水平井鉆井技術優化研究與實施效果

摘要：受平面上斷層發育、砂體尖滅及分布連續性差等因素影響，M油藏直井開發效果差，結合國內外同類型油藏開發經驗，采用水平井開發。為確保水平井成功實施，開展水平井井眼軌跡控制技術優化研究，包括水平井鉆具組合技術、井眼軌跡測量技術以及待鉆眼預測技術等，成功指導實施3口水平井，生產效果較好，可為同類型油藏提供借鑒經驗。

主題詞：水平井 ?鉆井技術 優化研究

1.概況

M油藏構造屬于遼河斷陷盆地中央隆起的南部傾沒帶，主要開發目的層為沙河街組大凌河油層，油藏埋深1950～2250m，平均油層有效厚度15m，上報含油面積3.25km2，石油地質儲量781.8萬噸，標定采收率25.0%，可采儲量195.5萬噸。

M油藏儲層主要構造-巖性控制，斷層發育，平面上分布多個小斷塊，儲層發育穩定性差，地層巖性主要為巨厚塊狀砂礫巖、礫狀砂巖，局部夾薄層泥巖、粉砂質泥巖，地層厚度110～250m，含油井段30～170m，發育多套小層，單層有效厚度以2～10m為主，砂巖尖滅現象嚴重。

2.開發中存在問題

M油藏采用250m井距直井網開發，2005～2008年先后部署實施直井22口，受平面上斷層發育、砂體尖滅及分布連續性差等因素影響，難以形成規則生產井網，直井開發效果差，目前開井8口，平均單井日產油10噸，采油速度僅0.18%，地質儲量采出程度6.5%，平均單井日產油僅1.25噸，處于較低水平（圖1）。結合國內同類型油藏開發經驗，計劃采用水平井開發，增加單控儲量及泄油面積，實現剩余可采儲量有效動用。但受層薄、連續性差等因素影響，需要對水平井井眼軌跡控制技術優化研究，提高油層鉆遇率，確定水平井成功實施。

3.關鍵技術研究

3.1井眼軌跡控制難度

如何控制井眼軌跡是水平井鉆井施工難點，直接決定水平井有否成功，具體包括三方面，一是地質設計要求水平段軌跡縱向距靶心偏差不超過±2m，而在實際打鉆前調整偏差要求不超過±1.5m，橫向距靶心不超過±4m，中靶精度要求高;二是M油藏儲層埋深1950～2250m，造斜點深度大，鉆速相對小，易卡鉆;三是地層變化大，螺桿造斜率不穩定，影響軌跡控制。

3.2軌跡控制技術

（1）水平井鉆具組合技術

水平井鉆具組合技術特點主要有三方面，一是以動力鉆具組合為主，造斜段和水平段所有進尺全部由動力鉆具完成;二是造斜井段全部采用中空型螺桿鉆具，鉆進排量達到40～45L/S，對保持井眼清潔，消除巖屑床，減少井下阻卡及復雜情況起到一定的作用;三是動力鉆具定向造斜和轉盤鉆相結合，鉆井過程中采用定向造斜和轉盤鉆進交叉進行的方式調整井眼軌跡，提高實鉆軌跡與設計剖面吻合率。

（2）井眼軌跡測量技術

測量儀器選用ESS電子多點測斜儀及LWD隨鉆測斜儀，根據M油藏地理位置和設計方位，優選無磁鉆鋌長度，全井使用2根無磁鉆鋌，提高測量精度，具體測量方法及數據采集主要有三點：一是直井段鉆進以防斜打直為目的，每鉆進50m，用“R”型單點測斜儀吊測一次;二是直井段鉆完后，采用ESS電子多點測斜儀進行測量，每單根進行取值一次;三是造斜段鉆井中，采用LWD無線隨鉆測斜儀進行監測，每個單根測量一次井斜、方位，水平井段以ESS電子多點數據交井。

（3）待鉆眼預測技術

待鉆眼預測技術主要包括井底預測技術、待鉆井眼設計技術以及分次定向技術。

①井底預測技術

采用螺桿鉆具組合造斜時，井底實際井斜和方位預測結果存在著差異，差異值準確度直接影響井眼軌跡，可采用外推法進行井底預測，實現軌跡控制優化。

②待鉆井眼設計技術

從造斜點開始直到水平段完鉆施工過程中，對每趟鉆進行待鉆井眼設計，指導鉆具組合優化。在造斜過程中，要以入靶點為目標點進行待鉆井眼設計，進入水平段后，以期望縱向誤差、橫向誤差為目標，進行待鉆井眼預測設計。

③分次定向技術

分次定向技術是采用比設計造斜率稍高的造斜工具進行定向造斜，當發現軌跡超前時，采用轉盤鉆穩斜或微增斜鉆進一段后，根據軌跡需要再次定向鉆進，既能夠加快鉆速又能提高中靶精度。

3.3優選鉆井液體系

根據M油藏地質特點、井身結構、施工及完井方法的要求，以施工安全和保護油層為中心，優化鉆井液體系，其中直井段采用普通水基搬土鉆井液，造斜段采用XC生物聚合物混油鉆井液，水平段使用搬土聚合分散混油鉆井液。

3.4固井與完井技術

表層套管固井采用內管柱注水泥技術，水泥漿平均密度為1.85g/cm3，技術套管固井采用水泥為G級加砂油井水泥，平均密度1.87g/cm3，均要求水泥返至地面、固井質量合格。

4.實施效果

根據上述研究成果，M油藏2020年部署實施3口水平井，鉆井過程中未出現卡鉆、漏失、井涌等異常情況，油層鉆遇率95.8～97.6%，固井質量合格，常規投產后，平均單井初期日產油20.5噸，目前日產油15.8噸，階段累產油1.2萬噸，預計全生命周期累產油3.0萬噸。

5.結論

（1）受平面上斷層發育、砂體尖滅及分布連續性差等因素影響，M油藏直井開發效果差。

（2）為確保水平井成功實施，開展水平井井眼軌跡控制技術優化研究，指導實施3口水平井，取得較好生產效果。

（3）本文在水平井井眼軌跡控制方面取得成果及認識，可為其它油田提供借鑒經驗。

參考文獻：

[1] 劉健寧.水平井鉆井速度影響因素及提速措施分析[J].科技創新與應用.2016（05）.

[2] 劉桂君.杭錦旗區塊水平井井眼軌跡控制技術[J].西部探礦工程.2020（06）.

[3] 李永軍.水平井鉆井施工過程軌跡控制研究[J].中國石油和化工標準與質量. 2017（14）.

作者簡介：張升峰，男，1986年9月出生湖南邵陽，回族，工程師，2012年畢業于中國石油大學（北京），現于中石油遼河油田公司鉆采工程技術部從事鉆井管理工作。

中國石油遼河油田公司 ?遼寧 ?盤錦 124010