T 型井深層鉆井成本簡化評估方法及應用

馬溢，倪益民，田崢，張強，左坤

(1.中海石油(中國)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518067;2.中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452)

0 引言

因T 型井有成本低、易實現多分支以增加油氣藏暴露面積、著陸段短、側鉆開窗套管損傷小等優點，目前在某些特殊油藏、井位條件下，有良好的適用性。T 型井技術在海上深部儲層應用時，因其相對較低的機械鉆速影響作業時效，加之海上鉆井日費較高，在一定程度上增加了鉆井作業成本。在此情況下，T 型井的成本就成為鉆井方案的重要決策因素。

文章討論的是在鉆井方案設計時，普通側鉆井和T 型井方案優選中的成本問題。目前海上油田T 型井應用較少，缺乏基礎參考資料，而深層T 型井還未得到應用，準確評價兩種鉆井類型的成本差異變得非常有挑戰。

20 世紀80 年代，美國公司開發了超短半徑水平井技術，采用高壓射流輔助破巖的方式進行徑向鉆進[1]。該技術在煤層氣開發中多有應用，也可以應用在魚骨刺徑向鉆井作業當中，因其單個分支進尺較少，鉆進方向無法控制，軌跡不可測量，鉆具回收等問題，應用場景受限。T 型鉆井是近期發展成熟的一種新型鉆井技術，依靠鉆桿與柔性短接構成的鉆具組合，及各種配套工具進行超短半徑水平井的鉆進。目前，T 型井主要應用于煤層氣[2-5]水平分支鉆井作業、部分應用于套管井的側鉆作業中。

筆者通過對常規海上鉆井作業費用構成、深層T 型井機械鉆速預測等進行研究，建立簡化評估T 型井深層鉆井費用的測算模型，并將其應用于海上一口側鉆井鉆井方案的對比中，實現了T 型井和常規側鉆井工期和費用的快速對比，有助于設計決策[1]。

1 T 型井的概念

T 型井，是一種超短半徑水平井，曲率半徑范圍為1.5～3.6 m，采用單根長度為0.15 m 的鉆桿與柔性短接相連構成的鉆具組合進行鉆進，通?？摄@多個分支以增加泄油面積。T 型井的井眼曲率半徑示意(與常規井對比)如圖1：

2 鉆井費用

常規海上鉆井作業的費用組成：作業準備、鉆井服務、鉆井器材、間接費用[6]4 大類。

圖1 T型井與普通井曲率對比示意圖

作業準備：包括井場調查費、鉆井平臺費、安全費用等，作業準備費用是鉆井成本中很重要的一部分；

鉆井服務費：包括鉆機服務、鉆井作業服務和租賃、支持服務等設備及人員的服務費用，這部分費用是鉆井作業費用的主要部分；

鉆井器材：包括鉆井工具和鉆井材料費用。

間接費用：包括保險費、稅費、管理費等。

2.1 T 型井和常規側鉆井的鉆井費用對比

費用對比關注鉆井作業期間產生的費用差別，主要體現在鉆井服務費和鉆井器材中[2]。其中，目前T 型井鉆井服務通常采用的是大包合同，其他部分費用和常規側鉆井對比，有以下幾點區別：

(1)鉆井服務費用(日費相關)：因鉆井工期不同產生的日費差別。海洋鉆井鉆機日費較高，該區別在兩種鉆井費用中體現最為明顯；

(2)鉆井器材費用：主要為節省的套管相關費用；

(3)鉆井服務費用(工具服務費)：節省的鉆井工具使用服務費用。

根據以上區別點，對于T 型井，需確定鉆井工期進行日費相關服務費的測算；對于常規側鉆井，需確定鉆井服務費用和鉆井器材費用，不屬于本文討論內容。

2.2 T 型井深層鉆井費用確定

從T 型井鉆井工藝流程、深層鉆井工期測算、費用測算幾個方面確定T 型井深層鉆井的費用。

2.2.1 T 型井鉆井工藝流程

T 型井工期的確定，按其主要作業流程進行核算。T 型井鉆井主要工藝流程如表1 所示。

表1 T型井鉆井工藝流程

2.2.2 T 型井深層鉆井工期確定

根據2.2.1 內容，T 型井深層鉆進時的工期主要需要確定于水平段鉆進的時間，取決于平均機械鉆速。其余項目為固定時間，或與井深相關上提下放鉆具時長，與常規鉆井工期確定方法無差別[3]。

在已有淺層T 型鉆井實鉆數據分析的基礎上，通過建立T型井機械鉆速預測模型進行深層水平段鉆進時間的測算。模型對基本鉆速模型進行了簡化，主要考慮了鉆壓、轉速對機械鉆速的影響，鉆速方程如下

式中：k 為常數系數；W 為鉆壓；N 為轉速；a 和λ 為指數系數。

根據該區域常規井機械鉆速、T 型井淺層實鉆機械數據，代入公式(1)，通過給定不同的a 值，即可獲得λ 的數值及T 型井深層鉆進的機械鉆速范圍。對于某油田，有實鉆數據如表2[4]。

表2 T型井和常規井鉆井參數

根據a 值和λ 值取值范圍，通過試算可以得到表3。

表3 T型井深層機械鉆速預測范圍

通過以上試算，可以獲得該區域內，T 型井深層鉆井的機械鉆速范圍為0.62～1.84 m /h，取平均值1.1 m/h。

2.2.3 T 型井深層鉆井費用測算

在以上研究的基礎上，建立了T 型井深層鉆井費用預算公式

式中：c1與T 型井大包合同無關的以日計費項目，主要為平臺鉆井服務費用(日費相關)，依據平臺相關費率確定；c2為大包合同相關費用；c3為與工期無關的以單井計費項目及其他項目，如：井口、鉆井液處理、支持服務等。

據此，可以求得T 型井深層鉆井的費用。其中，與工期無關的以單井計費項目與常規側鉆水平井區別不大，不計入費用比較內容中[5]。

3 設計應用案例

某油田設計一口套管側鉆井，有常規側鉆井和T 型井兩種方案供選，如表4 所示。

表4 1H井基礎數據表

設計方案如下：常規側鉆井進行9-5/8”套管側鉆，側鉆點選在2 000 m，鉆8-1/2”井眼至著陸點至4 300 m，下7”尾管固井，后鉆6”井眼500m，設計軌跡長共2 800 m；T 型井自3 500 m垂深處，側鉆5 個水平分支，每分支100m。

根據測算，得到工期費用。其中，費用數據以常規側鉆井為1，T 型井費用為對比常規側鉆井費用所得。

圖2 鉆井費用測算對比

由圖2 可以得到，在平臺鉆機日費較低的情況下，T 型井鉆井費用方面仍有優勢，可以作為實施考慮對象[6]。

4 結語

(1)T 型井有成本低、易實現多分支以增加油氣藏暴露面積、著陸段短、側鉆開窗套管損傷小等優點，特定情形下可代替常規套管側鉆，作為油田調整的一種有效手段；

(2)基于已鉆井資料，通過簡化的鉆速方程，可以預測深層T 型井機械鉆速范圍，為鉆井費用測算提供基礎；

(3)T 型井深層鉆井耗時較長，但費用方面仍有優勢，在海上深層鉆井中有應用前景。