天然氣開發中水平井地質設計研究

譚文文

（中國石油化工股份有限公司東北油氣分公司，吉林長春 130062)

天然氣開發中水平井地質設計研究

譚文文

（中國石油化工股份有限公司東北油氣分公司，吉林長春 130062)

近幾年，水平井越來越多的應用在天然氣開發中。對水平井開發工藝技術的應用進行研究，并結合實際工作中水平井地質設計，分析各種軌跡類型的適用性。水平井有多種軌跡設計方法，以八屋氣田營城組氣藏的開發過程中的幾個實例為研究對象。在實際的工作中，可以根據氣田的不同地質條件，具體情況具體分析，優化水平井軌跡設計。

天然氣；水平井；八屋氣田營城組；地質設計研究

天然氣作為我國的一項重要資源，它的開發應用得到了國家和政府的重視。我國天然氣資源豐富，關鍵是如何開發這些資源，形成經濟效益，促進我國能源行業的發展。20世紀80年代中期以來，水平井技術在世界范圍內取得了突飛猛進的進展，為提高勘探效果，提高單井產量和油層采收率，開辟了一條新的途徑，給石油工業的發展帶來了新的革命。近年來，水平井越來越多地應用在天然氣開發中，在梨樹斷陷八屋氣田營城組氣藏開發過程中，通過實踐證實水平井在低滲致密薄儲層的開發中有較大優勢，水平井的設計方案在開發中顯得尤為重要。

1 影響水平井設計的因素

1.1 氣藏類型

氣藏類型是氣田開發設計的依據，也是水平井設計的基礎，不同的氣藏類型，儲層性質、流體性質、氣藏埋深、構造特征等都不同，在水平井的設計中應充分考慮這些因素。

在梨樹斷陷開發過程中，明確八屋氣田營城組氣藏為構造-巖性藏，斷層分隔氣藏，儲層物性控制富集程度，在水平井設計的過程中，要充分考慮斷塊的寬度、砂體展布、儲層物性等因素，優選砂體連續、儲層物性較好的區域部署水平井。例如：根據八屋氣田營城組氣藏的儲層物性等因素確定水平段長度，在500～700m為宜，見圖1。

圖1 水平段長度與單位長度產能增長量關系圖

1.2 氣層特征

在水平井設計的過程中，根據氣層的特征進行井軌跡的設計，氣層的厚度、連續性、物性等直接影響水平井的軌跡設計，設計時需要具體情況具體分析。八屋氣田營城組氣藏為低滲致密儲層，且為薄砂體疊置儲層，砂體薄且砂體變化快，在設計時根據氣層展布特征進行軌跡設計。

2 水平井軌跡的設計

2.1 水平井鉆井方向的確定

水平井鉆井方向的選取是在確定氣層范圍后，以最高效的方式開發氣田為基礎。首先確定砂體的展布方向，根據砂體確定水平井方向，如投產需壓裂改造，水平井方向應與水平最大主應力方向垂直為最佳；在實際工作中，多受地質條件限制不能與水平最大主應力方向垂直，則盡可能的選取夾角較大的方向。

八屋氣田營城組水平最大主應力方向為北東-西南向，氣藏被南北向的斷層切割為多個南北向的斷塊；八屋氣田營城組的水平井在設計的過程中首先受氣藏形態的影響，水平段主要為南北向，考慮到后期壓裂投產效果，在水平段方向的設計上主要為北西-東南向，盡可能選取較大夾角方向。

2.2 水平井軌跡設計的選擇

根據地質條件設計水平井的軌跡，最大限度地提高儲層鉆遇率。八屋氣田營城組氣藏氣層較薄，單氣層儲量不達經濟界限，需多氣層同時開發，在水平井軌跡的設計過程中，沿氣層水平井已不適用，在實際工作中均采用穿層水平井進行開發。根據不同的地質特征，有以下幾種設計方法：

2.2.1 單斜穿層水平井

在地層傾角較小，儲層較薄（2～5m），砂體連續性較好，泥巖隔層較薄的情況下，可選擇單斜穿層水平井（見圖2），儲層鉆遇率基本等同于該儲集層的砂地比。

圖2 穿層水平井軌跡示意圖

2.2.2 U型水平井

在地層傾角較大的情況下，根據儲層的分布特征，可利用地層傾角設計U型水平井（見圖3），采用較大的井斜角橫穿地層，可鉆遇2次儲層，提高儲層鉆遇率。

圖3 U型水平井軌跡示意圖

2.2.3 導眼側鉆合一水平井

此類水平（見圖4）井為U型水平井的變換，該井先較

小角度鉆穿目的層，利用地層傾角，再大角度鉆回地層。在考慮經濟成本及施工周期的情況下，可以省去導眼井的鉆井周期，從而節省進尺投資。

2.2.4 階梯水平井

在儲層較薄，砂體變化較快，但發育2～3套儲層的情況下，可部署階梯水平井（見圖5），提高儲層鉆遇率。設計時在上部儲層穩斜鉆進，進泥巖層后，快速降斜鉆穿泥巖，在下部儲層內增斜后穩斜鉆進。

圖5 階梯水平井軌跡示意圖

3 結論

針對八屋氣田營城組氣藏的低孔低滲致密薄儲層，如何經濟高效的開采在開發工作中顯得尤為重要。從目前八屋氣田開發的實例中分析，水平井在經濟效益方面優于直井。穿層水平井在致密薄儲層的開發中，能更多的動用儲量，通過壓裂工藝的配合能提高單井的初期產能，減緩產量的遞減，最終達到提高氣田采收率的目標。穿層水平井有多種軌跡設計方法，文中提到的只是在八屋氣田營城組氣藏的開發過程中的幾個實例。在實際的工作中，可以根據氣田的不同地質條件具體情況具體分析，優化水平井軌跡設計。

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Study on Horizontal Well Geological Design in Natural Gas Development

Tan Wen-wen

In recent years，more and more horizontal wells have been used in natural gas development.In this paper，the application of horizontal well development technology is studied，combined with the horizontal well geological design in practical work，and the applicability of various trajectory types is analyzed.Horizontal wells have a variety of trajectory design methods，the article mentioned only in the eight gas field Yingcheng group gas reservoir development process in several examples.In the actual work，according to the different geological conditions of gas fields，the specific circumstances of specific analysis，optimize the horizontal well trajectory design.

natural gas；horizontal well；eight gas field Yingcheng group；geological design research

TE355.6

A

1003–6490（2017）11–0221–02

2017–09–21

譚文文（1985—），女，河北廊坊人，工程師，主要從事天然氣開發地質工作。