評價新區(qū)鉆時定額編制方法應(yīng)用研究

侯東升　顏超

[摘 要]鉆井周期是油氣田進行鉆井工程投資估算、預(yù)算的一個重要參數(shù)，鉆時定額是鉆井周期預(yù)測的主要依據(jù)。文章根據(jù)西北某超深油藏鉆遇地層、鉆井工藝特點及勘探開發(fā)階段，結(jié)合中國石油化工股份有限公司清單計價模式要求，細分建立鉆時定額模型;綜合研究國內(nèi)外鉆時定額編制方法，按照樣本數(shù)量，分區(qū)域、地層、井段、井眼尺寸，針對性研究應(yīng)用鉆時編制方法，通過編制方法的差異化研究應(yīng)用，創(chuàng)新評價新區(qū)鉆時定額編制方法的應(yīng)用模式。

[關(guān)鍵詞]鉆井周期;鉆時定額;鉆時編制方法;學(xué)習(xí)曲線法;平均先進法

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2021.04.009

[中圖分類號]F275[文獻標識碼]A[文章編號]1673-0194（2021）04-00-03

0 ? ? 引 言

鉆井工程是石油天然氣勘探開發(fā)工程中的一個重要環(huán)節(jié)，具有高投入、高風(fēng)險、作業(yè)對象隱蔽、組織性強、專業(yè)技術(shù)密集等特點。鉆井工程作為油氣勘探開發(fā)的一個關(guān)鍵點，其投資比例占整個油氣勘探總投資的60%～70%。如何有效控制鉆井工程投資一直是各大油田勘探開發(fā)面臨的重要課題。

相比成熟老區(qū)，評價新區(qū)在鉆井周期預(yù)測上存在更多的不確定性，在鉆時定額編制上，采用常規(guī)編制方法難以準確反映地質(zhì)條件的復(fù)雜性及鉆井技術(shù)的發(fā)展進步。本文結(jié)合該油藏地質(zhì)、鉆井工藝技術(shù)特點及目前開發(fā)階段分析，綜合研究分析國內(nèi)外鉆時編制方法，根據(jù)中國石油化工股份有限公司清單計價鉆時分組條件要求，優(yōu)選鉆時編制方法，在評價新區(qū)鉆時定額編制方法上進行了研究探索，新編定額成果有效滿足了該超深油田評價開發(fā)階段及今后一段時間的投資決策需求。

1 ? ? 西北某超深油藏概況

1.1 ? 該超深油藏地理環(huán)境

該油藏構(gòu)造位于塔里木盆地順托果勒低隆起西北部、沙雅隆起西南傾沒端，目的層為奧陶系中下統(tǒng)，油藏具有“三超（超深、超高溫、超高壓）、一高（高含硫化氫）、一長（長裸眼段）”的特點。

1.2 ? 該區(qū)鉆時定額編制的難點

區(qū)內(nèi)共發(fā)育7個斷裂帶，各斷裂帶鉆遇地層具有一定差異。不同巖性鉆井難度差異大，如二疊系—奧陶系桑塔木組機械鉆速明顯較低。該區(qū)尚處于評價開發(fā)階段，樣本井中呈現(xiàn)三多特點，即探井數(shù)量較多、不同斷裂帶多、鉆遇地層多。不同斷裂帶、不同地層鉆井工藝成熟度及機械鉆速差異較大，有無侵入體地層機械鉆速差異明顯。鉆時定額編制條件復(fù)雜，編制方法需結(jié)合斷裂帶、地層、井段、井眼尺寸研究優(yōu)選。該區(qū)不同斷裂帶多、鉆遇地層多，定額區(qū)塊劃分需考慮斷裂帶特點。由于該區(qū)為評價新區(qū)，鉆井技術(shù)處于不斷發(fā)展完善階段，部分地層、井段、井眼尺寸樣本井數(shù)量不足。

2 ? ? 西北某超深油藏鉆時編制方法應(yīng)用研究

2.1 ? 定額模型的建立

結(jié)合地層、井段、井眼尺寸和工藝技術(shù)成熟度研究分析，根據(jù)不同的分組條件，分別建立了鉆井作業(yè)鉆時定額模型（其包括純鉆進作業(yè)鉆時定額、輔助作業(yè)鉆時定額）、取心作業(yè)鉆時模型、其他作業(yè)鉆時定額模型，見表1。

2.2 ? 編制方法的研究優(yōu)選及應(yīng)用

定額編制樣本來自該油藏已完鉆的20口井和正在鉆的9口井。根據(jù)鉆時定額構(gòu)成，分別優(yōu)選相應(yīng)編制方法。

2.2.1 ? 純鉆進作業(yè)鉆時編制方法

（1）平均先進法

根據(jù)已有的施工經(jīng)驗，綜合歷史數(shù)據(jù)，按照“先進、平均、落后”三類水平分別賦予不同的權(quán)值，對數(shù)據(jù)體進行加權(quán)平均，其結(jié)果可有效反映定額的平均先進原則。

對采用平均先進法的樣本井按照開鉆時間劃分3個實施批次，對1、2、3批次井按照技術(shù)成熟度分別賦予2、5、3權(quán)值。平均鉆時計算見式（1）。

某定額模型平均鉆時=∑（某權(quán)值下某定額模型平均鉆時×權(quán)值）/∑權(quán)值（1）

以1號斷裂帶康村組直井段311.2 mm井眼定額模型為例，計算純鉆進鉆時為0.021 152 h/m，詳見表2、表3。

（2）學(xué)習(xí)曲線法

美國Amoco石油公司的Brett和Millheim在20世紀80年代首次將學(xué)習(xí)曲線理論引入鉆井行業(yè)。學(xué)習(xí)曲線反映的是單位鉆進時間和鉆井數(shù)量的關(guān)系。劉朝全提出的鉆井周期測算學(xué)習(xí)曲線公式見式（2）。

Tn=Trlog2n（2）

式中，Tn為第n口井的鉆井周期，T為第1口井的鉆井周期，r為學(xué)習(xí)率，且0

以1號斷裂帶二疊系直井段311 mm井眼定額模型為例，計算該定額模型平均純鉆進鉆時。

采用加權(quán)平均計算每一批次平均純鉆進鉆時，見式（3）、表4、表5。

某一批次某定額模型平均純鉆進鉆時=∑（某地層某井段某井眼尺寸單井鉆遇厚度×單井該地層平均鉆時）/∑（單井鉆遇厚度） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （3）

對4個批次的純鉆進鉆時經(jīng)對數(shù)變換計算學(xué)習(xí)率r。

對式2兩邊取對數(shù)，見式（4）。

lnTn=lnT+（lnr）T log2n（4）

式（4）中，Tn為第n批次某定額模型平均純鉆進鉆時，T為第1批次某定額模型的平均純鉆井鉆時，r為學(xué)習(xí)率，且0

令Y=lnTn，A=lnT，B=Tlnr，X=log2n，得Y=A+BX，用最小二乘法求解A、B，則r=eB。

以1號斷裂帶二疊系直井段311 mm井眼定額模型為例，計算學(xué)習(xí)率為85.726%，見圖1。

2.2.2 ? 輔助作業(yè)鉆時編制方法

輔助作業(yè)鉆時主要包括起下鉆、循環(huán)、更換鉆頭等，輔助作業(yè)鉆時通常按照全井輔助時間取大段平均值，實際鉆井過程中，因不同地層鉆進難易程度差距較大，為體現(xiàn)地層間的輔助時間差異，按照系數(shù)法計算，見式（5）、式（6）。

某地層輔助作業(yè)鉆時=某地層純鉆進作業(yè)鉆時×輔助作業(yè)系數(shù) ? ? ? ? ? ? ? ? ?（5）

輔助作業(yè)系數(shù)=∑某定額模型的生產(chǎn)輔助作業(yè)時間/∑某定額模型的純鉆進時間 ? ?（6）

2.2.3 ? 取心作業(yè)鉆時編制方法

取心作業(yè)鉆時定額包括取心純鉆進作業(yè)鉆時和取心輔助作業(yè)鉆時，編制方法參照鉆進作業(yè)鉆時定額。

2.2.4 ? 其他作業(yè)鉆時編制方法

其他作業(yè)鉆時包括固井作業(yè)鉆時、裸眼測井作業(yè)鉆時、固井質(zhì)量測井作業(yè)鉆時、中完井輔助作業(yè)鉆時和非生產(chǎn)作業(yè)鉆時，其編制主要采用了歷史水平法。

3 ? ? 鉆井周期套算對比

在已完鉆井中選出可對比的18口四開井身結(jié)構(gòu)井套算定額周期，與剔除停待、故障等時間后實際鉆井周期對比，平均定額周期較實際周期少5.9天，差異率為-3.4%，滿足了現(xiàn)階段定額水平要求，結(jié)果見表6。

4 ? ? 結(jié) 語

本文針對評價新區(qū)鉆遇地層特征復(fù)雜、鉆井工藝技術(shù)發(fā)展變化快等特點，分析此類油藏定額編制難點，根據(jù)中國石油化工股份有限公司清單計價模式鉆時定額分組要求，精細建立定額模型，為評價新區(qū)差異化定額編制方法優(yōu)選應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。在各地層鉆時數(shù)據(jù)對比分析及鉆進技術(shù)的成熟度分析基礎(chǔ)上，考慮了技術(shù)水平成熟、技術(shù)水平變化快、特殊地層、樣本井不足及無樣本井等情況，對不同類型定額模型優(yōu)選采用不同的編制方法。套算對比結(jié)果表明，定額周期較實際鉆井周期差異率在-6.6%～1.5%之間，可滿足該地區(qū)評價階段及之后一定時期內(nèi)鉆井周期預(yù)測需求。

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