水平井開發技術在蘇54區塊的應用

高路恒 張毅 馬強 張家騛 武渝(陜西延長石油（集團）有限責任公司研究院，陜西 西安 710069)

水平井開發技術在蘇54區塊的應用

高路恒 張毅 馬強 張家騛 武渝(陜西延長石油（集團）有限責任公司研究院，陜西 西安 710069)

為提高單井產量和采收率，優化氣田開發效果，針對蘇54區生產開發中出現的單井產量低、壓降速度快、穩產期限短等問題，水平井開發技術開始在目的區進行試點應用。本文從水平井開發優勢、井位優選、層位優選、開發參數優選等方面全方位介紹了水平井的部署要點，利用隨鉆跟蹤導向技術進行實時鉆進跟蹤并及時調整，最終取得良好的開發效果，日產氣達到相鄰直井的3-5倍。該項研究為水平井開發技術在蘇54區的全面推廣應用提供了技術保障。

水平井開發技術；優化開發效果;隨鉆跟蹤技術

1 概況及存在問題

蘇54區位于蘇里格氣田西北區，基于蘇里格氣田整體地質特征，蘇54區直井生產暴露出單井儲量低、壓力下降快、穩產能力較差、氣井產量低等一系列問題。而水平井可以將靜態上互相分割的儲層連接起來，增加薄層、低滲透率儲層的供氣面積。針對蘇54區具體地質情況合理利用水平井技術可以大大提高開采率。

2 水平井開發優勢分析

2.1 增加泄氣面積，控制儲層厚度，提高產量

水平井具有泄油面積大，井筒壓差小，流動阻力小等特殊的優點，隨著完井方式優選技術和復雜水平井井眼軌跡控制技術，尤其是地質向導技術的發展，已經能將水平段軌跡控制在垂深變化小于0.5m，左右擺動小于2.5m的水平范圍內，設計水平井油層厚度的篩選標準由大于6m降到目前的1m左右，為有效開采薄氣層和超薄氣層提供有效手段[1]。

2.2 提高性價比，利于環保

雖然水平井的造價遠高于直井造價，但結合其所產生的經濟效益來看，采用水平井開發氣藏，可以減少井場數量及地面建設的費用[2]。此外，由于井場數量的減少，施工作業過程，包括工作人員日常生活對環境產生的危害也大幅降低，可以起到明顯的環保作用。

2.3 低壓墊氣，持續增產

水平井技術可以有效的降低氣藏開發對墊氣或蓄壓氣的要求，使供氣能力較弱的氣藏仍然可以維持正常的運作。即水平井在不降低氣藏最高供氣能力的前提下，就可以減少所需要的墊氣量，在較低的壓力梯度下，確保產氣量的增加。同時，由于產氣量的增加，僅需要少數井就可以確保最優的采出量和注入量。此外，減少井數的同時，維修費用也隨之降低。

2.4 降低鉆遇風險，延長穩產期

地下裂縫和溶洞如同人體經脈，有主動脈和支脈之分；碳酸鹽巖大多數油氣存在“主動脈”中，其余部分分散在“支脈”中。而水平井技術受沉積相帶的影響較小，通過水平井井眼軌跡控制技術，尤其是地質向導技術對水平井的控制，我們既可以鉆遇“主動脈”也可以兼顧“支脈”，大大提高水平井鉆遇率，降低鉆遇低類井的風險。盡管產能自然遞減是無可避免的必然趨勢，但基于各個優勢環節，水平井具有更長的穩產期。

3 水平井技術的實施

3.1 井位優選原則

宏觀上講，水平井的井位優選原則分為以下六點[3]：

(1)井控程度高，含氣砂體落實的富集區；

(2)砂體厚度大，橫向展布相對穩定，有效儲層厚度大，物性較好；

(3)主要氣層段縱向上連續分布，主要氣層段內無隔（夾）層或隔（夾）層厚度小于2.0m；

(4)具有質量可靠的“十”字地震測線或單測線，水平段方向在地震測線上或靠近測線；

(5)水平段延伸方向及長度滿足目前井網井距；

(6)主要氣層頂部構造落實。

基于上述優選原則，以蘇X水平井為例優選出水平井井位，主要依據如下：

蘇X井區水平井位于盒8下主河道帶上，該區域目的層盒8下2平均砂巖厚度12.6m，有效儲層厚度在5.0～11.3m，平均8.1m，平均滲透率0.59×10-3μm2，平均孔隙度10.2%，平均含氣飽和度60.8%，整體表現為有效砂體發育，是天然氣相對富集區。井區水平井位于地震預測的有利儲層區，該井點南北向發育一個相對穩定的有效砂體條帶。所在區域盒8下2砂體較為發育，呈條帶狀分布，巖性較純，易形成有效層，為主要目的層。由盒8下2砂體頂、底部構造看出，蘇X井沿水平段方向構造變化平緩，該井區完鉆開發井盒8下2段儲量豐度0.7～1.5×108m3∕km2，預測該井區水平井盒8下2儲量豐度1.0～1.5×108m3∕km2，滿足井位優選原則。

3.2 層位優選

根據該區域地質綜合特征，并結合開發評價結果，確定蘇X井區水平井目的層段為石盒子組盒8下2小層，預測該井區盒8下2有效砂體厚度約5.0～11.3m，分布穩定，平面上具有一定規模，并且根據其盒8下2砂體厚度、有效砂體厚度圖及砂體頂、底部構造等值線圖，結合盒8下氣藏剖面圖，掌握了入靶點處砂體頂底海拔及儲層發育情況。

3.3 參數優選

(1)水平段方向

水平段方向主要依據儲層平面展布、鄰井井距、地應力方向、儲層平面非均質性等因素進行確定。綜合分析，設計蘇X井向正北鉆探，水平段方位0。

(2)水平段長度

水平段長度直接影響水平井的泄氣面積、控制可采儲量等，所以長度越長，該井的潛力越大。然而，水平井筒內存在壓降，特別是氣井，當產氣量很大時，水平井筒內的流動會產生較大的流動阻力，影響采氣效率，所以水平段也并不是越長越好[4]。通過對蘇54區塊若干口水平井段長度和累產氣進行數值模擬，結果表明：氣井產能隨水平段長度的增加而增大，但當水平段長度超過1000m之后，其增張速度明顯放緩，在增大水平段長度對氣井產能影響不大。根據目前水平井的鉆井工藝技術并考慮砂體展布特征、增產效果、鉆井成本等，長度設計為1000m。

(3)靶前距

根據蘇里格氣田蘇54區塊盒8下氣藏的氣層縱、橫向展布特點及工程需要，設計靶前距均為400m。

(4)水平段靶點設計

水平段靶點設計考慮儲層空間展布及沿水平鉆進方向構造變化情況。根據對盒8下2砂體展布及頂部構造分析，蘇X井水平段沿盒8下2氣層中上部鉆進。

靶點A（入靶位置）：位于盒8下2小層氣層頂部以下3.0m處。

靶點F：從入靶點A沿水平段鉆進1000m，到達靶點F。

根據預測的砂體位置及構造深度變化，設計靶點位置如下（表3-1）：

表3-1 蘇X井水平段靶點設計表

4 隨鉆跟蹤地質導向技術的應用

(1)井底巖性快速識別技術

面對地下的未知情況，工作人員在前期只能根據相關地質資料進行分析從而預測地質剖面。由于技術手段有限、地質認識不足，研究結果往往與實際情況有所出入，這就導致實鉆地質剖面與前期預測地質剖面有差異，此時快速識別鉆遇巖性，及時調整鉆進方向就顯得尤為重要。具體工作中主要依靠鉆時長短、上返巖屑的巖性顏色、地層造斜率大小、鉆井液性能數值等各類實時數據來識別所鉆遇的巖性，從而判斷鉆進位置及時調整鉆進角度。

(2)提前預測目的層微構造的變化

鄂爾多斯盆地構地質構造穩定、構造起伏較小，在直井生產中對其部署和鉆探過程影響較小。由于水平井目的層呈水平狀且垂向上厚度很薄，同時在鉆進過程中對各個標志層把控要求極為嚴格，所以小規模的微幅構造就能對水平井的鉆進產生很大的影響。一般情況下，目的層與上覆地層產狀都具有良好的繼承性或者具有協調的規律性變化，為了精細的識別微幅構造，在進入水平段之前應該選取界面穩定、巖性轉換界面明顯的地層作為標志層，通過預測地質剖面與實鉆地質剖面上所選標志層的深度差來預判地層產狀，識別微幅構造的起伏規律，從而提前做好調整鉆進角度的準備。

(3)依據隨鉆數據實現可視化

建立前期預測地質剖面模型，并將水平井鉆進的實時數據利用專業軟件進行數模轉換后加載入預測地質剖面模型，實現水平井在地層中鉆進過程的可視化，使整個鉆進過程一目了然，為水平井施工決策討論提供有效技術支持。同時根據鉆進過程中的反饋資料不斷修正預測剖面，使其更加接近地層的實際情況，為提升鉆遇率提供有效技術保障。

5 開發效果評價

蘇X井2012年6月30日開鉆，9月20日完鉆，水平段1211m，測井解釋砂巖867m，鉆遇率71.6%，有效儲層635.9m，鉆遇率52.5%。采用水力噴射九段改造，獲無阻流量102.8萬方∕天。目前日均產氣6.4×104m3∕d，油壓2.8MPa，套壓8.6MPa，累計產氣1594.3×104m3，生產效果較好，具備較高的生產潛力，是鄰近直井產量的3～5倍（圖4-1）。

圖4-1 蘇X井水平段軌跡跟蹤圖

6 結語

（1）水平井開發技術在低壓、低滲、低豐度、低產量的蘇里格氣田某區進行實驗，很好的克服了該區單井儲量低、壓力下降快、穩產能力較差、氣井產量低等一系列問題，產量達到相鄰直井的3～5倍，體現出了巨大的開發潛力。

（2）地質研究和科學部署是水平井技術成功實施的前提。依托精細的地質研究進行合理的井位選取、層位選取、鉆井參數選取，是保障水平井精確入靶的必要條件。

（3）水平井隨鉆跟蹤向導技術是水平井技術成功實施的重要保障。隨時掌握水平井的鉆進狀態，及時預測地層情況調整進鉆角度，以保障水平段軌跡盡可能在目的層的有利位置鉆進。

[1]李建奇,楊志倫,陳啟文等.蘇里格氣田水平井開發技術[J].天然氣工業,2011,31(8):60-64.

[2]任茵.水平井技術在蘇里格氣田蘇53區塊的應用[J].內蒙古石油化工,2012(15):99-101.

[3]位云生,何東博,冀光等.蘇里格型致密砂巖氣藏水平井長度優化[J].天然氣地球科學,2012,(04):775-779.

[4]李俊杰.蘇里格氣田長水平段水平井鉆井技術研究[D].東北石油大學,2015.