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力度，魚骨刺多分支水平井逐漸成為油田開發的重要發展方向。該技術的主要優點是通過在主井眼上增鉆側分支，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 口定向生產井A7 井和A12 井在該油藏有生產井點，截至2022 年2 月底該油藏采出程度僅為5.4%，模型預測結果顯示構造高部位剩余油富集，需要部署1 口多分支調整井加密開采，以提高該油藏開發效果。計劃利用高含水井A1H 側鉆水平井A1H1 井開采ZJ 某油層油藏構造高部位剩余油，A1H 井目前日產油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井A9H 繼續采出。A1H1 井設計初產油95.4 m3/d，高峰年產油2.9×104m3，至2028 年累積產油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 水平段生產儲層上部剩余油，分支井眼 ma 將穿過儲層夾層生產下部剩余油，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，儲層非均質性強，內部發育鈣質砂巖及泥質夾層，泥質夾層厚度在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，模型預測結果顯示構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性較強，砂體內多發育不連續的鈣質夾層和泥質夾層，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主井眼無法實施的情況時，現場人員經與陸地油藏地質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 優選錄井技術

按照南海東部海域現行地質錄井要求以及中國海洋石油總公司《石油天然氣開發井規范》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)連續監測硫化氫氣體；(5)詳細記錄蹩跳鉆、放空、井漏、氣侵、井涌等現象。

3.2 優選測井技術

(1)8-1/2"井段選用常規四參數測井：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"井段選用隨鉆地質導向工具：水平段要求全程使用旋轉導向工具，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PE。鉆前開展隨鉆地質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導向對隨鉆測井資料的需求，要求井下測井數據實時上傳速率不小于6 bit/s。

3.3 優選完井方式

(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) 為滿足油藏和生產區資料要求，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，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(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)套管固井質量測井項目，至此二開作業全部結束。

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。完井采用優質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盤面， ma 分支鉆完井施工結束。

5 月6 日開始進行 mb 分支152.4 mm(6 英寸)井眼鉆井作業，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 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。完井采用優質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盤面， mb 分支鉆完井施工結束。

5 月9 日開始進行 mc 分支152.4 mm(6 英寸)井眼鉆井作業，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, 下一柱穩斜89.1°鉆進，2 688 m 下一柱穩斜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 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，完井采用優質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盤面，mc 分支鉆完井施工結束。

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，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穩斜至89.5°～90.5°，2 691.0 m 穩斜89.5 m 鉆進，2 602.0 m 穩斜至90.0°鉆進，2 833.0 m 穩斜89.5°鉆進，2 890.0 m 穩斜89.2°鉆進，2 918.0 m 穩斜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。完井采用優質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，傳感器數據顯示正常，于21:00 見油轉入生產系統，至此本井鉆完井作業全部結束。井身結構示意圖如圖2 所示。

圖2 A1H1 井身結構示意圖

4.2 油層評價

根據本井4 個分支分井水平段總長度1 492.0 m，實鉆結果顯示，水平段布署在ZJ 某油層層構造高部位，根據鄰井分析，該層砂體有效厚度約3 m 左右，整體構造頂部較平，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，泥質膠結，熒光直照呈現暗黃色，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。投產初期日產油約240 m3，不含水。

圖3 A1H1 井目的層剩余油豐度圖

5 結語

(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)優選合適的地質導向工具，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，確保油井生產情況。