近斷層精細(xì)控制鉆井技術(shù)挖潛剩余油應(yīng)用研究

白秋月

（大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院，黑龍江大慶163453）

近斷層精細(xì)控制鉆井技術(shù)挖潛剩余油應(yīng)用研究

白秋月*

（大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院，黑龍江大慶163453）

大慶長(zhǎng)垣油田進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期后，利用常規(guī)技術(shù)開(kāi)發(fā)，采收率低，經(jīng)濟(jì)效益差，需要進(jìn)行調(diào)整挖潛。運(yùn)用現(xiàn)代井震結(jié)合精細(xì)構(gòu)造描述技術(shù)，深入分析井位分布和開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)后發(fā)現(xiàn)，在近斷層附近部署多靶點(diǎn)大斜度定向井，能夠有效地將斷層兩盤(pán)溝通起來(lái)，將那些在以往開(kāi)發(fā)過(guò)程中“避而遠(yuǎn)之”的近斷層砂體充分地暴露在同一井眼中，從而達(dá)到挖潛斷層剩余油的目的。通過(guò)對(duì)鉆井施工難點(diǎn)的充分分析論證，優(yōu)化了鉆井設(shè)計(jì)，優(yōu)選隨鉆測(cè)井導(dǎo)向鉆井工具和施工工藝，順利完成鉆完井作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了穿斷層、抓兩盤(pán)的目的，試油單井日產(chǎn)油量是同區(qū)域直井的數(shù)十倍，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用價(jià)值。

斷層；定向井；剩余油；挖潛

大慶長(zhǎng)垣油田進(jìn)入高采出、高含水“兩高”開(kāi)發(fā)階段后，精細(xì)挖潛剩余油成為老油田增效的主要途徑。經(jīng)過(guò)對(duì)長(zhǎng)垣油田構(gòu)造和開(kāi)發(fā)過(guò)程多輪次的研究后發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期以來(lái)為追求單井控制油層厚度圍繞“甜點(diǎn)”開(kāi)發(fā)，導(dǎo)致斷層附近往往布井較少，斷層區(qū)注采關(guān)系不完善，剩余油富集。經(jīng)過(guò)井震結(jié)合構(gòu)造解釋，基本認(rèn)清了斷層發(fā)育特征，以杏北開(kāi)發(fā)區(qū)為例，斷層呈現(xiàn)數(shù)量多、延伸長(zhǎng)、斷距大、斷層面彎曲多變、斷層相互削截和切割等突出特點(diǎn)［1］。本文以大慶杏北油田275#斷層中的X7-20-S632井為例，探討近斷層挖潛剩余油鉆完井技術(shù)。

1　儲(chǔ)集層特征

275#斷層上升盤(pán)具有一個(gè)明顯的構(gòu)造高點(diǎn)，該斷層具有分段生長(zhǎng)特性，為2條小斷層錯(cuò)列疊覆生長(zhǎng)而成，由于2小斷層傾向一致且相互連接，相交處形成一個(gè)半封閉的階梯狀構(gòu)造。275#斷層基礎(chǔ)井產(chǎn)液量較高，綜合含水較高，平均達(dá)94.3%，且斷層附近區(qū)域存在局部構(gòu)造高點(diǎn)，斷層附近主力油層控制程度低，整體上還有進(jìn)一步挖潛的空間。

油田的開(kāi)發(fā)實(shí)際表明：油層自上而下劃分為薩爾圖、葡萄花、高臺(tái)子3套油層，3類油層95個(gè)沉積單元，共劃分為6種沉積類型，其中外前緣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類砂體大面積分布。平均單井鉆遇3類油層砂巖層數(shù)60.6個(gè)，砂巖厚度43.4m，有效厚度11.6m。考慮到斷層附近儲(chǔ)量的控制范圍、斷層延伸長(zhǎng)度、油水井注采關(guān)系以及砂體發(fā)育狀況等因素，采用大斜度定向井能夠有效達(dá)到挖掘斷層附近主力油層剩余油的目的。

2　過(guò)斷層大斜度定向井施工難點(diǎn)

以往在油田開(kāi)發(fā)早期之所以面對(duì)斷層要“躲著走”，一方面是由于在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下對(duì)斷層的認(rèn)識(shí)存在較大的不確定性，另一方面也受制于近斷層鉆完井技術(shù)的不足，與非斷層相比，在過(guò)斷層時(shí)由于地層破碎更容易發(fā)生井漏、垮塌、卡鉆等井下事故復(fù)雜，大斜度定向井表現(xiàn)得尤為突出［3-9］，主要體現(xiàn)在：

（1）斷層附近地應(yīng)力不規(guī)則導(dǎo)致井眼軌跡控制難度大，中靶難度大；

（2）斷層附近多為破碎帶，易發(fā)生井壁失穩(wěn)、坍塌掉塊，造成卡鉆等事故；

（3）由于斷層的遮擋作用引起注采不平衡，低壓區(qū)井漏，高壓區(qū)溢流，井控風(fēng)險(xiǎn)大；

（4）大斜度定向井在取芯時(shí)由于摩阻大和工具偏心等因素導(dǎo)致取芯收獲率低。

正是由于在實(shí)施過(guò)斷層大斜度定向井時(shí)面臨上述“瓶頸”技術(shù)難題，使得近斷層挖潛剩余油的作用遲遲得不到充分的發(fā)揮。

3　關(guān)鍵技術(shù)措施

（1）井身結(jié)構(gòu)與防淺氣。采用3層套管井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，杏北開(kāi)發(fā)區(qū)上部地層巖性主要為粘土、粘土夾粉砂和砂礫層，表層套管下至第四系，有效封固上部疏松地層；該區(qū)嫩三、四段發(fā)育有淺氣，技術(shù)套管下至嫩二段穩(wěn)定泥巖處，封固淺氣層。表層、技套水泥漿均返至地面。井控風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別為一類，采用FZ35-21單閘板防噴器。

（2）井眼軌跡。井眼軌跡設(shè)計(jì)思路是“穿斷層，鉆兩盤(pán)”，即井口設(shè)計(jì)在上升盤(pán)，井軌跡在上升盤(pán)鉆至葡Ⅰ33之后穿斷層，穿斷層之后軌跡繼續(xù)鉆穿下降盤(pán)主力油層，延伸至高Ⅰ6+7油層，發(fā)揮最大潛力挖掘兩盤(pán)剩余油。由于該井穿斷層，井軌跡要“避讓斷層核、貼近破碎帶”，同時(shí)要兼顧河道砂的控制面積，因此，軌跡既要適當(dāng)貼近斷層，又要與斷層有一定距離［2-3］。該井從動(dòng)態(tài)分析及新鉆的側(cè)斜井電測(cè)曲線看，無(wú)論上升盤(pán)還是下降盤(pán)都有剩余油，另外該斷層的斷距達(dá)到了60.8m，斷層兩盤(pán)的主力層葡Ⅰ13在縱向上完全錯(cuò)開(kāi)，抓主力層的重復(fù)段。井眼軌跡采用9個(gè)靶點(diǎn)，確保井軌跡“避讓斷層核、貼近破碎帶”。進(jìn)入薩Ⅱ頂時(shí)，與斷層面距離為154m，進(jìn)入主力油層時(shí)，井軌跡與斷層面距離控制在47m，鉆穿葡Ⅰ33時(shí)，海拔深度為-866.32m，繼續(xù)鉆進(jìn)穿斷層面，軌跡落在下降盤(pán)的葡Ⅰ12油層，最后鉆至高Ⅰ6+7油層，井斜角平均62.3°。從入油層算起，軌跡總長(zhǎng)629.6m。具體軌跡參數(shù)如表1所示。

表1　X7-20-S632井軌道參數(shù)表

（3）鉀鹽共聚物鉆井液體系：針對(duì)該地區(qū)斷層破碎帶大斜度定向井容易發(fā)生井壁坍塌、井漏、卡鉆的問(wèn)題，采用抑制性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、維護(hù)處理方便以及鉆井液成本相對(duì)較低的鉀鹽共聚物鉆井液體系，同時(shí)該體系封堵防塌能力較強(qiáng)，對(duì)于減少劃眼及預(yù)防井下復(fù)雜事故提供了有力的保障，能夠滿足目前鉆井施工需要；各次開(kāi)鉆鉆井液密度詳見(jiàn)表2。

表2　杏北開(kāi)發(fā)區(qū)各開(kāi)次鉆井液密度

現(xiàn)場(chǎng)鉆井液應(yīng)用技術(shù)措施：

①開(kāi)鉆前用電阻率10Ω·m以上的清水60m3加膨潤(rùn)土3000kg、純堿240kg，預(yù)水化24h后，按配方依次加入復(fù)合抑制劑、HX-D、HA、NPAN、SAKH、DYFT-1，將鉆井液粘度調(diào)整到1.05～1.25g/cm3。

②進(jìn)入嫩三段前，充分循環(huán)洗井，加入純堿240kg，防止水泥侵；配制密度1.50g/cm3的儲(chǔ)備液60m3。

③在穿越嫩二段之前：將密度控制在1.30g/cm3以下；在保證攜巖的情況下嚴(yán)格控制鉆井液的靜切力；在進(jìn)入嫩二段前50m加入單向裂縫封堵劑，阻止鉆井液濾液向井壁深層滲透，以避免誘導(dǎo)型漏失的發(fā)生。按照設(shè)計(jì)要求，需要在進(jìn)入嫩二段前準(zhǔn)備好60m3堵漏泥漿若監(jiān)測(cè)到漏失現(xiàn)象，及時(shí)在漏層打入堵漏漿靜置觀察。

④進(jìn)入薩零組前將鉆井液密度加重至1.60～1.65g/cm3后二開(kāi)。鉆進(jìn)過(guò)程中，主要以3%～5%的WDYZ-1和1.0%～2.0%的銨鹽水溶液交替維護(hù)，另外每鉆進(jìn)200m補(bǔ)加50～100kg的HX-D。鉆進(jìn)至造斜點(diǎn)（500m）前，加入適量混合油，降低摩阻系數(shù)至0.1，防止卡鉆。

⑤在大斜度井段特別是井斜角大于55°的井段，較高粘度的鉆井液會(huì)弱化井壁清洗效果。在臨界排量下如不考慮鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)，則粘度較低的鉆井液更易擾動(dòng)巖屑床，有利于井眼凈化。因此低的粘度、高的切力更有利于井眼的清潔，在大斜度精短，嚴(yán)格控制鉆井液的粘度低于70s，并且失水控制在4～6mL/30min。

⑥薩二組地層易發(fā)生井徑擴(kuò)大，造漿性強(qiáng)，同時(shí)葡萄花易發(fā)生壓差井漏。適量提高鉆井液粘度。要保持足量的鉆井液量，維持鉆井液體系有足夠的抑制和絮凝能力。

⑦進(jìn)入高臺(tái)子前，補(bǔ)充新漿時(shí)，提高SAKH、DYFT-1、HA樹(shù)脂、NPAN的加量，加強(qiáng)鉆井液的封堵能力，提高井壁穩(wěn)定性，降低泥餅的滲透率。

⑧進(jìn)入油層前50m在循環(huán)罐中一次補(bǔ)加3%的超細(xì)碳酸鈣，對(duì)地層孔隙進(jìn)行屏蔽暫堵，減少地層的水化膨脹。目的層鉆進(jìn)中，主要以3%～5%的WDYZ-1和1%～2%銨鹽的水溶液交替維護(hù)。

⑨下套管前通井時(shí)，加入2000kg固體潤(rùn)滑劑塑料微珠，提高井壁的剛性強(qiáng)度，在下套管過(guò)程中，減少了吸附在井壁上的鉆屑的聚集，保證了完井作業(yè)的順利進(jìn)行。

4　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果

X7-20-S632井于2013年9月25日開(kāi)鉆，2013年10月21日鉆至井深1588m順利完鉆。鉆井過(guò)程中采用了MWD隨鉆測(cè)井系統(tǒng)，實(shí)鉆垂深與設(shè)計(jì)一致，實(shí)鉆方位與設(shè)計(jì)方位偏差為0.67，誤差為0.3%，實(shí)鉆視平移比設(shè)計(jì)視平移偏差平均2.6m，誤差1.54%，實(shí)鉆軌跡與設(shè)計(jì)軌跡基本吻合，順利完成了設(shè)計(jì)方案。

X7-20-S632井于近期開(kāi)始試油，目前日產(chǎn)油15.5t，該井日產(chǎn)油量是基礎(chǔ)井網(wǎng)單井日產(chǎn)量的10.3倍，是一次井網(wǎng)的19.4倍，是二次井網(wǎng)的77.5倍（詳見(jiàn)表3），具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和推廣價(jià)值。

5　結(jié)論

表3　X7-20-S632井及鄰井日產(chǎn)油對(duì)比表

（1）大慶油田優(yōu)質(zhì)斷層多，近斷層剩余油富集，采用大斜度定向井能夠有效溝通斷層兩盤(pán)，大幅度提高單井控制油層展布面積和厚度，從而達(dá)到最大限度挖掘斷層附近剩余油的目的。

（2）在近斷層附近實(shí)施大斜度定向井面臨井眼軌跡控制難、易垮塌卡鉆、漏噴風(fēng)險(xiǎn)大、取芯收獲率低等技術(shù)難題，而通過(guò)采用隨鉆測(cè)井導(dǎo)向系統(tǒng)能夠有效控制井眼軌跡，優(yōu)化鉆井液性能，優(yōu)選取芯工具和工藝，精心操作等方法能夠有效地解決這些難題，確保近斷層大斜度定向井的順利實(shí)施。

（3）X7-20-S632井采用優(yōu)化的技術(shù)方案進(jìn)行地質(zhì)和鉆井設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)在實(shí)鉆過(guò)程中的嚴(yán)格執(zhí)行，高效順利完成了鉆完井作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了溝通斷層兩盤(pán)的地質(zhì)目的，并在大斜度定向井中成功實(shí)現(xiàn)了斷層兩側(cè)114.51m連續(xù)取芯，總體收獲率達(dá)到99.20%。目前試油結(jié)果表明，該井日產(chǎn)油量是鄰近直井的數(shù)十倍，達(dá)到了預(yù)期效果。

（4）通過(guò)對(duì)大慶長(zhǎng)垣油田開(kāi)發(fā)中后期地震、地質(zhì)和開(kāi)發(fā)資料的綜合分析，提出在近斷層附近采用大斜度定向井方式挖掘剩余油，在對(duì)這類井實(shí)施過(guò)程中的難點(diǎn)和應(yīng)對(duì)技術(shù)措施進(jìn)行深入分析后，經(jīng)過(guò)實(shí)例井的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，證明了方案的合理性和可操作性，開(kāi)發(fā)效果也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了預(yù)期，為大慶油田和國(guó)內(nèi)外其他同類型油田的開(kāi)發(fā)提供了重要的參考價(jià)值。

［1］王俊良，李海峰，袁學(xué)峰，等.定向井水平井軌道設(shè)計(jì)和軌跡計(jì)算分析三維可視化技術(shù)［J］.鉆采工藝，2005，28（1）：25-28，36.

［2］陳軍.基于地質(zhì)導(dǎo)向的給定井眼方向待鉆軌道設(shè)計(jì)［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2008（1）：232-236.

［3］王智鋒，薄萬(wàn)順，許俊良.大斜度井取心技術(shù)［J］.西部探礦工程，2005（4）：84-85.

［4］孫曉飛，韓雪銀，和鵬飛，等.防碰技術(shù)在金縣1-1-A平臺(tái)的應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2013，35（5）：48-50.

［5］張宏軍，楊立明.復(fù)雜斷塊油藏立體開(kāi)發(fā)鉆井完井優(yōu)化技術(shù)［J］.石油鉆采工藝，2010，32（6）：38-41.

［6］畢雪亮，閻鐵，韓輝，等.大慶油田側(cè)斜井井身剖面設(shè)計(jì)研究［J］.特種油氣藏，2005，12（2）：72-73.

［7］李克向，周煜輝，蘇義腦，等.國(guó)外大位移井鉆井技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1980：10.

TE242

A

1004-5716（2016）02-0042-03

2015-10-12

2015-10-28

白秋月（1983-），女（漢族），遼寧昌圖人，工程師，現(xiàn)從事油氣田鉆井設(shè)計(jì)工作。