精細(xì)控壓鉆井技術(shù)在裂縫型潛山油藏的應(yīng)用

王文明

潛山油藏是遼河油田重要的稀油產(chǎn)能區(qū)塊，為了有效控制潛山油層產(chǎn)量遞減，油田部署大位移井以實(shí)現(xiàn)注氣能量補(bǔ)充開(kāi)發(fā)，利用水平井注氣來(lái)保持地層壓力，抑制底水錐進(jìn)，提高油藏采收率[1]。但是，目前該區(qū)塊注采同存導(dǎo)致地層壓力具有一定的不確定性，存在涌、漏、塌、卡等鉆井風(fēng)險(xiǎn)，且常規(guī)鉆井過(guò)程中鉆井液密度高，容易造成儲(chǔ)層污染，后期注氣開(kāi)發(fā)困難。XG7-H173井施工過(guò)程多次出現(xiàn)井漏、卡鉆等復(fù)雜情況，且注氣啟動(dòng)壓力達(dá)到29 MPa，注氣困難。為解決儲(chǔ)層保護(hù)的問(wèn)題，在鄰井XG7-H175井采用精細(xì)控壓鉆井技術(shù)。精細(xì)控壓鉆井技術(shù)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井底壓力和井口流量變化，有效地降低了井底壓力，避免了鉆井液固相侵入儲(chǔ)層的污染[2]，可以有效地發(fā)現(xiàn)和保護(hù)油氣儲(chǔ)層，提高鉆井效率，更好地保障井控安全。

XG7-H175井是一口注氣井，目的層為太古界潛山地層，屬塊狀底水裂縫型潛山油藏，巖性為混合花崗巖、黑云母斜長(zhǎng)片麻巖及混合巖、夾少量侵入巖脈。地層可鉆性差，機(jī)械鉆速較慢。為了更好地保護(hù)儲(chǔ)層和提高鉆井時(shí)效，制定了XG7-H175井精細(xì)控壓鉆井技術(shù)方案，在目的層井段進(jìn)行可控微溢流控壓鉆井，邊溢邊鉆。

1 XG7-H175井精細(xì)控壓鉆井技術(shù)方案

控壓鉆井施工井段和鉆井液：控壓井段為目的層水平段，完鉆后配合完成裸眼電測(cè)、下套管、固井等完井作業(yè),確保鉆完井全過(guò)程儲(chǔ)層保護(hù)；鉆井液為有機(jī)鹽無(wú)固相水基鉆井液，基液設(shè)計(jì)密度為1.00～1.03 g/cm3；泥漿帽重漿密度為1.25 g/cm3。

根據(jù)本井的地層壓力預(yù)測(cè)結(jié)果和鄰井的實(shí)鉆情況，地層壓力系數(shù)1.10，模擬了鉆頭位于水平段3 770～4 460 m，排量為35 L/s的井況，計(jì)算得出了井口回壓與井底壓力的關(guān)系，結(jié)果如圖1所示。

圖1 控壓鉆井井口回壓及井底當(dāng)量密度模擬

結(jié)合控壓鉆井井口回壓及井底壓力模擬結(jié)果，針對(duì)該區(qū)塊儲(chǔ)層保護(hù)的要求，采用微欠平衡控壓鉆井，設(shè)計(jì)鉆井液密度選擇和井口回壓值見(jiàn)表1。

設(shè)計(jì)同時(shí)采用井底隨鉆測(cè)壓和井口微流量監(jiān)測(cè)，設(shè)計(jì)綜合錄井?dāng)?shù)據(jù)接入控壓鉆井軟件，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)立管壓力、出入口流量、出入口密度等鉆井參數(shù)，實(shí)時(shí)判斷鉆井工況，保障鉆井安全。

表1 控壓鉆井鉆井液密度及回壓值設(shè)計(jì)結(jié)果

2 XG7-H175井精細(xì)控壓鉆井實(shí)施過(guò)程

本井開(kāi)始施工時(shí)采用1.05 g/cm3低密度無(wú)固相鉆井液試運(yùn)轉(zhuǎn)，井底隨鉆測(cè)壓系統(tǒng)（PWD）實(shí)測(cè)井底壓力，與控壓軟件計(jì)算得到井底壓力基本一致，驗(yàn)證了控壓軟件模擬計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，計(jì)算循環(huán)摩阻為1.5 MPa左右，井底壓力33.5 MPa，當(dāng)量ECD為1.12 g/cm3。為了實(shí)現(xiàn)真正的欠平衡鉆井，防止儲(chǔ)層污染，施工過(guò)程中根據(jù)井口微流量監(jiān)測(cè)判斷地層流體是否進(jìn)入井筒，結(jié)合井底隨壓系統(tǒng)實(shí)測(cè)井底壓力，降低鉆井液密度至1.03 g/cm3，井口回壓為0.35～0.38 MPa，保證鉆進(jìn)過(guò)程中微欠平衡[3-5]，實(shí)際施工過(guò)程中以1.03 g/cm3低密度無(wú)固相鉆井液鉆進(jìn)3 730～4 460 m井段。

在實(shí)施控壓鉆井工藝過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)立管壓力、出入口流量、出入口密度等鉆井參數(shù)，結(jié)合錄井?dāng)?shù)據(jù)等，實(shí)時(shí)判斷鉆井工況。

XG7-H175井溢流發(fā)現(xiàn)及處理經(jīng)過(guò)如下：井深4 200 m，下鉆到底，開(kāi)泵循環(huán)，發(fā)現(xiàn)出口流量上漲，總烴值從0.8%上漲至10.3%，C1值從0漲至5.75%；流量計(jì)監(jiān)測(cè)到出口流量劇烈波動(dòng)（圖2）。控壓鉆井工程師判斷井口出氣，通知井隊(duì)點(diǎn)火，井口回壓調(diào)整至1.5 MPa，13 min后點(diǎn)火成功，18 min后火焰熄滅，火焰高度3～4 m，出口仍有少量氣體返出；8 min后總烴下降至1.7%，C1值下降至1.5%，井口回壓1 MPa；5 min后總烴0.5%，井口回壓0.36 MPa，控壓排氣結(jié)束。通過(guò)總結(jié)該井溢流發(fā)現(xiàn)及處理經(jīng)過(guò)可以得出，控壓鉆井施工中可以及早地發(fā)現(xiàn)溢流并通過(guò)井口加回壓的方式迅速增加井底壓力，減少溢流量，保障井控安全。

圖2 XG7-H175井溢流微流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

完鉆通井結(jié)束后控壓工程師根據(jù)油氣上竄速度，確定重漿帽參數(shù)，即起鉆至1 000 m，循環(huán)替入1.22 g/cm3鹵水重漿，形成1 000 m重漿帽，再進(jìn)行常規(guī)起鉆，保障了電測(cè)時(shí)間安全，電測(cè)一趟鉆成功[6]。整個(gè)電測(cè)過(guò)程中井底繼續(xù)采用低密度無(wú)固相鉆井液，避免了高密度鉆井液對(duì)儲(chǔ)層的污染。

3 XG7-H175井精細(xì)控壓鉆井效果分析

目的層全過(guò)程采用控壓欠平衡鉆井技術(shù)，以1.03 g/cm3低密度無(wú)固相鉆井液鉆進(jìn)和完井電測(cè)作業(yè)，與鄰井XG7-H173相比降低了井底壓力3 MPa左右，減少了鉆井液對(duì)儲(chǔ)層的污染，為后期注氣開(kāi)采奠定了良好的基礎(chǔ)。

采用精細(xì)控壓鉆井技術(shù)，減少了井底壓持效應(yīng)，有效地提高了機(jī)械鉆速。鄰井XG7-H173井在同樣層位平均機(jī)械鉆速為3.5 m/h，本井平均機(jī)械鉆速為4.3 m/h，提高了22.8%。XG7-H175井采用精細(xì)控壓鉆井技術(shù)與鄰井XG7-H173井常規(guī)鉆井在同樣層位對(duì)比鉆井周期減少了19.52天。

目前XG7-H175井已完成試注，啟動(dòng)日注量明顯高于鄰井，而啟動(dòng)最高壓力低于鄰井（表2），且最終日注氣量明顯優(yōu)于鄰井，這充分證明了本井采用精細(xì)控壓鉆井技術(shù)對(duì)油氣層起到了很好的保護(hù)效果。

表2 XG7-H175井和XG7-H173井注氣效果對(duì)比

4 結(jié)論

1）精細(xì)控壓鉆井技術(shù)在XG7-H175井的成功應(yīng)用，為裂縫型潛山儲(chǔ)層增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供了新的鉆完井技術(shù)。

2）采用精細(xì)控壓鉆井技術(shù)，通過(guò)實(shí)時(shí)井底隨鉆測(cè)壓和井口微流量監(jiān)測(cè)，有效分析地層壓力，合理降低鉆井液密度，實(shí)現(xiàn)了XG7-H175井目的層全過(guò)程微欠平衡鉆進(jìn)，有效地保護(hù)了油氣儲(chǔ)層，提高了機(jī)械鉆速。

3）通過(guò)實(shí)時(shí)井底壓力、高精度出入口流量、密度監(jiān)測(cè)，結(jié)合錄井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)判斷井下工況，可以及早發(fā)現(xiàn)井下復(fù)雜情況，通過(guò)調(diào)節(jié)井口回壓迅速處理復(fù)雜情況，保障了鉆井安全。

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