.復雜斷塊油藏立體開發鉆井完井優化技術［J］.石油鉆采工藝，2010，32（6）：38-41.

［6］畢雪亮，閻鐵，韓輝，等.大慶油田側斜井井身剖面設計研究［J］.特種油氣藏，2005，12（2）：72-73.

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TE242

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1004-5716（2016）02-0042-03

2015-10-12

2015-10-28

白秋月（1983-），女（漢族），遼寧昌圖人，工程師，現從事油氣田鉆井設計工作。