同層側(cè)鉆井井筒棄置方案研究

王凱，和鵬飛，王占領(lǐng)，于長廣，陳立強(qiáng)(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452)

0 引言

隨著渤海油田開發(fā)生產(chǎn)不斷推進(jìn)，低產(chǎn)低效井越來越多，渤海油田部分生產(chǎn)油田年產(chǎn)油量遞減率達(dá)到8%～10%，穩(wěn)產(chǎn)壓力很大，新鉆調(diào)整井受到海上平臺槽口資源有限、鉆機(jī)資源緊張以及作業(yè)成本高等因素的制約，老井側(cè)鉆成為實施調(diào)整井的主要方式之一。近幾年，渤海油田進(jìn)行的調(diào)整井設(shè)計中，低效井側(cè)鉆的比例高達(dá)60%～80%，目前仍有大量低產(chǎn)低效生產(chǎn)井面臨關(guān)停。

渤海油田由于剩余油挖潛及老井出砂治理等原因，會將低產(chǎn)低效的水平井通過同層側(cè)鉆的方式進(jìn)行處理。傳統(tǒng)模式需要打撈頂部封隔器、套銑打撈部分篩管，從著陸段套管管鞋裸眼側(cè)鉆。根據(jù)套銑打撈難度不同，工期10～30天，成本較高。近年來，多個項目通過技術(shù)革新，從設(shè)計角度提出從頂部封隔器以上開窗側(cè)鉆，一趟井眼直接著陸并完成水平段。此項技術(shù)極大地減少了棄井工期，降低了鉆完井費用，但也存在多個制約因素。

1 現(xiàn)有技術(shù)條件

渤海油田水平井常見井身結(jié)構(gòu)為：水平段裸眼段為φ215.9 mm，裸眼段的完井采用φ177.8 mm優(yōu)質(zhì)篩管防砂，間隙較小。經(jīng)分析，該井防砂管柱打撈存在以下難點：

(1)由于水平井著陸造斜段和水平段摩阻較大，打撈鉆具的上提力及扭矩?zé)o法有效傳遞到水平防砂篩管上；

(2)需要打撈的防砂管柱為從頂部封隔器至φ244.5 mm套管鞋下25 m處，總長70 m左右，且管柱居中度較差，增加了套銑及打撈的難度；

(3)該井φ215.9 mm的水平井多采用φ177.8 mm的防砂管柱，其與水平段井眼的間隙較小，常用的套銑管外徑為206.4 mm，內(nèi)徑為187 mm，引入落魚難度較大，而且套銑出來的鉆屑在較小的環(huán)空內(nèi)很難上返，導(dǎo)致打撈掛卡。

針對待打撈防砂管柱較長、防砂管柱與水平段井眼間隙較大的井，形成了分段切割、套銑、打撈的方法；針對待打撈防砂管柱較短、防砂管柱與水平段井眼的間隙較小的井，形成了切割打撈配合磨銑的方法。

2 制定對策并按對策實施

如圖1所示，針對同層側(cè)鉆井井筒棄置方案制定側(cè)鉆方式?jīng)Q策樹。

圖1 側(cè)鉆方式?jīng)Q策樹

3 適用條件及相關(guān)技術(shù)措施

3.1 適用條件

(1)避免軌跡鉆遇水層。由于著陸段、水平段位于同一開次井身結(jié)構(gòu)中，完鉆后不下入套管進(jìn)行固井，防泥巖坍塌工具不能有效隔離水層，為防止水淹風(fēng)險，側(cè)鉆軌跡應(yīng)避免鉆遇水層。若開窗點上部存在水層，通過測固井質(zhì)量情況，確保開窗點與上部水層是否有效封隔，防止水淹風(fēng)險。

(2)控制泥巖段的長度。為保證防泥巖坍塌工具充填效果，泥巖段長度盡量控制在100 m之內(nèi)，為此，軌跡設(shè)計階段應(yīng)與地質(zhì)油藏結(jié)合，根據(jù)設(shè)計軌跡預(yù)測鉆遇泥巖的長度，并優(yōu)化側(cè)鉆點。

3.2 相關(guān)技術(shù)措施

(1)精細(xì)化的軌跡設(shè)計。與傳統(tǒng)同層側(cè)鉆井不同，深層開窗側(cè)鉆需要在套管鞋以上100 m左右進(jìn)行套管開窗，軌跡著陸位置較傳統(tǒng)同層側(cè)鉆滯后，極易造成水平段縮短，需要增加控制點設(shè)定著陸點位置及深度以保證水平段長度盡量不減少，以滿足油藏配產(chǎn)。

(2)使用馬達(dá)鉆具鉆著陸段，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向+探邊工具鉆水平段。鑒于著陸段全角變化率較大，使用馬達(dá)鉆具組合能夠保證造斜率，以便實現(xiàn)快速準(zhǔn)確著陸。其次，著陸段鉆遇泥巖較長，為防止泥巖縮徑對完井防砂管柱下入的影響，著陸段井徑應(yīng)盡量大，為此設(shè)計使用馬達(dá)鉆具鉆著陸段，水平段使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向+探邊工具以確保儲層段精確的軌跡控制。

(3)使用EZFLOW鉆井液體系。著陸鉆遇泥巖段短，井眼暴露時間短，著陸段+水平段均采用EZFLOW鉆井液體系，節(jié)省鉆井液費用和鉆井液轉(zhuǎn)化時間。

(4)防泥巖坍塌工具確保礫石充填。著陸段含有長段泥巖，為防止泥巖坍塌導(dǎo)致充填失敗，采用防泥巖坍塌工具，該工具在泥巖坍塌時仍有循環(huán)通道，并能繼續(xù)進(jìn)行充填，保證充填作業(yè)的順利進(jìn)行，且泥巖段處的盲管外徑較大，利于支撐井壁。

4 現(xiàn)場應(yīng)用效果

該設(shè)計方案首先在渤海某油田A井上使用。

4.1 A井同層側(cè)鉆方案分析

A井同層側(cè)鉆方案分析如表1所示。

表1 A井同層側(cè)鉆方案

同層側(cè)鉆方案需要打撈井下丟手管柱和部分篩管。打撈作業(yè)的施工目標(biāo)是：①按棄井側(cè)鉆要求打撈井下管柱至7″套管鞋以下30 m左右，至2188 m(7″套管鞋2158 m)；②待打撈中心管：5.784″液壓丟手+4″定位密封+2-7/8″ SNU油管3根+ 2-7/8″ SNU帶孔油管2根+2-7/8″SNU油管2根；③待打撈4-1/2″優(yōu)質(zhì)篩管：頂部封隔器總成+盲管2根+篩管4根。

由于同層側(cè)鉆方案棄井工期長，不確定因素較大，因此選擇在丟手管柱以上開窗側(cè)鉆。

4.2 井側(cè)鉆點選擇

根據(jù)鄰井井身結(jié)構(gòu)，確認(rèn)兩種開窗方式：方案一：在尾管掛深度(1 096 m)以上9-5/8″套管開窗側(cè)鉆；方案二：7″尾管內(nèi)開窗側(cè)鉆，6″井眼裸眼完鉆。

通過觀察上圖2發(fā)現(xiàn)2小層與3小層之間地層均為泥巖，不存在水層，因此可以7″開窗，6″井眼裸眼完鉆。由于存在相鄰井位正在開發(fā)2小層，為避免同層干擾，側(cè)鉆點應(yīng)選擇在2小層和3小層之間，結(jié)合棄井水泥塞的長度，方案二開窗側(cè)鉆點選擇在2 020～2 065 m之間。

圖2 工區(qū)內(nèi)相關(guān)井深與地層對比圖

如表2所示，1 000 m側(cè)鉆，需要9-5/8″套管開窗，8-1/2″井眼著陸，下入7″尾管，然后6″井眼完鉆，進(jìn)尺1422 m，老井眼利用率低，且需要鉆館陶組底礫巖層，工期長、費用高。2030 m側(cè)鉆，全角變化率3°/30 m，進(jìn)尺431 m，經(jīng)濟(jì)性較好，但泥巖段

表2 鄰井側(cè)鉆點優(yōu)選

長度176m，完井下入盲管段較長。2 065 m側(cè)鉆，第一造斜段3.3°/30 m，第二造斜段3°/30 m，進(jìn)尺396 m，泥巖段長度141 m，相較2 030 m側(cè)鉆點，鉆井作業(yè)難度稍微增大，但是完井難度降低且有利于后期生產(chǎn)；綜合考慮，側(cè)鉆點選擇2 065 m。

5 結(jié)語

該設(shè)計方案在渤海油田A井首次使用，較常規(guī)同層側(cè)鉆井節(jié)省棄井費用約650萬元。同時通過該方案優(yōu)化，避免了原設(shè)計方案中跟部出水的現(xiàn)象，延長了井的生命周期。