海上油田魚骨刺多分支水平井鉆井關鍵技術及應用

李世舉，盧昌，夏竹君，曹鵬飛，李朝

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術深圳分公司，廣東 深圳 518067)

0 引言

近年來，南海東部海上油田不斷加大開發(fā)力度，魚骨刺多分支水平井逐漸成為油田開發(fā)的重要發(fā)展方向。該技術的主要優(yōu)點是通過在主井眼上增鉆側(cè)分支，增加油藏泄油面積，提高油藏采收率[1-6]。本文以A1H1 井為例，介紹海上油田魚骨刺多分支水平井鉆井關鍵技術及應用情況。

1 概況

恩平某油田ZJ 某油層為邊水油藏，為中低孔低滲儲層，目前有2 口定向生產(chǎn)井A7 井和A12 井在該油藏有生產(chǎn)井點，截至2022 年2 月底該油藏采出程度僅為5.4%，模型預測結(jié)果顯示構(gòu)造高部位剩余油富集，需要部署1 口多分支調(diào)整井加密開采，以提高該油藏開發(fā)效果。計劃利用高含水井A1H 側(cè)鉆水平井A1H1 井開采ZJ 某油層油藏構(gòu)造高部位剩余油，A1H 井目前日產(chǎn)油44.3 m3/d，含水率高達98.6%，其剩余油仍可由其同層位在生產(chǎn)井A9H 繼續(xù)采出。A1H1 井設計初產(chǎn)油95.4 m3/d，高峰年產(chǎn)油2.9×104m3，至2028 年累積產(chǎn)油13.04×104m3。

2 井位設計及風險預測

2.1 井位設計

A1H1 井以恩平某平臺25 號槽口為本井井口，設計方案包括1 個主井眼和3 個分支井眼，主井眼和分支井眼mb 和 mc 水平段生產(chǎn)儲層上部剩余油，分支井眼 ma 將穿過儲層夾層生產(chǎn)下部剩余油，各分支井如圖1 所示，各分支井水平段長度設計為主井眼549 m， ma 分支434 m， mb分支202 m， mc 分支202 m。

圖1 過A1H1 井及各分支油藏剖面圖

目的油藏ZJ 某油層：地層厚度6.4 ～8.9 m，有效厚度2.7 m，有效孔隙度16.4%，滲透率43 mD，儲層為中孔低滲儲層，儲層非均質(zhì)性強，內(nèi)部發(fā)育鈣質(zhì)砂巖及泥質(zhì)夾層，泥質(zhì)夾層厚度在1.3 ～2.5 m，夾層厚度整體上北部略厚于南部，將含油段分隔成上下兩部分。油田范圍內(nèi)夾層上部砂巖西部物性好于東部，下部砂巖東部物性好于西部，上部砂巖物性整體好于下部砂巖物性。油藏采出程度低，模型預測結(jié)果顯示構(gòu)造高部位剩余油富集。

2.2 風險預測

(1)已鉆井顯示上部和下部砂巖儲層非均質(zhì)性較強，砂體內(nèi)多發(fā)育不連續(xù)的鈣質(zhì)夾層和泥質(zhì)夾層，因此預測本井水平段可能鉆遇較多非儲層段，從而影響水平段有效井段。

(2)由于本井作業(yè)難度大，主井眼和分支井眼鉆井過程中可能存在無法實施的風險，所以本次設計增加了1 個備選井眼。如果實鉆過程中出現(xiàn)主井眼無法實施的情況時，現(xiàn)場人員經(jīng)與陸地油藏地質(zhì)人員和鉆完井人員討論可考慮實施備選井眼。備選井眼水平段長度設計597 m。

3 關鍵技術

3.1 優(yōu)選錄井技術

按照南海東部海域現(xiàn)行地質(zhì)錄井要求以及中國海洋石油總公司《石油天然氣開發(fā)井規(guī)范》要求進行。A1H1 井采用巖屑錄井、泥漿錄井，錄井井段為8-1/2"井眼開始直至完鉆。

3.1.1 巖屑錄井要求

(1)8-1/2"井眼開始，砂泥巖觀察樣每10 m 取一次；(2)從HJ2-17 層頂界以上100 m 起，砂泥巖觀察樣每5 m 取一次，接近油層頂部的泥巖加密取樣，每3 m 取一次，油層每1 m 取一次，水平段每5 m 取一次；(3)進行熒光檢查和濕樣描述；(4)A1H1 井砂樣不保留。

3.1.2 泥漿錄井要求

(1)每米記錄一次井深和鉆時；(2)每米記錄一次氣體組分相對百分含量；(3)實時測量總烴；(4)連續(xù)監(jiān)測硫化氫氣體；(5)詳細記錄蹩跳鉆、放空、井漏、氣侵、井涌等現(xiàn)象。

3.2 優(yōu)選測井技術

(1)8-1/2"井段選用常規(guī)四參數(shù)測井：測井項目包括自然伽馬+電阻率+中子密度，考慮到水平段著陸，要求使用近鉆頭井斜、近鉆頭伽馬。

(2)6"井段選用隨鉆地質(zhì)導向工具：水平段要求全程使用旋轉(zhuǎn)導向工具，測井項目包括近鉆頭井斜、方位自然伽馬、電阻率探邊工具、電磁波感應電阻率、方位密度、中子孔隙度、光電吸收截面指數(shù)PE。鉆前開展隨鉆地質(zhì)導向模型的建立和更新，水平井鉆井過程中實時開展隨鉆地質(zhì)導向服務。

(3)測速要求：為滿足辦公室隨鉆跟蹤項目組儲層評價以及隨鉆地質(zhì)導向?qū)﹄S鉆測井資料的需求，要求井下測井數(shù)據(jù)實時上傳速率不小于6 bit/s。

3.3 優(yōu)選完井方式

(1) 主井眼采用礫石充填防砂，各分支井眼采用預充填篩管完井，保護井眼防、砂防腐等。

(2) 電潛泵的設計深度在垂深1 200 m TVD 左右，要求井眼軌跡平滑，造斜率小于0.5°/30 m。

(3) 為滿足油藏和生產(chǎn)區(qū)資料要求，下入Y-TOOL 工具、井下壓力計、溫度計。

4 應用效果評價

4.1 分支井實鉆情況

4 月23 日進行了9-5/8″套管開窗作業(yè)，次日開始組合鉆具下鉆，自1 326.0 m 開始鉆8-1/2″井眼，至4 月27 日鉆至2 360.0 m 中完著陸，后續(xù)進行起鉆拆甩鉆具，下177.8 mm(7 英寸)套管至2 358.0 m，隨后進行固井作業(yè)(固井共用干水泥29.5 t，水泥首漿密度1.90 g/cm3、尾漿密度1.90 g/cm3)，候凝，4 月29 日進行了SBT 電測177.8 mm(7 英寸)套管固井質(zhì)量測井項目，至此二開作業(yè)全部結(jié)束。

5 月2 日開始自2 360.0 m 定向鉆進152.4 mm(6 英寸)井 眼 ma 分 支，剛 開 始 以89.82 °鉆 進，2 378.0 m 下一柱89.75°鉆 進，2 436.0 m 降斜到87°，2 553.69 m 增 斜 到89°，2 596.53 m 增 斜 到89.5°，2 643.5 m 下一柱增斜到90°，2 688.74 m 增斜到90.25°，2 700.63 m 增到90.5°，2 728.7 m 下一柱降斜到90°，2 738.0 m 目前距頂較近，降斜到89.4°，2 722.0 m 降 斜 至89 °，2 814.0 m 增 斜 至90 °，5 月3 日穩(wěn)斜鉆至2 854.0 m 后 ma 分支完鉆，實鉆水平段長433 m。完井采用優(yōu)質(zhì)篩管下至該水平分支，5 月5 日下3-1/2″篩管至2 849.0 m，5 月5 日起甩服務工具至轉(zhuǎn)盤面， ma 分支鉆完井施工結(jié)束。

5 月6 日開始進行 mb 分支152.4 mm(6 英寸)井眼鉆井作業(yè)，在2 411.0 m ～2 421.0 m 進行上下劃槽，造臺階，自2 421.0 m 定向鉆進152.4 mm(6 英寸)井眼 mb 分支，到2 456.27 m 增斜至90.25°，鉆至2 463.49 m 增 斜 至90.5°，鉆 至2 516.05 m 造 包 結(jié)束，井底井斜91.67°，降斜到89.5°，鉆至2 548.83 m增 斜 至89.8°，鉆 至2 574.53 m 穩(wěn) 斜 至89.5°，至5 月7 日鉆至2 719.0 m 扣 mb 分支完鉆，實鉆水平段長224 m。完井采用優(yōu)質(zhì)篩管下至該水平分支，5 月8 日下3-1/2″篩管至2 717.0 m，5 月9 日起甩服務工具至轉(zhuǎn)盤面， mb 分支鉆完井施工結(jié)束。

5 月9 日開始進行 mc 分支152.4 mm(6 英寸)井眼鉆井作業(yè)，在2 485.0 ～2 495.0 m 進行上下劃槽，造臺階，自2 495.0 m 定向鉆進152.4 mm(6 英寸)井眼 mc 分支，鉆至2 519.0 m 井斜控制在90.0°～90.5°，鉆 至2 547.0 m 增 斜 至91.8°，鉆 至2 577.0 m 降 斜 至90°，鉆至2 623.0 m 降斜到89.4°，鉆至2 662 m, 下一柱穩(wěn)斜89.1°鉆進，2 688 m 下一柱穩(wěn)斜89.5°鉆 進，2 719.0 m 增 斜 到90.18 °，2 719.0 m 增 斜 至90.18 m, 鉆 至2 758.0 m 穩(wěn) 斜 到90.0°～90.5°，至5 月11 日鉆至2 804.0 m 后 mc 分支完鉆，實鉆水平段長248 m，完井采用優(yōu)質(zhì)篩管下至該水平分支，5 月12 日下3-1/2″篩管至2 801.5 m，5 月13 日起甩服務工具至轉(zhuǎn)盤面，mc 分支鉆完井施工結(jié)束。

5 月13 日開始進行主井眼分支152.4 mm(6 英寸)井眼鉆井作業(yè)，在2 546.0 ～2 556.0 m 進行上下劃槽，造臺階，自2 556.0 m 定向鉆進152.4 mm(6 英寸)主井眼分支，至2 575.0 m 增斜到90.0°～90.5°，至2 633.0 m穩(wěn)斜至89.5°～90.5°，2 691.0 m 穩(wěn)斜89.5 m 鉆進，2 602.0 m 穩(wěn)斜至90.0°鉆進，2 833.0 m 穩(wěn)斜89.5°鉆進，2 890.0 m 穩(wěn)斜89.2°鉆進，2 918.0 m 穩(wěn)斜90°鉆 進，至5 月16 日18：00 鉆 至2 947.0 m 主 井眼分支完鉆，實鉆水平段長587 m。完井采用優(yōu)質(zhì)篩管下至該水平分支，5 月19 日下3-1/2″篩管至2 944.0 m，5 月20 日起甩服務工具至轉(zhuǎn)盤面，本井于23 日17:17 以35 Hz 啟泵返排，電泵運行良好，傳感器數(shù)據(jù)顯示正常，于21:00 見油轉(zhuǎn)入生產(chǎn)系統(tǒng)，至此本井鉆完井作業(yè)全部結(jié)束。井身結(jié)構(gòu)示意圖如圖2 所示。

圖2 A1H1 井身結(jié)構(gòu)示意圖

4.2 油層評價

根據(jù)本井4 個分支分井水平段總長度1 492.0 m，實鉆結(jié)果顯示，水平段布署在ZJ 某油層層構(gòu)造高部位，根據(jù)鄰井分析，該層砂體有效厚度約3 m 左右，整體構(gòu)造頂部較平，地層下傾0.5°左右，軌跡一直保持在儲層中上部，并位于儲層甜點中，如圖3 所示。巖性主要為熒光細砂巖：成分以石英為主，少量長石及暗色礦物，細粒為主，少量粉粒，泥質(zhì)膠結(jié)，熒光直照呈現(xiàn)暗黃色，面積20% ～50%，D ～C 級。氣 測 峰 值TG 1.7914%，C1 0.469 6%，C2 0.086 6%，C3 0.067 6%，iC4 0.023 8%，nC4 0.024 2%，組分全。電阻率6.11 ～54.32 Ω·m，密度2.15 ～2.54 g/cm3，中子孔隙度22.38% ～31.16%，綜合解釋為油層。投產(chǎn)初期日產(chǎn)油約240 m3，不含水。

圖3 A1H1 井目的層剩余油豐度圖

5 結(jié)語

(1)魚骨刺多分支水平井是南海東部油田提高采收率的重要技術之一；

(2)優(yōu)選合適的地質(zhì)導向工具，有利于提高復雜刺多分支水平井軌跡控制效率，能確保整個鉆井過程安全高效，能更好地滿足地質(zhì)油藏對軌跡控制的要求；

(3)主井眼采用礫石充填防砂，各分支井眼采用預充填篩管完井，能保護井眼完整，確保油井生產(chǎn)情況。