淺談大塔場低效氣藏低成本鉆井模式

李皓珉 邢政偉 唐 鑄 胡光皓

（宜賓華油天然氣有限責任公司，四川 宜賓 644000）

0 引言

大塔場沙溪廟氣田位于四川省宜賓縣李場鎮境內，是典型的低孔、低滲透、低壓氣藏，氣藏埋深約1300-1500m，單井平均日產量低于 5000m3，按照行業標準為低效或無效氣藏，采用常規鉆井工程技術，難以實現經濟效益。此外，該區塊北部區域遂寧組、沙二段地層極易發生惡性井漏，漏層垂向分布，使用傳統或新型的堵漏工藝技術及材料成本極高，從經濟角度考慮根本無法在該區域進行實施。為此，通過大塔淺層氣團隊十余年的探索努力，提出了以叢式井組、三開三完井身結構-簡易井口、全井PDC鉆進、聚黃鉆井液體系、清水強鉆定向技術、“無滲透”鉆井液體系-篩管完井、氮氣鉆井-裸眼完井為一體的低成本鉆井配套技術。

1 地質概況

1.1 地質構造

大塔場構造為一短軸背斜，淺層構造形態簡單，為一兩翼基本對稱的短軸背斜構造。由于印支運動的影響，上三疊統香溪群以上的構造有兩組構造疊合而成，一組為北東～南西向，一組為北西～南東向[1-2]。 大塔場構造區侏羅系沙溪廟組氣藏的勘探表明，在構造圈閉區內并不是所有鉆井均能獲得工業氣流，高產井也并非都分布在構造的高部位。可見沙溪廟組氣藏并非只受構造圈閉的控制，它還受巖性的控制，沉積相控制的有利砂體也是確定井位重要因素。

1.2 勘探現狀

大塔場構造的鉆井工作始于1976年12月的塔5井鉆探。該井設計目的層為下二疊統，因井漏嚴重在下三疊統嘉陵江組完鉆，1977年12月對嘉陵江組試油未獲油氣，上試侏羅系沙一段，獲得工業氣流0.96×104m3/d，由此發現了大塔場侏羅系氣藏。

截止2017年，大塔場共有井115口，生產井 74口。共建設采氣井站2座，建設采氣管道84.8公里。目前大塔場日均產氣19.1萬立方米，單井平均日產氣2581立方米，年產天然氣7000萬立方米，自然遞減率為12.46%。

1.3 資源儲量

2011年申報國家儲委儲量，計算大塔場地區沙溪廟組沙一段氣藏 B砂體探明儲量為 39.06×108m3，儲量豐度為 1.09×108m3/km2，技術可采儲量為 18.36×108m3。

2015年開展大塔場構造沙一段氣藏開發方案編制，數據截止2011年底，計算得到大塔場沙一氣藏B砂體探明儲量區儲量40.26億立方米，基本與儲委批復的39.06億立方米一致。結合2012至2015年勘探成果，現今含氣面積已擴大至約45平方公里，儲量進一步增加。

2 鉆井配套技術

大塔淺層氣鉆探開發團隊從工藝、設備、材料等多方面著手，研究探索適合區塊的低成本鉆探模式，在確保安全的前提下，力爭從各個方面降低成本。

2.1 叢式井組方案

大塔區塊所有淺層氣井均以叢式井組進行建設，每個井組一般設計四至六口氣井。根據地質靶點情況，叢式井組氣井一般為“一直多斜”（或水平井），分別鉆探不同“甜點”。斜井或水平井井眼軌跡分為“直-增-穩”三段式軌跡和“直-增-穩-增-穩”五段式軌跡兩類。通過叢式井組方式，氣井鉆探在征地費用及鉆前工程建設費用方面比建設四座單井井場可節約60%-70%，鉆探施工效率提高300%以上。

2.2 三開三完井身結構及簡易井口

氣井井身結構一般采用φ311.2mm鉆頭鉆進200m下 φ244.5mm表層套管，φ215.9mm鉆頭鉆進至距產層上部約 10m下 φ177.8mm油層套管，φ152.4mm鉆頭穩斜鉆穿產層完鉆，裸眼完井或甩φ152.4mm割縫篩管完井。該井身結構技術上適應地層地質條件，并能有效封隔不同地層壓力系統，同時在鉆井、下套管、固井階段最為節約工程費用。

氣井井口均采用KQ65-35采氣樹，可適應10-15MPa的原始底層壓力，并且安全余量充足，開采后期可進行修井、壓裂等作業。采氣井口安裝采用φ177.8mm+底法蘭+采氣樹的方式，每口井可節省一套套管頭安裝。

2.3 全井PDC鉆頭鉆進

根據地層可鉆性研究分析，該氣藏鉆井階段各開次均采用PDC鉆頭鉆進，機械鉆速可盡可能提高。一開PDC鉆頭可重復使用5個井次以上，二開PDC一般使用2-3只，三開PDC使用1只，且以上入井鉆頭出井均磨損較輕，更換PDC復合片后可再次入井使用。

2.4 聚黃鉆井液體系

該區塊淺井一開采用般土-聚合物鉆進。泥漿性能：密度 1.02-1.05g/cm3，漏斗粘度50-70S，般土含量45-60g/l，API失水＜10ml，靜切力 2-5/5-20 Pa。 二 開鉆井，地層主要為砂巖及泥巖，使用聚磺鉆井液體系。該體系抑制性、抗溫性良好，能確保安全鉆進，且成本相對其他鉆井液體系低20%-30%。二開鉆井液密度1.15-1.25g/cm3，漏斗粘度 40-50"，APIFL6-8ml。

2.5 清水強鉆定向技術

為適應區塊北部上部地層嚴重漏失，通過采用井口旋轉防噴器控制井控風險，清水強鉆穿漏層，小噴嘴配合MWD定向，實現了二開鉆進。由于井漏嚴重，甚至出現立壓為0，為解決儀器數據丟失問題，在氣體或充氣鉆井采用電磁波隨鉆測量系統成功應用的基礎上，綜合考慮工作原理、適用范圍、可靠性、成本等，確定選取EMWD作為大塔場構造增斜井段清水強的隨鉆測量工具，從而很好地解決了定向數據讀取問題。根據統計，該技術的使用在單井堵漏成本方面，每口井節約堵漏直接費用及間接費用在100萬元以上。

2.6 “無滲透”鉆井液體系-篩管完井

為保護油氣層，通過比較油基鉆井液、“無滲透”鉆井液、超低滲透鉆井液等多種鉆井液體系，最終發現1.05-1.10g/cm3的“無滲透”鉆井液體系最適應沙一段產層，產層污染程度最低，因此優選該體系作為水平井或開窗側鉆井產層段鉆井液體系。三開打開產層后，通常采用割縫篩管完井。篩管與油層套管重合30m，最大限度節約篩管成本。通過該技術的實施，大塔淺層氣最高單井測試產量達到7×104m3/d。

2.7 氮氣鉆井-裸眼完井

在井下工況符合的條件下（一般直井或60°以內斜井），為加快鉆完井速度，實現產層零污染，選取氮氣前平衡打開產層。使用氮氣打開產層的井，為確保井控安全及井下安全，一般采用裸眼完井，油管下至油層套管管鞋以上30m。氮氣鉆井屬于前平衡鉆井技術，對井口裝置要求較高，但由于大塔淺層氣井產層較薄，利用該技術打開油氣層一般施工周期只需要3-5天，同時該工藝的鉆時快，污染小，產能預判準確度高可快速對下步決策提供依據，完井便捷，完井后試氣時間短，因此雖然直接成本較高，但綜合成本與“無滲透”鉆井液完井基本持平。

3 結論

（1）通過配套技術的實施，該氣藏已經成功實現上百口氣井的鉆探，單井平均建井周期約30天，鉆井效率高，安全性高，證明該配套技術成熟可靠。

（2）該配套技術實施成本導致單井綜合米進尺費用在4000元以下，經濟性突出。

（3）在該配套技術的支持下，該氣藏最高產量達到30×104m3/d，單方氣開采利潤最高時達到 1元/m3，打破了低效無效氣藏的瓶頸，實現了良好的經濟效益和社會效益。