海上油氣田低效井側鉆技術

趙少偉，范白濤，楊秋榮，李長林

(1.中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300452；2.海洋石油高效開發國家重點實驗室，天津 300452；3.中國石油大學(北京)，北京 300452)

海上油氣田低效井側鉆技術

趙少偉1，2，范白濤1，2，楊秋榮1，李長林3

(1.中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300452；2.海洋石油高效開發國家重點實驗室，天津 300452；3.中國石油大學(北京)，北京 300452)

考慮到渤海油田開發生產不斷推進，低產、停產以及報廢井越來越多，迫切需要通過鉆調整井或治理低效井來挖潛老油田剩余油，提高油田采收率。分析渤海油田不同類型的剩余油分布，研究對應的側鉆方式，根據陸地油田老井側鉆技術調研情況，結合渤海油田自身特點，提出用修井機進行低效井側鉆中短半徑井眼的技術思路，配套鉆完井工程方案及作業成本初步估算，認為技術方案可行。

渤海油田；低效井；低成本側鉆；中短半徑；修井機；剩余油

目前渤海油田部分生產油田年產油量遞減率達到8%～10%，穩產壓力很大，且海上平臺壽命有限，需要不斷鉆調整井或治理低效井，提高油田的采收率。然而，調整井的作業面臨著諸如槽口資源有限、鉆機資源緊張、作業成本高及作業實施受限等因素的制約，不能滿足油田進一步開發的要求。隨著油田開發生產的不斷推進，渤海油田低效井日益增多。據不完全統計，渤海油田目前低效井已達200余口，對低效井的治理應引起重視。

渤海油田低效井主要為因長期注水開發、儲層高水淹導致的高含水井，還包括因工程原因(出砂),以及因儲層物性差等地質原因導致的低產井。低效井的治理主要采用老井側鉆技術，即利用原井部分井筒,以及完好的地面設備，在原來的井筒上開窗，向地下油層進行橫向水平鉆進，挖掘局部豐富的剩余油，提高油田采收率[1]。目前渤海油田側鉆井主要受油藏布井、鉆完井難度及成本的制約，并未在低效井中大規模推廣應用。因此，可通過研究低成本的老井眼側鉆技術，救活低效井，挖潛老井周邊剩余油，改善油井生產狀態，延長油井壽命，提高油田整體采收率及開發效益。

2 渤海油田低效井側鉆方式選擇

渤海油田低效井側鉆方式主要歸結為兩種：①側鉆定向井，通過變密度射孔、選擇性射孔、量體裁衣方式防砂(如循環充填、壓裂充填、微壓裂)使得注水的受效前緣整體推進;②側鉆水平井，通過領眼探路、側鉆水平井至未動用或者動用程度較低的油層開采。實際應用中，需根據剩余油分布情況，選擇適合的側鉆方式。

2.1 層間剩余油挖潛側鉆方式

由于層間的非均質性，在層組水淹時，因各小層間物性差異，水淹程度不一。物性較好的油層水淹程度高，物性較差的油層未水淹或者弱水淹。治理這類高含水井，可通過測井定量解釋，找準由于層間差異形成的未波及剩余油富集區，并通過定向井選擇性射孔避開水淹層，或者側鉆水平井進行開采。見圖1。

圖1 層間剩余油挖潛側鉆方式示意

2.2 油層頂部剩余油挖潛側鉆方式

由于受到韻律沉積或者重力的影響，注入水易沿下部突進，造成下部水洗嚴重，上部弱水洗。油層底部水淹，頂部剩余油富集。對于此類底水的厚油層，應直接側鉆水平井至油層底部挖潛。見圖2。

圖2 油層頂部剩余油挖潛側鉆方式示意

2.3 平面剩余油挖潛側鉆方式

因平面上受低滲透、井網不完善或者邊角的影響，會造成島狀水淹、局部連片，剩余油分布復雜，大多呈零星片狀分布。可利用階梯式井眼、波浪式井眼、平面“S”形井眼等多靶點定向井或者水平井開采。見圖3。

圖3 平面剩余油及挖潛側鉆方式示意

2.4 井間剩余油挖潛側鉆方式

在縱向非均質性強的多油層開發中，井與井之間的壓力平衡區的油氣不易流動，形成剩余油富集區。井間有未鉆遇到的小型砂體，油氣無法得到開采，形成剩余油[2]。針對井間剩余油，可通過側鉆水平井進行挖潛。見圖4。

圖4 井間剩余油及挖潛側鉆方式示意

渤海油田低效井側鉆井位的設計，需在油藏精細描述及剩余油分布規律研究的基礎上，綜合考慮開發井網的部署、調整和長期規劃，以最大限度改善油田開發效果為根本。

3 陸地油田老井側鉆技術

老井側鉆技術是老油田盤活報廢井、挖潛剩余油、提高采收率的重要手段，該技術已在國內外許多陸地油田得到廣泛應用，形成了包括井眼軌跡設計、套管開窗、地質導向及監測及完井防砂等一系列完整的工藝措施及配套工具體系[3-10]。

陸地油田側鉆井的主要特點是以側鉆水平井為主，側鉆長度一般不會超過500 m，側鉆點的位置距離儲層較近，井型多以中短半徑為主，且多采用小井眼側鉆，完井方式多樣，見圖5。陸地油田側鉆井成本約占常規新井的40%左右，側鉆井單井日產不高，壽命一般在5年左右。

圖5 陸地油田側鉆井主要完井方式

據不完全統計，我國主要陸地油田近年來平均每年實施老井側鉆150余口，增油效果顯著。見圖6。而陸地油田側鉆井單井成本較低，一般在500萬元以內。

圖6 陸地部分油田近年來側鉆井年工作量及增油量統計

4 渤海油田低效井側鉆工程技術方案

低效井側鉆技術已在陸地油田廣泛應用，并取得了較好的產能和效益。相對于陸地油田，渤海油田低效井側鉆剩余油辨識難度明顯增大。主要表現在以下幾點：渤海油田單平臺井數少、井距大，對砂體空間展布認識比較困難；由于采用多層合采合注，層間干擾嚴重，油水關系復雜，剩余油描述難度大；采用分段防砂，防砂段內小層多，生產井難檢測，各小層產、吸量不易求取。為了充分開發渤海油田，降低成本提高經濟效益，需要制定量體裁衣式的老井側鉆技術方案，通過低成本側鉆定向井來認識清楚剩余油分布，并在此基礎上多次側鉆定向井或者水平井以實現效益和產能最大化。

4.1 海上油田低效井側鉆方案分析

針對海上油田低效井周邊剩余油分布情況，可以選擇長半徑(曲率半徑>286 m、狗腿度<6°/30 m)、中半徑(曲率半徑，85～286 m、狗腿度：(6°～20°)/30 m)、短半徑(曲率半徑：12～85 m、狗腿度：(20°～140°)/30 m)側鉆。實際作業過程中為減少靶前位移，節約進尺，降低鉆機負荷，同時要保證鉆井容易實施，完井方式靈活可選，建議渤海油田采用(6°～10°)/30 m的中半徑定向井和水平井進行低效井側鉆作業。

側鉆中短半徑水平井和定向井的主要優點：①利用老井(廢棄井)進行開窗側鉆完成新的勘探開發目的，周期短、材料少、見效快，降本增效;②井眼小、井段短，對井場面積和鉆井機具要求低;③在相對穩定的地層中作業可以有效預防和減少井下復雜事故的發生;④靶前位移短，地層變化相對較小，提高了靶點的確認精度，可在小斷塊油藏內獲得較長的水平段，在較薄油氣層中的靶區命中率較高;⑤造斜井段較短，造斜點距油層垂向距離很短，電泵可設置在造斜點以上的井段進行開采。

同時，側鉆中短半徑水平井和定向井也面臨一些困難，諸如造斜率高，對導向工具性能要求高；造斜段短，調整空間有限，小鉆具柔性強，數據測量滯后對軌跡控制的影響大；井眼曲率大，管柱下入困難；小井眼的層間封隔、固井、防砂難度大等。因此，需要制定詳細的工程技術對策，以保障作業的安全順利進行。

通過國內外鉆完井工藝技術及工具調研，以目前的鉆完井技術水平，9-5/8 in套管開窗可鉆8-1/2 in及以下井眼，7 in套管開窗可鉆6 in、5-7/8 in、4-3/4 in井眼。以7 in套管開窗為例，分析適用于渤海油田側鉆小井眼的井身結構、完井方式及具體技術方案，見表1、2。

表1 側鉆中短半徑井眼井身結構及完井方式 in

4.2 修井機側鉆能力評估

低效井側鉆首選修井機作業，以降低對大型資源的依賴。一般來說，海洋修井機井架在額定載荷下能滿足工作要求，但當海洋修井機用于開窗側鉆作業時，其鉆井深度不能等同于修井深度，所以有必要對修井機的側鉆能力進行評估。以鉆8.5 in和6.0 in的井眼為例，對修井機的作業能力進行校核，見圖7。結果顯示，目前渤海油田的修井機均可滿足側鉆井作業要求。

4.3 成本估算與對策

按照目前合同模式，側鉆點深度1 500 m，6 in井眼側鉆600 m井段水平井，鉆井周期8.5 d，鉆井費用為950萬元。在老井側鉆施工過程中，可采取以下措施降本增效：船舶及直升機與油礦共享，可節約運輸及燃料費100萬元；簡化錄井資料要求及設備，可節約費用10萬元；簡化測井資料要求(兩條線)，可節約費用50萬元；井口、套管隊等服務由井隊承擔，可節約費用10萬元；采用模塊化固井設備，不使用固井拖輪，可節約費用30萬元；其他方面采用特殊合同模式，可節約費用100萬元。因此鉆井費用可控制在650萬元左右，加上棄井和完井費用，單井成本可控制在1 100萬元左右。

按照當前油價每桶55美元，匯率6.1，操作費每年80萬元，以及各種稅費30%，假設單井日產量20 m3/d，年收入996.6萬元，預期2年收回成本。

表2 側鉆中短半徑井眼技術方案分析表

圖7 海洋修井機側鉆能力計算圖版

利用低效井側鉆中短半徑井眼技術，采用以上管理措施可大幅降低鉆井成本，提高經濟效益。

5 結論

1)海上油田低效井不斷增多，投資成本高且產能收益低，解決這一現狀是油田面臨的重大難題；低成本側鉆技術是治理低效井的有效手段，可改善老油田儲藏動用度，提高油田采收率，已在陸地油田廣泛應用，并獲得了較好的產能和收益，該技術在海上油田也具有廣闊的應用前景。

2)低效井治理油藏研究應盡量在低效井周邊做文章，進行合理的配產及生產周期預測，爭取充分開采老井周邊及井間剩余油。根據海上油田各油藏的實際情況，選擇合適的老井側鉆方式，制定合理的井身結構以及完井方式，是側鉆成功的關鍵。

3)鉆完井技術研究建議重點考慮管柱下入情況，探討合適的側鉆井眼曲率及鉆井工藝，研究配套的小井眼完井器材并形成技術和工具系列，同時進一步研究成本控制和管理措施。

[1] 許國民,王衛東,高忠敏,等.水平井技術在老區剩余油挖潛中的應用[J].特種油氣藏,2007(6)80-82+100.

[2] 宮 華，鄭瑞強，范 存，等.大慶油田超短半徑水平井鉆井技術[J].鉆井完井，2011，39(5)：19-22.

[3] 高立軍，王廣新，郭福祥，等.大慶油田小井眼開窗側鉆水平井鉆井技術[J].斷塊油氣田，2008，15(4)：94-96.

[4] 屈 宏，劉 辛，張國華，等.側鉆技術在江蘇油田老區開發中的應用[J].西部探礦工程，2005(1)：54-56.

[5] 朱天書.側鉆技術在遼河油田的應用[J].內蒙古石油化工，2011，(17)：115-116.

[6] 田逢軍，王萬慶，楊 光，等.長慶油田中半徑三維水平井環平3井鉆井技術[J].石油鉆采工藝，2009，31(6)：27-31.

[7] 陳世春，王樹超.小井眼側鉆短半徑水平井鉆井技術[J].石油鉆采工藝，2007，29(3)：11-14.

[8] 倪益民，袁永嵩，趙金海，等.勝利油田兩口超短半徑側鉆水平井的設計與施工[J].石油鉆探技術，2007，35(6)：57-59.

[9] 羅永慶，周新華，蘇 川，等.小井眼側鉆技術在大港油田的應用與發展[J].科技視界,2003(1)：143-144.

[10] 趙少偉,楊進,范白濤,等.含水率對稠油出砂冷采的影響[J].石油科技論壇,2010,147(5):25-27.

On Side Tracking Technology in Inefficient Well in Bohai Reservoir

ZHAO Shao-wei1,2, FAN Bai-tao1,2, YANG Qiu-rong1, LI Chang-lin3

(1.Tianjin Branch of CNOOC (China) Co. Ltd., Tianjin 300452;2.State Key Laboratory of Offshore Oil Exploitation ,Tianjin 300452, China;3.China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China)

Considering of the development of Bohai reservoir carrying forward, there are more and more low-production wells, closed wells and abandoned wells, which drives to tap the latent oil remaining through drilling adjustment well or administering inefficient well in order to improve the field recovery ratio. The sidetracking technology is researched by analyzing different type of remaining oil distribution in Bohai oilfield. According to the survey case of side tracking of land field old well, the authors provide a technique clue and assorted wells engineering scheme that drilling sidetracking inefficient well in middle-short radius wellbore with service rig, and estimate the initial activity costs. The approach is proved to be available that drilling sidetracking inefficient well in middle-short radius wellbore with service rig.

Bohai oilfield; inefficient well; side tracking at low cost; short radius; servicing rig; oil remaining

10.3963/j.issn.1671-7953.2015.06.034

2015-06-15

國家科技重大專項(2011ZX05057)

趙少偉(1984-)，男，碩士，工程師

U665.54；TE243

A

1671-7953(2015)06-0144-05

修回日期：2015-07-10

研究方向:海洋石油鉆完井技術研究與應用

E-mail:zhaoshw@cnooc.com.cn