產能井優(yōu)化鉆井設計及應用

徐永強

摘要：南部油田是典型的多井油田，單井投資較高，因此如何能夠經(jīng)濟、有效地進行開發(fā)，如何能夠有效地降低鉆井投資已經(jīng)成為南部油田所面臨的一個越來越迫切的問題，而井身結構優(yōu)化簡化能夠縮短鉆井工期、降低巖屑排量，進而節(jié)約鉆井綜合投資，因此如何做好井身結構優(yōu)化簡化工作對南部油田具有極其重要的意義。

主題詞：南部油區(qū) 結構優(yōu)化 縮短周期 節(jié)約投資

一、前言

鉆井工程是一項技術復雜，周期長、規(guī)模大的工程，在鉆井過程中會消耗大量的人力、物力及財力。據(jù)統(tǒng)計，鉆井工程占整個產能投資比重的70%左右。產能井目前以“定額”形式結算，主要以設計為依據(jù)，設計確定后，費用基本確定。在投資日趨緊張的情況下，需將“地質、工程、定額”相結合，更深入地研究鉆井設計優(yōu)化投資控制方法，最大限度實現(xiàn)投資控制目標和經(jīng)濟效益。

二、主要研究內容

1、井身結構及油層套管優(yōu)化;

2、井口選擇及定向井軌跡優(yōu)化;

3、鉆井液優(yōu)化及油層保護。

三、技術指標

1、節(jié)約投資500萬;

2、建井周期縮短3-5天;

3、新井產能達到設計指標。

四、工程難點

1、南部油田產能建設井集中在老區(qū)，定向井比例占總量96%以上，老區(qū)經(jīng)過多次加密與調整井網(wǎng)較密，井場征地難度大，地面點選擇困難，地下靶點分布錯雜，致使防碰關系緊張已成為制約南部油田繼續(xù)開發(fā)的瓶頸。

2、南部油田開發(fā)區(qū)塊多，開采層位差別大，地層巖性復雜;特別是老區(qū)，經(jīng)過多年布井、注水開發(fā)，個別區(qū)塊含有多套壓力系統(tǒng)等原因造成套管開次較多，井身結構復雜;同時，由于對地層壓力認識不清，表套尺寸過大，延長了鉆井周期，增加了鉆井費用。

3、統(tǒng)計2年采油三廠的王官屯、沈家鋪、葉三撥、棗園、自來屯、段六撥油田等區(qū)塊共計發(fā)生50井次的井漏，漏失鉆井液共16250.97m3，損失鉆井作業(yè)時間5601.47h 。其漏層主要分布在沙一段生物灰?guī)r、孔店組玄武巖和輝綠巖以及中生界安山巖地層，總體約占78%以上。其次是館陶組、沙河街組砂礫巖等滲透性好的地層，或斷層發(fā)育地層，約占22%。由于各區(qū)塊生物灰?guī)r種類、發(fā)育不同，火成巖的孔洞、裂縫發(fā)育情況不同，井漏發(fā)生后，未及時成功堵漏，需要經(jīng)過多次不同方法堵漏，導致漏失更嚴重。

五、取得的主要成果

1、在保證鉆井安全的前提下，持續(xù)開展井身結構優(yōu)化研究。通過統(tǒng)計近年來完鉆井深在3000以上的產能井鉆井情況，并結合開展的套損套變研究，針對2016年在在小9-6、官975等區(qū)塊7口井，開展井身結構優(yōu)化和套管組合優(yōu)化，7口井全部二開，并優(yōu)化油套鋼級為P110+N80組合。

2、在保證不污染淺層水源前提下，降低套管進尺比。在開展先導實驗的基礎上，從保證井身質量和保護地方淺水層實際需要出發(fā)，通過適當下深表套代替技套方式開展表套下深優(yōu)化工作。統(tǒng)計今年已完鉆的93口井，表套平均下深409米，較2015年單井平均減少73米，累計節(jié)約套管用量6205米，減少材料費130余萬元。同時，2016已實施井套管進尺比達1.15，較目標值1.28下降13個百分點。

3、深入研究“叢式鉆井”布井模式，形成了一套井口選取的原則。積極推廣“井工廠”開發(fā)模式，通過鉆前井場統(tǒng)一踏勘測繪、集中布局、整體優(yōu)化的方式，在確保地質目的實現(xiàn)的同時，實現(xiàn)井位布局最優(yōu)化，成本投入最小化。通過不斷研究及探索，逐漸形成了一套井口選取的原則：

（1）井口方向滿足地質鉆遇最大油層原則;

（2）軌跡的井斜角滿足工程施工最有利的原則，舉升工藝內襯油管完井，延長檢泵周期;

（3）地面配套滿足最靠近老系統(tǒng)（油水系統(tǒng)、電力系統(tǒng)）原則;

（4）井場布局充分結合老井已征地及后期征地最優(yōu)原則;

（5）綜合成本投入最小原則。

4、依據(jù)現(xiàn)行定額，進行軌跡及鉆具組合的優(yōu)化，實現(xiàn)定向井工程費用控制。合理 優(yōu)化井軌跡造斜點，節(jié)省臺月費用。在滿足井身結構優(yōu)化、井眼曲率及安全鉆進前提下，優(yōu)化井眼軌跡參數(shù)，造斜井段長度合理控制，降低鉆井工程定向作業(yè)費用。

5、通過正交實驗評價處理劑加量對鉆井液性能影響，結合鄰井復雜情況與設計井鉆井工藝難度，優(yōu)化鉆井液處理劑設計用量，降低鉆井液材料費。通過將試驗配方與現(xiàn)場鉆井液性能對比評價，優(yōu)選成本較低的配方較現(xiàn)場鉆井液也具有更低的濾失量和更好的流變性能，其他性能也滿足鉆井液設計要求，可作為優(yōu)化設計配方。此外，為降低鉆井液設計成本，根據(jù)設計井工藝難度以及特殊地層要求，對潤滑劑類、抗污染劑、堵漏劑、降粘劑、消泡劑等輔助處理劑進行了合理調整與細化。

六、取得主要成果

1、通過井身結構與套管設計優(yōu)化兩項優(yōu)化措施，與2015年對比，在單井進尺增加82米情況下，綜合成本降低266元/米。

2、推行“叢式鉆井”布井模式，有效控制投資。2016年共實施整拖69口，占總井數(shù)的81.17%，平均單井鉆井周期18.4天，比目標減少4.8天，比2015年同期減少4.0天，節(jié)約井場修建費、設備搬遷費等共計766萬元。

3、優(yōu)化井眼軌跡造斜點，節(jié)省鉆機臺月費。2016年通過利用淺造斜軌跡剖面降低臺月費用，共設計優(yōu)化29口井，合計節(jié)省鉆機臺月費約87.85萬元。

4、優(yōu)化鉆具組合設計，控制定向井工程費用。在滿足井身結構優(yōu)化、井眼曲率及安全鉆進前提下，優(yōu)化井眼軌跡參數(shù)，造斜井段長度合理控制，降低鉆井工程定向作業(yè)費用。

5、優(yōu)化鉆井液設計，降低了鉆井液的米成本。通過合理優(yōu)化鉆井液用量、配方及處理劑加量以及對體系密度等方面額優(yōu)化，對99口井進行了優(yōu)化，綜合米成本下降11.84元。共節(jié)約了鉆井液費用302.1萬元。

6、通過合理控制鉆井液密度， 使新井日產達到較高水平。2016年棗1508斷塊實施新井11口，新井目前產量280噸，全年產油量2.2萬噸，實現(xiàn)東關潛山安山巖油藏當年探明、當年設計、當年開發(fā)、當年貢獻。

參考文獻：

1.韓玉平;張啟;秦慶龍;;關于石油鉆井工程質量的分析及其防漏堵漏工藝的探究[J];石化技術;2019年12期

2.馮才立;吳開云;陳小龍;雷剛;;關于石油鉆井工程質量的分析及其防漏堵漏工藝的探究[J];化工設計通訊;2017年08期

大港油田第三采油廠，河北省，061035