精細控壓鉆井技術在裂縫型潛山油藏的應用

王文明

潛山油藏是遼河油田重要的稀油產能區塊，為了有效控制潛山油層產量遞減，油田部署大位移井以實現注氣能量補充開發，利用水平井注氣來保持地層壓力，抑制底水錐進，提高油藏采收率[1]。但是，目前該區塊注采同存導致地層壓力具有一定的不確定性，存在涌、漏、塌、卡等鉆井風險，且常規鉆井過程中鉆井液密度高，容易造成儲層污染，后期注氣開發困難。XG7-H173井施工過程多次出現井漏、卡鉆等復雜情況，且注氣啟動壓力達到29 MPa，注氣困難。為解決儲層保護的問題，在鄰井XG7-H175井采用精細控壓鉆井技術。精細控壓鉆井技術通過實時監測井底壓力和井口流量變化，有效地降低了井底壓力，避免了鉆井液固相侵入儲層的污染[2]，可以有效地發現和保護油氣儲層，提高鉆井效率，更好地保障井控安全。

XG7-H175井是一口注氣井，目的層為太古界潛山地層，屬塊狀底水裂縫型潛山油藏，巖性為混合花崗巖、黑云母斜長片麻巖及混合巖、夾少量侵入巖脈。地層可鉆性差，機械鉆速較慢。為了更好地保護儲層和提高鉆井時效，制定了XG7-H175井精細控壓鉆井技術方案，在目的層井段進行可控微溢流控壓鉆井，邊溢邊鉆。

1 XG7-H175井精細控壓鉆井技術方案

控壓鉆井施工井段和鉆井液：控壓井段為目的層水平段，完鉆后配合完成裸眼電測、下套管、固井等完井作業,確保鉆完井全過程儲層保護；鉆井液為有機鹽無固相水基鉆井液，基液設計密度為1.00～1.03 g/cm3；泥漿帽重漿密度為1.25 g/cm3。

根據本井的地層壓力預測結果和鄰井的實鉆情況，地層壓力系數1.10，模擬了鉆頭位于水平段3 770～4 460 m，排量為35 L/s的井況，計算得出了井口回壓與井底壓力的關系，結果如圖1所示。

圖1 控壓鉆井井口回壓及井底當量密度模擬

結合控壓鉆井井口回壓及井底壓力模擬結果，針對該區塊儲層保護的要求，采用微欠平衡控壓鉆井，設計鉆井液密度選擇和井口回壓值見表1。

設計同時采用井底隨鉆測壓和井口微流量監測，設計綜合錄井數據接入控壓鉆井軟件，同時實時監測立管壓力、出入口流量、出入口密度等鉆井參數，實時判斷鉆井工況，保障鉆井安全。

表1 控壓鉆井鉆井液密度及回壓值設計結果

2 XG7-H175井精細控壓鉆井實施過程

本井開始施工時采用1.05 g/cm3低密度無固相鉆井液試運轉，井底隨鉆測壓系統（PWD）實測井底壓力，與控壓軟件計算得到井底壓力基本一致，驗證了控壓軟件模擬計算數據的準確性，計算循環摩阻為1.5 MPa左右，井底壓力33.5 MPa，當量ECD為1.12 g/cm3。為了實現真正的欠平衡鉆井，防止儲層污染，施工過程中根據井口微流量監測判斷地層流體是否進入井筒，結合井底隨壓系統實測井底壓力，降低鉆井液密度至1.03 g/cm3，井口回壓為0.35～0.38 MPa，保證鉆進過程中微欠平衡[3-5]，實際施工過程中以1.03 g/cm3低密度無固相鉆井液鉆進3 730～4 460 m井段。

在實施控壓鉆井工藝過程中，實時監測立管壓力、出入口流量、出入口密度等鉆井參數，結合錄井數據等，實時判斷鉆井工況。

XG7-H175井溢流發現及處理經過如下：井深4 200 m，下鉆到底，開泵循環，發現出口流量上漲，總烴值從0.8%上漲至10.3%，C1值從0漲至5.75%；流量計監測到出口流量劇烈波動（圖2）。控壓鉆井工程師判斷井口出氣，通知井隊點火，井口回壓調整至1.5 MPa，13 min后點火成功，18 min后火焰熄滅，火焰高度3～4 m，出口仍有少量氣體返出；8 min后總烴下降至1.7%，C1值下降至1.5%，井口回壓1 MPa；5 min后總烴0.5%，井口回壓0.36 MPa，控壓排氣結束。通過總結該井溢流發現及處理經過可以得出，控壓鉆井施工中可以及早地發現溢流并通過井口加回壓的方式迅速增加井底壓力，減少溢流量，保障井控安全。

圖2 XG7-H175井溢流微流量實時監測

完鉆通井結束后控壓工程師根據油氣上竄速度，確定重漿帽參數，即起鉆至1 000 m，循環替入1.22 g/cm3鹵水重漿，形成1 000 m重漿帽，再進行常規起鉆，保障了電測時間安全，電測一趟鉆成功[6]。整個電測過程中井底繼續采用低密度無固相鉆井液，避免了高密度鉆井液對儲層的污染。

3 XG7-H175井精細控壓鉆井效果分析

目的層全過程采用控壓欠平衡鉆井技術，以1.03 g/cm3低密度無固相鉆井液鉆進和完井電測作業，與鄰井XG7-H173相比降低了井底壓力3 MPa左右，減少了鉆井液對儲層的污染，為后期注氣開采奠定了良好的基礎。

采用精細控壓鉆井技術，減少了井底壓持效應，有效地提高了機械鉆速。鄰井XG7-H173井在同樣層位平均機械鉆速為3.5 m/h，本井平均機械鉆速為4.3 m/h，提高了22.8%。XG7-H175井采用精細控壓鉆井技術與鄰井XG7-H173井常規鉆井在同樣層位對比鉆井周期減少了19.52天。

目前XG7-H175井已完成試注，啟動日注量明顯高于鄰井，而啟動最高壓力低于鄰井（表2），且最終日注氣量明顯優于鄰井，這充分證明了本井采用精細控壓鉆井技術對油氣層起到了很好的保護效果。

表2 XG7-H175井和XG7-H173井注氣效果對比

4 結論

1）精細控壓鉆井技術在XG7-H175井的成功應用，為裂縫型潛山儲層增產穩產提供了新的鉆完井技術。

2）采用精細控壓鉆井技術，通過實時井底隨鉆測壓和井口微流量監測，有效分析地層壓力，合理降低鉆井液密度，實現了XG7-H175井目的層全過程微欠平衡鉆進，有效地保護了油氣儲層，提高了機械鉆速。

3）通過實時井底壓力、高精度出入口流量、密度監測，結合錄井數據實時判斷井下工況，可以及早發現井下復雜情況，通過調節井口回壓迅速處理復雜情況，保障了鉆井安全。

[1]孫 凱,梁海波,李 黔,等.控壓鉆井泥漿帽設計方法研究[J].石油鉆探技術,2011,39(1):36-39.

[2]宋 巍,李永杰,靳鵬菠,等.裂縫性儲層控壓鉆井技術及應用[J].斷塊油氣田,2013,20(3):362-365.

[3]孫 超,李根生,康延軍,等.控壓鉆井技術在塔中區塊的應用及效果分析[J].石油機械,2010,38(5):27-29.

[4]孫 凱.控制壓力鉆井起下鉆過程壓力控制技術研究[D].成都:西南石油大學,2010.

[5]劉海飛,李 成,覃 毅.深水窄壓力窗口鉆井井控風險定量評價研究[J].石油工業技術監督,2017,33(2):54-59.

[6]王 果,樊洪海,劉 剛,等.控制壓力鉆井技術應用研究[J].石油鉆探技術,2009,37(1):34-38.