產(chǎn)能井優(yōu)化鉆井設(shè)計(jì)及應(yīng)用

徐永強(qiáng)

摘要：南部油田是典型的多井油田，單井投資較高，因此如何能夠經(jīng)濟(jì)、有效地進(jìn)行開發(fā)，如何能夠有效地降低鉆井投資已經(jīng)成為南部油田所面臨的一個(gè)越來越迫切的問題，而井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化簡(jiǎn)化能夠縮短鉆井工期、降低巖屑排量，進(jìn)而節(jié)約鉆井綜合投資，因此如何做好井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化簡(jiǎn)化工作對(duì)南部油田具有極其重要的意義。

主題詞：南部油區(qū) 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 縮短周期 節(jié)約投資

一、前言

鉆井工程是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜，周期長(zhǎng)、規(guī)模大的工程，在鉆井過程中會(huì)消耗大量的人力、物力及財(cái)力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，鉆井工程占整個(gè)產(chǎn)能投資比重的70%左右。產(chǎn)能井目前以“定額”形式結(jié)算，主要以設(shè)計(jì)為依據(jù)，設(shè)計(jì)確定后，費(fèi)用基本確定。在投資日趨緊張的情況下，需將“地質(zhì)、工程、定額”相結(jié)合，更深入地研究鉆井設(shè)計(jì)優(yōu)化投資控制方法，最大限度實(shí)現(xiàn)投資控制目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益。

二、主要研究?jī)?nèi)容

1、井身結(jié)構(gòu)及油層套管優(yōu)化;

2、井口選擇及定向井軌跡優(yōu)化;

3、鉆井液優(yōu)化及油層保護(hù)。

三、技術(shù)指標(biāo)

1、節(jié)約投資500萬;

2、建井周期縮短3-5天;

3、新井產(chǎn)能達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。

四、工程難點(diǎn)

1、南部油田產(chǎn)能建設(shè)井集中在老區(qū)，定向井比例占總量96%以上，老區(qū)經(jīng)過多次加密與調(diào)整井網(wǎng)較密，井場(chǎng)征地難度大，地面點(diǎn)選擇困難，地下靶點(diǎn)分布錯(cuò)雜，致使防碰關(guān)系緊張已成為制約南部油田繼續(xù)開發(fā)的瓶頸。

2、南部油田開發(fā)區(qū)塊多，開采層位差別大，地層巖性復(fù)雜;特別是老區(qū)，經(jīng)過多年布井、注水開發(fā)，個(gè)別區(qū)塊含有多套壓力系統(tǒng)等原因造成套管開次較多，井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜;同時(shí)，由于對(duì)地層壓力認(rèn)識(shí)不清，表套尺寸過大，延長(zhǎng)了鉆井周期，增加了鉆井費(fèi)用。

3、統(tǒng)計(jì)2年采油三廠的王官屯、沈家鋪、葉三撥、棗園、自來屯、段六撥油田等區(qū)塊共計(jì)發(fā)生50井次的井漏，漏失鉆井液共16250.97m3，損失鉆井作業(yè)時(shí)間5601.47h 。其漏層主要分布在沙一段生物灰?guī)r、孔店組玄武巖和輝綠巖以及中生界安山巖地層，總體約占78%以上。其次是館陶組、沙河街組砂礫巖等滲透性好的地層，或斷層發(fā)育地層，約占22%。由于各區(qū)塊生物灰?guī)r種類、發(fā)育不同，火成巖的孔洞、裂縫發(fā)育情況不同，井漏發(fā)生后，未及時(shí)成功堵漏，需要經(jīng)過多次不同方法堵漏，導(dǎo)致漏失更嚴(yán)重。

五、取得的主要成果

1、在保證鉆井安全的前提下，持續(xù)開展井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究。通過統(tǒng)計(jì)近年來完鉆井深在3000以上的產(chǎn)能井鉆井情況，并結(jié)合開展的套損套變研究，針對(duì)2016年在在小9-6、官975等區(qū)塊7口井，開展井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化和套管組合優(yōu)化，7口井全部二開，并優(yōu)化油套鋼級(jí)為P110+N80組合。

2、在保證不污染淺層水源前提下，降低套管進(jìn)尺比。在開展先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從保證井身質(zhì)量和保護(hù)地方淺水層實(shí)際需要出發(fā)，通過適當(dāng)下深表套代替技套方式開展表套下深優(yōu)化工作。統(tǒng)計(jì)今年已完鉆的93口井，表套平均下深409米，較2015年單井平均減少73米，累計(jì)節(jié)約套管用量6205米，減少材料費(fèi)130余萬元。同時(shí)，2016已實(shí)施井套管進(jìn)尺比達(dá)1.15，較目標(biāo)值1.28下降13個(gè)百分點(diǎn)。

3、深入研究“叢式鉆井”布井模式，形成了一套井口選取的原則。積極推廣“井工廠”開發(fā)模式，通過鉆前井場(chǎng)統(tǒng)一踏勘測(cè)繪、集中布局、整體優(yōu)化的方式，在確保地質(zhì)目的實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)井位布局最優(yōu)化，成本投入最小化。通過不斷研究及探索，逐漸形成了一套井口選取的原則：

（1）井口方向滿足地質(zhì)鉆遇最大油層原則;

（2）軌跡的井斜角滿足工程施工最有利的原則，舉升工藝內(nèi)襯油管完井，延長(zhǎng)檢泵周期;

（3）地面配套滿足最靠近老系統(tǒng)（油水系統(tǒng)、電力系統(tǒng)）原則;

（4）井場(chǎng)布局充分結(jié)合老井已征地及后期征地最優(yōu)原則;

（5）綜合成本投入最小原則。

4、依據(jù)現(xiàn)行定額，進(jìn)行軌跡及鉆具組合的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)定向井工程費(fèi)用控制。合理 優(yōu)化井軌跡造斜點(diǎn)，節(jié)省臺(tái)月費(fèi)用。在滿足井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、井眼曲率及安全鉆進(jìn)前提下，優(yōu)化井眼軌跡參數(shù)，造斜井段長(zhǎng)度合理控制，降低鉆井工程定向作業(yè)費(fèi)用。

5、通過正交實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)處理劑加量對(duì)鉆井液性能影響，結(jié)合鄰井復(fù)雜情況與設(shè)計(jì)井鉆井工藝難度，優(yōu)化鉆井液處理劑設(shè)計(jì)用量，降低鉆井液材料費(fèi)。通過將試驗(yàn)配方與現(xiàn)場(chǎng)鉆井液性能對(duì)比評(píng)價(jià)，優(yōu)選成本較低的配方較現(xiàn)場(chǎng)鉆井液也具有更低的濾失量和更好的流變性能，其他性能也滿足鉆井液設(shè)計(jì)要求，可作為優(yōu)化設(shè)計(jì)配方。此外，為降低鉆井液設(shè)計(jì)成本，根據(jù)設(shè)計(jì)井工藝難度以及特殊地層要求，對(duì)潤(rùn)滑劑類、抗污染劑、堵漏劑、降粘劑、消泡劑等輔助處理劑進(jìn)行了合理調(diào)整與細(xì)化。

六、取得主要成果

1、通過井身結(jié)構(gòu)與套管設(shè)計(jì)優(yōu)化兩項(xiàng)優(yōu)化措施，與2015年對(duì)比，在單井進(jìn)尺增加82米情況下，綜合成本降低266元/米。

2、推行“叢式鉆井”布井模式，有效控制投資。2016年共實(shí)施整拖69口，占總井?dāng)?shù)的81.17%，平均單井鉆井周期18.4天，比目標(biāo)減少4.8天，比2015年同期減少4.0天，節(jié)約井場(chǎng)修建費(fèi)、設(shè)備搬遷費(fèi)等共計(jì)766萬元。

3、優(yōu)化井眼軌跡造斜點(diǎn)，節(jié)省鉆機(jī)臺(tái)月費(fèi)。2016年通過利用淺造斜軌跡剖面降低臺(tái)月費(fèi)用，共設(shè)計(jì)優(yōu)化29口井，合計(jì)節(jié)省鉆機(jī)臺(tái)月費(fèi)約87.85萬元。

4、優(yōu)化鉆具組合設(shè)計(jì)，控制定向井工程費(fèi)用。在滿足井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、井眼曲率及安全鉆進(jìn)前提下，優(yōu)化井眼軌跡參數(shù)，造斜井段長(zhǎng)度合理控制，降低鉆井工程定向作業(yè)費(fèi)用。

5、優(yōu)化鉆井液設(shè)計(jì)，降低了鉆井液的米成本。通過合理優(yōu)化鉆井液用量、配方及處理劑加量以及對(duì)體系密度等方面額優(yōu)化，對(duì)99口井進(jìn)行了優(yōu)化，綜合米成本下降11.84元。共節(jié)約了鉆井液費(fèi)用302.1萬元。

6、通過合理控制鉆井液密度， 使新井日產(chǎn)達(dá)到較高水平。2016年棗1508斷塊實(shí)施新井11口，新井目前產(chǎn)量280噸，全年產(chǎn)油量2.2萬噸，實(shí)現(xiàn)東關(guān)潛山安山巖油藏當(dāng)年探明、當(dāng)年設(shè)計(jì)、當(dāng)年開發(fā)、當(dāng)年貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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大港油田第三采油廠，河北省，061035