讓納若爾低滲薄油層水平井LWD鉆井實(shí)踐與認(rèn)識(shí)

王海濤董孟坤汪華成李俊波包成虎周 冀

（1.中國(guó)石油天然氣勘探開(kāi)發(fā)公司，北京 100034；2.渤海鉆探工程技術(shù)研究院，天津 300457）

讓納若爾低滲薄油層水平井LWD鉆井實(shí)踐與認(rèn)識(shí)

王海濤1董孟坤1汪華成1李俊波1包成虎1周 冀2

（1.中國(guó)石油天然氣勘探開(kāi)發(fā)公司，北京 100034；2.渤海鉆探工程技術(shù)研究院，天津 300457）

哈薩克斯坦讓納若爾油田Дю區(qū)塊油藏滲透率低， 僅為10 mD，屬于特低滲透率油藏，同時(shí)該地區(qū)油層薄， 僅為2~3 m，已鉆直井單井產(chǎn)能低，多年來(lái)一直未能得到有效開(kāi)發(fā)。為挖掘剩余油潛力，開(kāi)發(fā)低滲難動(dòng)用儲(chǔ)量，同時(shí)為提高低滲油藏開(kāi)發(fā)效率，嘗試應(yīng)用水平井鉆井技術(shù)，并結(jié)合導(dǎo)眼鉆井、LWD地質(zhì)導(dǎo)向、地質(zhì)錄井等關(guān)鍵技術(shù)，順利鉆成H5147井和H4061井2口水平井，有效保證了水平井段中靶率和油層鉆遇率，最終獲得較高的單井產(chǎn)能，單井初期日產(chǎn)分別達(dá)到89 t和91 t，達(dá)到直井初期產(chǎn)能的3倍。其中，導(dǎo)眼鉆井有效確定油層深度與厚度，LWD地質(zhì)導(dǎo)向和地質(zhì)錄井則保證了井眼軌跡在油層中穿行。2口井的產(chǎn)能效果證明了水平井及配套鉆井技術(shù)在Дю區(qū)塊的適用性和必要性。

低滲透；薄油層；剩余油；水平井；LWD；導(dǎo)眼；地質(zhì)錄井；讓納若爾油田

哈薩克斯坦讓納若爾油田是中石油在海外最早接管的碳酸鹽巖油氣田，中方接管后實(shí)施了一系列改善油田注水開(kāi)發(fā)效果的綜合調(diào)整技術(shù)措施，取得一定效果，油田產(chǎn)量基本實(shí)現(xiàn)了翻番。進(jìn)入“十二五”以來(lái)，讓納若爾油田的穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為最大限度地提高油田原油采出程度，需要逐步將難動(dòng)用儲(chǔ)量投入開(kāi)發(fā)，2012年公司開(kāi)始針對(duì)讓納若爾油田Дю區(qū)塊低滲油藏開(kāi)展研究工作，并于2012年下半年部署了2口開(kāi)發(fā)井，即H5147井和H4061井。

地質(zhì)研究表明，讓納若爾Дю區(qū)域的油藏屬于特低滲透率油藏。已鉆直井單井產(chǎn)能低，初期平均單井日產(chǎn)油量27 t/d，目前平均單井日產(chǎn)油量8.1 t，含水15.5%，屬開(kāi)發(fā)難度大的難采儲(chǔ)量。

1 Дю低滲油藏鉆井總體思路

針對(duì)Дю油藏油層薄、孔滲條件差、單井產(chǎn)能低，加上鉆井少，鄰井資料有限等現(xiàn)狀，通過(guò)分析研究，確定了“水平井+斜導(dǎo)眼+LWD（+地質(zhì)錄井）技術(shù)”的總體鉆井思路。設(shè)計(jì)為水平井，可降低低滲難動(dòng)用儲(chǔ)量直井鉆井風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可成倍地增加產(chǎn)層的泄油面積，提高單井產(chǎn)能。先鉆導(dǎo)眼井以控制油層，確定油層深度與厚度。采用斜導(dǎo)眼直穿油層，則可以進(jìn)一步提高準(zhǔn)確性，為保證水平段油層中靶率提供充分依據(jù)。

采用LWD并結(jié)合井眼軌跡數(shù)據(jù)和地質(zhì)錄井技術(shù)可有效監(jiān)測(cè)和控制井眼軌跡，保證水平井段中靶率和油層鉆遇率，最終實(shí)現(xiàn)降低鉆井和地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，使單井產(chǎn)能最大化和投資收益最大化的目標(biāo)。

2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

水平井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與同區(qū)塊直井大致相同，各層套管下入層位（垂深）相同。井身結(jié)構(gòu)為：?339.7 mm×900 m+?244.5 mm×2 500 m+?177.8 mm×3 850m（垂深3 700 m）+裸眼×4 250 m。

其中?177.8 mm套管下至水平段A點(diǎn)，以便油層專(zhuān)打。四開(kāi)采用?149.2 mm鉆頭鉆水平段，根據(jù)采油工程需要，水平井段裸眼完井。

2.2 導(dǎo)眼井剖面設(shè)計(jì)

導(dǎo)眼井優(yōu)化采用直—增—穩(wěn)單弧面剖面，以穩(wěn)斜方式穿過(guò)油層。這樣設(shè)計(jì)靶前位移較小，造斜段較短。導(dǎo)眼井斜穿目的油層，以便真實(shí)評(píng)價(jià)油層垂深及厚度。設(shè)計(jì)造斜點(diǎn)3 150 m，造斜率6 （°）/30 m，最大井斜35.64°。鉆完導(dǎo)眼，獲取相關(guān)參數(shù)后，回填至直井段再鉆主井眼。

2.3 主井眼剖面設(shè)計(jì)

主井眼設(shè)計(jì)造斜點(diǎn)3 400 m，造斜曲率為5.5 （°）/30 m，實(shí)鉆中曲率控制在5.5~6 （°）/30 m，水平段靶前位移350 m，最大井斜90°。設(shè)計(jì)水平段長(zhǎng)400 m。

3 實(shí)鉆情況

3.1 基本情況

H5147和H4061兩口井水平段中靶率分別為91.5%和100%，油層鉆遇率分別為59.1%、76.7%，效果較好，實(shí)鉆基本數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 H5147和H4061水平井鉆井基本數(shù)據(jù)

3.2 井眼軌跡控制要點(diǎn)

3.2.1 優(yōu)化鉆具組合［1］根據(jù)不同施工環(huán)節(jié)和井段的需要，斜井段和水平井段分別采用了4種鉆具組合：導(dǎo)眼定向鉆具組合、側(cè)鉆鉆具組合、主眼定向鉆具組合、穩(wěn)斜鉆具組合。其中，定向造斜和側(cè)鉆鉆具組合的基本形式為：鉆頭+單彎螺桿（渦輪）+無(wú)磁鉆鋌+加重鉆桿+鉆桿。采用滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)為定向造斜，采用復(fù)合導(dǎo)向鉆進(jìn)時(shí)為微增斜，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，該鉆具組合使用效果較好。穩(wěn)斜鉆具組合的基本形式為：鉆頭+單彎螺桿+扶正器+無(wú)磁鉆鋌+加重鉆桿+鉆桿。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，該鉆具組合穩(wěn)斜效果較好。

3.2.2 控制入靶點(diǎn) H5147導(dǎo)眼井?dāng)?shù)據(jù)分析表明：油層厚度為2.5 m。根據(jù)對(duì)比分析，辨識(shí)出5個(gè)標(biāo)志層，根據(jù)標(biāo)志層深度變化情況，預(yù)測(cè)水平井主眼標(biāo)志層垂深均比導(dǎo)眼推后約3 m，以此作為入靶依據(jù)，順利進(jìn)入主力油層。

H5146導(dǎo)眼井?dāng)?shù)據(jù)分析表明：油層厚度為3.0 m。根據(jù)對(duì)比分析，辨識(shí)出3個(gè)標(biāo)志層，根據(jù)標(biāo)志層深度變化情況，預(yù)測(cè)水平井主眼標(biāo)志層垂深均比導(dǎo)眼井推后約2.1 m。考慮到深度系統(tǒng)誤差的存在，先以86°穩(wěn)斜鉆進(jìn)，鉆遇目的油層后，增斜至90°著陸，順利進(jìn)入主力油層。

3.2.3 控制水平段井斜大小［2］2口井水平井段延伸400 m，根據(jù)所處構(gòu)造部位和地層傾角的變化，井斜控制方案也應(yīng)隨之進(jìn)行調(diào)整，確保水平井段在油層中穿行。

H5147井部署于構(gòu)造背斜翼部，水平段前部分地層傾角平緩，后部分地層傾角相對(duì)變陡，因此，施工過(guò)程中前部分水平段井斜控制在89~90°之間鉆進(jìn)，然后根據(jù)LWD實(shí)時(shí)反映的地層信息，后部分調(diào)整為88.5~89.5°之間鉆進(jìn)。H4061井部署于構(gòu)造背斜翼部，水平段地層傾角整體平緩，施工過(guò)程中水平段井斜控制在89.3°左右鉆進(jìn)，然后根據(jù)LWD實(shí)測(cè)地質(zhì)信息變化，實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

3.2.4 利用LWD控制水平井段在油層中穿行 2口井施工中均采用了X公司的LWD儀器。該儀器可隨鉆測(cè)量井斜角、方位角、工具面角、伽馬、電磁波電阻率等井眼參數(shù)［3-5］。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鉆井過(guò)程中的電阻率變化情況，并結(jié)合井眼軌跡數(shù)據(jù)和地質(zhì)錄井進(jìn)行綜合分析，以判斷井眼軌跡是否偏離油層。

以H5147井為例，該工具井下作業(yè)時(shí)，灰?guī)r地層中伽馬值11~25 API，曲線較平滑；深電阻率值15~45 Ω·m，淺電阻率值10~45 Ω·m。當(dāng)電阻率值靠近或偏離上述邊界值時(shí)，即表明井眼開(kāi)始偏離油層。在H5147井水平段鉆進(jìn)過(guò)程中，3 867~3 892 m井深處電阻率持續(xù)上升至40 Ω·m以上，靠近邊界值45 Ω·m，井眼軌跡數(shù)據(jù)和地質(zhì)錄井綜合分析表明鉆具從油層頂界穿出開(kāi)始偏離油層。隨即及時(shí)調(diào)整LWD定向工具面井斜方位參數(shù)適度降斜，使井眼軌跡重新回到油層，并在后期順利穿過(guò)油層段。

3.3 鉆井液體系與主要維護(hù)措施

2口井四開(kāi)水平井段均采用了氯化鉀鉆井液體系，其目的是增強(qiáng)鉆井液抑制性，防止泥巖失穩(wěn)。根據(jù)設(shè)計(jì)和實(shí)際地層壓力情況控制鉆井液密度1.1~1.16 g/cm3。在鉆井液維護(hù)方面主要是提高防塌性能和潤(rùn)滑性能。包括：（1）加入白瀝青防塌劑增加鉆井液的封堵防塌能力；（2）加強(qiáng)流變性能控制，特別是懸浮和攜砂能力，保證斜井段與水平段施工；（3）采用液體潤(rùn)滑劑、極壓潤(rùn)滑劑提高斜井段水平段潤(rùn)滑性能，降低摩阻和扭矩。防止鉆進(jìn)過(guò)程中卡鉆。下套管作業(yè)中，采用固體潤(rùn)滑劑防卡；（4）保證鉆井液排量，盡可能使用大排量，預(yù)防巖屑床，保證井眼暢通；（5）采用屏蔽暫堵油氣層保護(hù)技術(shù)，加強(qiáng)油氣層保護(hù)工作，進(jìn)入油氣層前100 m，向鉆井液中加入3%的油溶性保護(hù)劑EP-1以及2%的酸溶性油層保護(hù)劑ZD，并在施工過(guò)程中及時(shí)補(bǔ)充其消耗量，以保證其效果。

3.4 水平井段主要防卡措施

（1）加強(qiáng)井眼軌跡隨鉆監(jiān)測(cè)，控制造斜率，保證井眼軌跡平滑。避免單純的扭方位調(diào)整，最大限度降低摩阻、扭矩。

（2）優(yōu)化鉆具組合，盡量使用加重鉆桿降低鉆具剛度，保證鉆具良好通過(guò)性。

（3）堅(jiān)持每70 m短起下1次。

（4）下螺桿鉆具過(guò)程中注意下鉆速度，一旦遇阻，應(yīng)及時(shí)通知水平井工程師，不得隨意開(kāi)泵劃眼及猛壓猛放。

（5）每單根鉆完后劃眼2遍后再接單根，接單根時(shí)上提懸重不得超過(guò)原懸重20 t。

（6）停鉆期間有專(zhuān)人大幅活動(dòng)鉆具，停鉆修理設(shè)備時(shí)將鉆具提至技術(shù)套管內(nèi)。

（7）井下防掉落物，特別是鉆具內(nèi)防掉落物。

3.5 水平井投產(chǎn)效果

H5147井投產(chǎn)初期日產(chǎn)液90 t，日產(chǎn)油89 t，含水1.6%。截至2013年5月30日，H5147井累計(jì)生產(chǎn)87 d，累計(jì)產(chǎn)油2 570 t，平均日產(chǎn)油30 t。 H4061井投產(chǎn)初期日產(chǎn)液94 t，日產(chǎn)油91 t，含水2.8%。截至2013年5月30日，H4061井累計(jì)生產(chǎn)76 d，累計(jì)產(chǎn)油6 589 t，平均日產(chǎn)油86.7 t。 H5147井后期產(chǎn)量下降較為明顯，反映了該區(qū)地層孔滲條件差，供液能力弱的事實(shí)。但總體效果仍然明顯好于同區(qū)塊直井。H4061井投產(chǎn)穩(wěn)定性較好。

4 結(jié)論

（1）加強(qiáng)鉆井液性能優(yōu)化，采用各種防卡措施是H5147井成功實(shí)施的關(guān)鍵。

（2）導(dǎo)眼井+LWD+地質(zhì)錄井等關(guān)鍵技術(shù)的綜合應(yīng)用為水平井段準(zhǔn)確地在薄油層中穿行提供了保證。

［1］蘇義腦.水平井井眼軌跡控制［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2000：189.

［2］李杉.薄油層多底井井眼軌跡中調(diào)整點(diǎn)的確定及應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2012，34（6）：10-13.

［3］蘇義腦，竇修榮.隨鉆測(cè)量、隨鉆測(cè)井與錄井工具［J］.石油鉆采工藝，2005，27（1）：1-3.

［4］張忠志，丁紅，劉院濤.夏92-H井復(fù)雜地層地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)［J］.石油鉆采工藝，2014，36（4）：6-9.

［5］曹澤甫，張敏，劉明國(guó)，等.衛(wèi)360-平1井C1+GAMMA地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)［J］.石油鉆采工藝，2009，31（3）：18-20.

（修改稿收到日期 2014-08-12）

〔編輯 薛改珍〕

LWD drilling practice and understanding in low-permeability thin reservoir horizontal wells of Zhanarol Oilfield

WANG Haitao1,DONG Mengkun1,WANG Huacheng1,LI Junbo1,BAO Chenghu1,ZHOU Ji2
（1.China National Oil and Gas Exploration and Development Corporation,Beijing100034,China;2.Bohai Drilling Engineering Technology Research Institute,Tianjin300457,China）

In Zhanarol Oilfield in Kazakhstan,the reservoirs in Дю Block are in low-permeability,only 10 md,belonging to extralow permeability reservoirs;meanwhile,the oil reservoirs in this Block are thin,only 2-3 m;the drilled vertical wells have low capacity,so the oilfield has not be effectively developed for many years.In order to tap the remaining oil potential,develop the low-permeability hard-to-produce reserves and also improve the development efficiency of low-permeability reservoirs,the horizontal well drilling technology was tried,and two horizontal wells-H5147 and H4061 were successfully drilled together with critical techniques like pilot hole drilling,LWD geo-steering and geological logging,etc.which effectively ensured the target hit rate of the horizontal section and encountering rate of oil reservoir and finally obtained high single well productivity.The initial daily productions of single wells were 89 t and 91 t respectively,about three times of initial production of vertical well.Among the techniques,the pilot hole drilling effectively determined the depth and thickness of oil reservoir;LWD geo-steering and geological logging ensured that the wellbore trajectory was within the oil reservoir.The productivity of the two wells shows the applicability and necessity of horizontal wells and drilling technology in Дю Block.

low permeability;thin reservoir;remaning oil;horizontal well;LWD;pilot hole;geological logging;Zhanarol Oilfield

王海濤，董孟坤，汪華成，等.讓納若爾低滲薄油層水平井LWD鉆井實(shí)踐與認(rèn)識(shí)［J］.石油鉆采工藝，2014，36（5）：38-40.

TE249

：B

1000–7393（2014） 05–0038–03

10.13639/j.odpt.2014.05.010

王海濤，1977年生。2002年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院石油工程專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)在阿克糾賓公司鉆井部工作。電話：13843889496。E-mail：wanghaitao1977@126.com。