評價新區鉆時定額編制方法應用研究

侯東升　顏超

[摘 要]鉆井周期是油氣田進行鉆井工程投資估算、預算的一個重要參數，鉆時定額是鉆井周期預測的主要依據。文章根據西北某超深油藏鉆遇地層、鉆井工藝特點及勘探開發階段，結合中國石油化工股份有限公司清單計價模式要求，細分建立鉆時定額模型;綜合研究國內外鉆時定額編制方法，按照樣本數量，分區域、地層、井段、井眼尺寸，針對性研究應用鉆時編制方法，通過編制方法的差異化研究應用，創新評價新區鉆時定額編制方法的應用模式。

[關鍵詞]鉆井周期;鉆時定額;鉆時編制方法;學習曲線法;平均先進法

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2021.04.009

[中圖分類號]F275[文獻標識碼]A[文章編號]1673-0194（2021）04-00-03

0 ? ? 引 言

鉆井工程是石油天然氣勘探開發工程中的一個重要環節，具有高投入、高風險、作業對象隱蔽、組織性強、專業技術密集等特點。鉆井工程作為油氣勘探開發的一個關鍵點，其投資比例占整個油氣勘探總投資的60%～70%。如何有效控制鉆井工程投資一直是各大油田勘探開發面臨的重要課題。

相比成熟老區，評價新區在鉆井周期預測上存在更多的不確定性，在鉆時定額編制上，采用常規編制方法難以準確反映地質條件的復雜性及鉆井技術的發展進步。本文結合該油藏地質、鉆井工藝技術特點及目前開發階段分析，綜合研究分析國內外鉆時編制方法，根據中國石油化工股份有限公司清單計價鉆時分組條件要求，優選鉆時編制方法，在評價新區鉆時定額編制方法上進行了研究探索，新編定額成果有效滿足了該超深油田評價開發階段及今后一段時間的投資決策需求。

1 ? ? 西北某超深油藏概況

1.1 ? 該超深油藏地理環境

該油藏構造位于塔里木盆地順托果勒低隆起西北部、沙雅隆起西南傾沒端，目的層為奧陶系中下統，油藏具有“三超（超深、超高溫、超高壓）、一高（高含硫化氫）、一長（長裸眼段）”的特點。

1.2 ? 該區鉆時定額編制的難點

區內共發育7個斷裂帶，各斷裂帶鉆遇地層具有一定差異。不同巖性鉆井難度差異大，如二疊系—奧陶系桑塔木組機械鉆速明顯較低。該區尚處于評價開發階段，樣本井中呈現三多特點，即探井數量較多、不同斷裂帶多、鉆遇地層多。不同斷裂帶、不同地層鉆井工藝成熟度及機械鉆速差異較大，有無侵入體地層機械鉆速差異明顯。鉆時定額編制條件復雜，編制方法需結合斷裂帶、地層、井段、井眼尺寸研究優選。該區不同斷裂帶多、鉆遇地層多，定額區塊劃分需考慮斷裂帶特點。由于該區為評價新區，鉆井技術處于不斷發展完善階段，部分地層、井段、井眼尺寸樣本井數量不足。

2 ? ? 西北某超深油藏鉆時編制方法應用研究

2.1 ? 定額模型的建立

結合地層、井段、井眼尺寸和工藝技術成熟度研究分析，根據不同的分組條件，分別建立了鉆井作業鉆時定額模型（其包括純鉆進作業鉆時定額、輔助作業鉆時定額）、取心作業鉆時模型、其他作業鉆時定額模型，見表1。

2.2 ? 編制方法的研究優選及應用

定額編制樣本來自該油藏已完鉆的20口井和正在鉆的9口井。根據鉆時定額構成，分別優選相應編制方法。

2.2.1 ? 純鉆進作業鉆時編制方法

（1）平均先進法

根據已有的施工經驗，綜合歷史數據，按照“先進、平均、落后”三類水平分別賦予不同的權值，對數據體進行加權平均，其結果可有效反映定額的平均先進原則。

對采用平均先進法的樣本井按照開鉆時間劃分3個實施批次，對1、2、3批次井按照技術成熟度分別賦予2、5、3權值。平均鉆時計算見式（1）。

某定額模型平均鉆時=∑（某權值下某定額模型平均鉆時×權值）/∑權值（1）

以1號斷裂帶康村組直井段311.2 mm井眼定額模型為例，計算純鉆進鉆時為0.021 152 h/m，詳見表2、表3。

（2）學習曲線法

美國Amoco石油公司的Brett和Millheim在20世紀80年代首次將學習曲線理論引入鉆井行業。學習曲線反映的是單位鉆進時間和鉆井數量的關系。劉朝全提出的鉆井周期測算學習曲線公式見式（2）。

Tn=Trlog2n（2）

式中，Tn為第n口井的鉆井周期，T為第1口井的鉆井周期，r為學習率，且0

以1號斷裂帶二疊系直井段311 mm井眼定額模型為例，計算該定額模型平均純鉆進鉆時。

采用加權平均計算每一批次平均純鉆進鉆時，見式（3）、表4、表5。

某一批次某定額模型平均純鉆進鉆時=∑（某地層某井段某井眼尺寸單井鉆遇厚度×單井該地層平均鉆時）/∑（單井鉆遇厚度） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （3）

對4個批次的純鉆進鉆時經對數變換計算學習率r。

對式2兩邊取對數，見式（4）。

lnTn=lnT+（lnr）T log2n（4）

式（4）中，Tn為第n批次某定額模型平均純鉆進鉆時，T為第1批次某定額模型的平均純鉆井鉆時，r為學習率，且0

令Y=lnTn，A=lnT，B=Tlnr，X=log2n，得Y=A+BX，用最小二乘法求解A、B，則r=eB。

以1號斷裂帶二疊系直井段311 mm井眼定額模型為例，計算學習率為85.726%，見圖1。

2.2.2 ? 輔助作業鉆時編制方法

輔助作業鉆時主要包括起下鉆、循環、更換鉆頭等，輔助作業鉆時通常按照全井輔助時間取大段平均值，實際鉆井過程中，因不同地層鉆進難易程度差距較大，為體現地層間的輔助時間差異，按照系數法計算，見式（5）、式（6）。

某地層輔助作業鉆時=某地層純鉆進作業鉆時×輔助作業系數 ? ? ? ? ? ? ? ? ?（5）

輔助作業系數=∑某定額模型的生產輔助作業時間/∑某定額模型的純鉆進時間 ? ?（6）

2.2.3 ? 取心作業鉆時編制方法

取心作業鉆時定額包括取心純鉆進作業鉆時和取心輔助作業鉆時，編制方法參照鉆進作業鉆時定額。

2.2.4 ? 其他作業鉆時編制方法

其他作業鉆時包括固井作業鉆時、裸眼測井作業鉆時、固井質量測井作業鉆時、中完井輔助作業鉆時和非生產作業鉆時，其編制主要采用了歷史水平法。

3 ? ? 鉆井周期套算對比

在已完鉆井中選出可對比的18口四開井身結構井套算定額周期，與剔除停待、故障等時間后實際鉆井周期對比，平均定額周期較實際周期少5.9天，差異率為-3.4%，滿足了現階段定額水平要求，結果見表6。

4 ? ? 結 語

本文針對評價新區鉆遇地層特征復雜、鉆井工藝技術發展變化快等特點，分析此類油藏定額編制難點，根據中國石油化工股份有限公司清單計價模式鉆時定額分組要求，精細建立定額模型，為評價新區差異化定額編制方法優選應用提供了基礎。在各地層鉆時數據對比分析及鉆進技術的成熟度分析基礎上，考慮了技術水平成熟、技術水平變化快、特殊地層、樣本井不足及無樣本井等情況，對不同類型定額模型優選采用不同的編制方法。套算對比結果表明，定額周期較實際鉆井周期差異率在-6.6%～1.5%之間，可滿足該地區評價階段及之后一定時期內鉆井周期預測需求。

主要參考文獻

[1]張偉文，朱達江，張陽春，等.鉆井周期預測新方法：以塔里木油田為例[J].天然氣工業，2013（3）：68-72.

[2]中華人民共和國自然資源部.中國礦產資源報告（2018）[M].北京：地質出版社，2018：8.

[3]黃偉和.鉆井工程造價管理概論[M].北京：石油工業出版社，2016：3.

[4]于文平.國際鉆井成本的測算[J].石油鉆探技術，1998（3）：47-49.

[5]黃偉和，閆福宏.鉆井系統工程定額體系新論[J].中國石油企業，2003（11）：62-63.

[6]趙志國，白彬珍，何世明，等.順北油田超深井優快鉆井技術[J].石油鉆探技術，2017（6）：8-13.

[7] Brett J F ， Millheim K K . The Drilling Performance Curve： A Yardstick for Judging Drilling Performance[C]//Society of Petorleccm Engineers Annual Technical Conference and Exhibition， New Orleans，1986.

[8]劉朝全，蔡競侖.鉆井學習曲線研究[J].西安石油學院學報：自然科學版，1998（5）：17-19.

[9]卜祥國，席棟，張慶軍.減少液壓頂驅鉆進過程輔助作業時間的措施[J].2011（9）：27-29.