針對某油田鉆完井及采油工程設計的思路

肖建仁

(國家管網集團(福建)應急維修有限責任公司，福建 莆田 351254)

1 油田概況

某油田位于中國南海，屬于含油氣系統，所在海域水深約110 m。油田主要儲層下部為濱海潮坪沉積和三角洲前緣相沉積，上部為碳酸鹽巖臺地生物礁灰巖和淺海陸棚沉積。根據測井解釋結果，油田儲層總體物性較好，以中等孔隙度、中～高滲透率儲層為主。

2 鉆井思路設計

2.1 平臺數和平臺位置優選

本油田平臺數的確定需綜合考慮以下因素：油藏方案、工程方案及鉆井控制范圍、鉆井難度、后期潛力和油田經濟效益等因素[1]，最終確定1個平臺。

本油田平臺位置選擇原則主要兼顧鉆井總進尺和鉆井難度，同時在保證鉆井難度不增加的情況下盡量減少鉆井總進尺。

2.2 井槽排列及間距

油田新建平臺采用井槽排列方式為：4×4，井口間距為：2.0 m×2.2 m。共計16個井槽，預留3個以滿足后期鉆調整井的要求。

2.3 井壁穩定性

通過對油田井壁穩定性研究預測，得出如下認識：該油田孔隙壓力屬于正常壓力體系。在實際鉆井過程中井壁較為規則，垮塌不嚴重，控制好鉆井液密度及性能鉆井過程中井壁穩定性不會產生嚴重垮塌等復雜情況。油田已鉆探井安全泥漿密度窗口計算結果表明：下部井段直井坍塌壓力低，破裂壓力相對較高，鉆井安全泥漿密度窗口較大，有利于安全鉆進。

2.4 井深結構設計思路

設計原則[2]：1)有效保護儲層；2)平衡地層孔隙壓力、防止壓漏地層封住必封井段；3)能最大限度減少產生井漏、井噴、井塌、卡鉆等井下復雜情況；4)當實際地層壓力超過預測值使井出現溢流時，在一定范圍內，具有壓井處理溢流的能力。

可研階段采取以下技術手段進行井身結構設計：

1)充分分析探井套管下深情況，并以此垂深為參考；2)基于摩阻扭矩、水力學模擬、ECD校核結果。

2.5 鉆頭優選

對周邊開發的類似井深的油氣田鉆頭使用進行統計分析，17～1/2in井段常規水平井70 m/h(2015年)，大位移水平井40 m/h(2011年)，使用的115鋼齒牙輪鉆頭磨損較輕；12-1/4in井段常規水平井30 m/h(2013年)，大位移水平井25 m/h (2012年)，使用新速通ST和百施特MS系列M323鉆頭為主，磨損較輕；8-1/2in井段常規水平井20 m/h(2016年)，大位移水平井29 m/h(2011年)，使用新速通ST和百施特MS系列M323鉆頭為主，磨損較輕。

2.6 鉆井液體系推薦

根據地層巖性、井底溫度和壓力確定各井段鉆井液體系，以達到防塌、防漏、防水化膨脹、防卡及安全、快速鉆進和保護好油氣層、保護好環境的要求，在滿足這些要求的前提下盡量降低泥漿費用[3]。

各井段鉆井液體系是在分析油田探井和已鉆開發井鉆井液體系使用情況基礎上，參考專題研究《某油田儲層敏感性分析及鉆完井液體系優選》的結論，結合南海海域作業習慣進行推薦的。上部非儲層的鉆井液體系選擇以滿足安全、快速鉆進為出發點考慮，同時考慮成本因素，選擇滿足上述要求的情況下盡量降低鉆井綜合成本的鉆井液體系；打開儲層的鉆井液(鉆開液)體系選擇以滿足保護好儲層為主要出發點考慮，同時兼顧成本因素。

3 完井思路設計

3.1 設計基礎

油田儲層巖性主要為中—細粒長石石英砂巖，儲層礦物主要為伊利石和高嶺石，少量綠泥石。

油層分布在新近系珠江組和古近系珠海組，埋深屬于中淺～中深層，油藏包括底水油藏和邊水油藏。儲層巖性以砂巖、砂泥巖互層為主。

3.2 完井方式

所有開發井均為水平井，單層開發。根據油藏要求，完井期間應盡量減少對儲層的傷害，生產周期內沒有增產措施計劃。部分水平井為防止底水錐進，需要采取控水措施。

綜合考慮目前水平井完井工藝水平，為了提高水平油井產能、簡化完井工序、降低完井費用，推薦所有開發井均采用裸眼完井方式。

3.3 控水管柱設計

當前采用的被動式控水管柱包括：中心管、變密度篩管、ICD和分段篩管+控水中心管柱4種。各類管柱的特點分析如表1所示。

表1 被動式控水管柱類型與特點

ICD和分段篩管+控水中心管柱可對儲層分段控制，控水能力較強。為簡化管柱結構，縮短作業工期，并參考之前經驗做法，推薦采用ICD控水管柱。

控水管柱分段數、節流嘴配置方案等需要根據鉆后測井解釋成果再進一步細化。

3.4 生產管柱

本油田各生產井生產管柱設計要求如下[4]：

①本油田13口井全部采用水平井開發，投產初期即需要采用人工舉升方式進行生產。所有井均采用電潛泵生產管柱。②根據油藏監測要求，各井均下入泵工況儀，以滿足對井下溫度和壓力的監測。③根據海上油田安全生產要求，所有開發生產井需下入油管攜帶地面控制井下安全閥。④生產封隔器下深需考慮鋼絲作業需求。根據井眼軌跡設計方案，推薦不超過950m。⑤根據《采油工程》推薦，推薦采用5-1/2”-17lb/ft-1Cr80油管。⑥油管及井下工具需采用1Cr材質。

對于其它完井工具，強度要求高于油管，扣型和油管扣相同，上部工具的內徑大于下部工具的內徑；插入管柱內部工具要有30°～60°的倒角，其最大外徑要比防砂管柱最小內徑小。

3.5 完井液體系選擇

完井液體系根據周邊其它油田的使用情況、鉆完井液最新研究進展[5]和現場應用情況以及專題研究《某油田儲層敏感性分析及鉆完井液體系優選》的研究結論進行推薦：

油田采用水平井開發，水平井使用自破膠鉆開液，現階段推薦裸眼完井使用自破膠鉆開液新漿，篩管防砂井使用隱形酸完井液。

關于完井液體系配方及優選的具體內容可參考專題研究報告——《某油田儲層敏感性分析及鉆完井液體系優選》。

3.6 井口裝置和采油樹

井口裝置與采油樹的具體要求如下：

1)5000psi(34.475 MPa)整體采油樹井口，材質為BB級；2)雙翼；3)設置地面安全閥，可調油嘴；4)要求有電纜穿透孔道、井下安全閥控制管線通道；5)油管四通壓力等級及材質與采油樹保持一致。

4 采油思路設計

4.1 油管選擇

油管選擇原則[6, 7]:

a)在給定的地面工程條件下能滿足配產要求；b)減少流體的滑脫損失和摩阻損失，充分利用油氣井自身能量，維持較長的自噴生產期；c)綜合考慮開采方式等因素;d)從經濟及安全的角度選擇油管材質及壁厚，并考慮有利于施工作業。

根據油管下深和安全系數，對N80和J55校核計算，N80油管能滿足強度要求，J55均不滿足要求。

4.2 油井動態監測

為了準確分析油田生產動態，為油田開發的中后期的生產調整、增產挖潛、提高油田采收率打下良好基礎，油藏建議對油井實時監測，監測內容包括油藏溫度、壓力和電泵工況等[6,8]。

4.3 修井工藝

根據油藏工程對生產井的管理要求及各類井的完井管柱結構特點，并參考海上已開發油氣田的修井作業內容及頻率，其油井的作業內容主要包括檢泵、大修、常規打撈作業及其它小修作業等[9]。

4.4 采油工藝要點

1)油田油井采用5-1/2″油管；2)油田采用電潛泵開采，所有電潛泵采用“一對一”變頻器控制方式;3)全部生產井下入電潛泵工況監測系統。

5 結語

在鉆井設計思路中，從平臺數和平臺位置、井槽排列及間距、井壁穩定性、井深結構設計、鉆頭優選和鉆井液體系6個方面進行了考慮；在完井設計思路中，從完井方式、控水管柱設計、生產管柱、完井液體系選擇、井口裝置和采油樹5個方面進行考慮；在采油設計思路中，從油管選擇、油井動態監測、修井工藝和采油工藝要點4個方面進行了考慮。