江蘇油田聯(lián)38塊高效開發(fā)技術(shù)集成*

謝鑫 付成林 丁少華 金晶 徐浩（中石化江蘇油田分公司石油工程技術(shù)研究院）

*基金項(xiàng)目：中石化江蘇油田分公司科研項(xiàng)目“難動(dòng)用儲(chǔ)量開發(fā)關(guān)鍵工藝技術(shù)研究應(yīng)用”部分研究內(nèi)容（JS20020）。

由于國際油價(jià)不斷下降，江蘇油田面臨很大的成本壓力。但是隨著鉆井井深逐年增加、原材料價(jià)格上漲、定額上調(diào)等因素影響，鉆井綜合成本卻逐年上升。如何降低鉆井工程成本，已成為油氣田勘探開發(fā)的重要課題。針對(duì)江蘇油田這種“低滲、低產(chǎn)”油氣藏的開發(fā)，如果用常規(guī)的開發(fā)技術(shù)，由于鉆井成本占勘探開發(fā)總成本的60%以上，單位成本（每桶原油成本）高，在市場上沒有競爭能力。因此，如何降低鉆井成本是油田面臨的一大難題。2020年江蘇油田在聯(lián)38塊開展致密油藏的開發(fā)，探索難動(dòng)用儲(chǔ)量的低成本開發(fā)方法。

1 聯(lián)38塊目前存在問題

聯(lián)38塊地層可鉆性差，地層巖性復(fù)雜，鉆井周期不穩(wěn)定，最慢的聯(lián)38-1井達(dá)70天，最快的聯(lián)38-4井為30天；井身結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一直采用三開井身結(jié)構(gòu)，技術(shù)套管下深超過1000m。同時(shí)電測遇阻和劃眼等井壁失穩(wěn)問題時(shí)有發(fā)生。聯(lián)38塊處于基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)，環(huán)保要求高，征地難度大，征地成本高，這些都導(dǎo)致鉆井投資很高。

2 高效開發(fā)集成技術(shù)

針對(duì)聯(lián)38塊目前存在問題，采用井工廠模式和整體優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)、優(yōu)選個(gè)性化PDC鉆頭和長壽命等壁厚螺桿+高壓噴射、復(fù)雜井眼軌跡降摩減阻以及環(huán)保淀粉基鉆井液體系等系列技術(shù)，形成了低成本開發(fā)的集成技術(shù)。

2.1 井工廠模式和整體優(yōu)化技術(shù)

為節(jié)約土地，減少征地，聯(lián)38塊5口井采用叢式井組開發(fā)方式，采用1個(gè)井組施工，套用聯(lián)38-11的老井場，設(shè)計(jì)軌跡由北向南多穿儲(chǔ)層，節(jié)約永久征地7.5畝。

叢式井組軌跡整體設(shè)計(jì)中，按照“當(dāng)井口位置在靶點(diǎn)坐標(biāo)一側(cè)時(shí)，大門向著靶點(diǎn)方向則先鉆造斜點(diǎn)深的井，后鉆造斜點(diǎn)淺的井；大門方向背著靶點(diǎn)方向則先鉆造斜點(diǎn)淺的井，后鉆造斜點(diǎn)深的井。當(dāng)井口位置在靶點(diǎn)中間時(shí)，軌跡不交叉，按順序依次施工即可”的原則，優(yōu)化造斜點(diǎn)深度，避免叢式井組之間的憋腿防碰[1]。

2.2 井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)

聯(lián)38塊已鉆井結(jié)構(gòu)為：一開?425mm鉆頭鉆至80m左右，下入?339.7mm套管；二開?311.1mm鉆頭鉆至1800m左右，下入?244.5mm套管；三開?215.9mm鉆頭，下入?139.7mm套管。雖然二開技術(shù)套管在不斷優(yōu)化，由最初的1800m，減少至600m左右，但是該套井身結(jié)構(gòu)依然存在套管層次復(fù)雜，大尺寸井眼過長，近1000m左右，導(dǎo)致鉆井周期長，鉆井投資高等問題。針對(duì)降低投資和安全鉆井的需要，分析研究聯(lián)38塊孔隙壓力和地層破裂壓力，表明該地區(qū)為正常壓力體系，沒有工程必封點(diǎn)；并且已鉆井的復(fù)雜主要為電測遇阻和劃眼等，表明地層井眼穩(wěn)定性較好。因此將三開減少為二開，省去技術(shù)套管，將井身結(jié)構(gòu)簡化為：一開?311.1mm鉆頭鉆至400m左右，下入?244.5mm套管；二開?215.9mm鉆頭鉆進(jìn)，下入?139.7mm套管。簡化后的井身結(jié)構(gòu)減少了大井眼井段600m，減少一個(gè)開次的完井作業(yè)，節(jié)約鉆井周期2.5天。

2.3 利用地層可鉆性和實(shí)鉆分析優(yōu)選鉆頭，采用激進(jìn)鉆井參數(shù)

采用聲波時(shí)差原理，分析聯(lián)38塊可鉆性在4.5左右，優(yōu)選個(gè)性化PDC鉆頭+等壁厚螺桿+高壓噴射鉆井技術(shù)提高鉆井速度[2-3]。

在易縮徑的三垛組使用?218mm PDC新型鉆頭S8556DRT，配合等壁厚螺桿，采用36L/s的大排量，聯(lián)38-7井一趟鉆一只鉆頭鉆至2579m，進(jìn)尺2154m，平均機(jī)械鉆速達(dá)22.13m/h。聯(lián)38區(qū)塊已鉆井同井段最快鉆速為聯(lián)38-6井，采用M194G1DR鉆頭，機(jī)械鉆速為19.65m/h，采用新型鉆頭后，鉆速提高13%，比該區(qū)塊平均鉆速10.38m/h，提高120%。鄰近區(qū)塊同井段最快鉆速為聯(lián)11-6井，采用M194G2D鉆頭，機(jī)械鉆速為的13.64m/h，采用新型鉆頭后，鉆速提高70%，上部地層PDC鉆頭使用情況見表1。

表1 上部地層PDC鉆頭使用情況

在下部井段，使用PDC鉆頭S8556DRT鉆進(jìn)，聯(lián)38-9、聯(lián)38-10、聯(lián)38-11井實(shí)鉆平均機(jī)械鉆速達(dá)到9m/h，較聯(lián)38區(qū)塊已鉆井同井段最快鉆速聯(lián)38-6井的10.17m/h，基本持平；比聯(lián)38塊平均鉆速5.38m/h，提高67%。較鄰近區(qū)塊聯(lián)11塊井同井段最快鉆速聯(lián)11-6井的5.8m/h，提高62%，下部地層新型PDC鉆頭使用情況見表2。

表2 下部地層新型PDC鉆頭使用情況

2.4 復(fù)雜井眼軌跡減阻降摩技術(shù)

井身剖面設(shè)計(jì)采用“直-增-穩(wěn)”或“直-增-穩(wěn)-增-穩(wěn)”的結(jié)構(gòu)，造斜率由常規(guī)的8°/100m，降為6°/100m~7°/100m。鉆具組合上采用有利于定向和減少托壓的5刀翼的短刀翼鉆頭，簡化鉆具組合，配合使用水力振蕩器，緩解扭方位井段和大位移井的拖壓，提高鉆速[4-6]。

因地面條件限制，聯(lián)38-7井二開在井深2579~3100m左右井段扭方位30°，聯(lián)38-8井在2349~2705m扭方位井段近40°。聯(lián)38-7井采用常規(guī)鉆具組合，托壓嚴(yán)重，工具面控制差，鉆速慢。聯(lián)38-8井采用短刀PDC（FL1653JH），簡化鉆具組合，有效解決了托壓問題，鉆速提高至7.45m/h，相比聯(lián)38-7同井段提高90%，比聯(lián)38塊該井段平均機(jī)械鉆速提高40%[7-8]。

2.5 環(huán)保淀粉基鉆井液技術(shù)

在三垛組以上地層采用聚合物潤滑防塌鉆井液，在戴南組地層采用抗高溫淀粉基聚胺潤滑鉆井液。

淀粉基聚胺潤滑鉆井液使用FSL120，高溫高壓濾失量小于10mL。現(xiàn)場鉆井液抗高溫降濾失性能、抗高溫穩(wěn)定性良好，現(xiàn)場軟泥巖地層包被抑制成型，易垮塌的戴南組未出現(xiàn)明顯剝落掉塊，成功解決戴南組深部硬脆性泥巖垮塌和長裸眼潤滑防卡問題。在聯(lián)38塊使用后，井下復(fù)雜率為零，電測一次成功。

采用多元抑制封堵儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)，該技術(shù)由抗高溫淀粉FSL-120+超低滲透處理劑LXJ-1復(fù)配組成，F(xiàn)SL-120在井壁形成滲透率極低的屏蔽帶，LXJ-1在井壁形成低滲透可變形膠束，協(xié)同作用，阻緩濾液及有害固相進(jìn)入儲(chǔ)層。實(shí)驗(yàn)表明滲透率恢復(fù)值高達(dá)80%以上。聯(lián)38-7和聯(lián)38-8井分別成功發(fā)現(xiàn)29.9m和44.8m油層[9-10]。

2.6 合作開發(fā)模式

分解鉆井施工工序和各工序的時(shí)效，細(xì)化經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)已鉆井，倒逼指標(biāo)優(yōu)化。去除復(fù)雜時(shí)效后，預(yù)測機(jī)械鉆速由7.5m/h提高至9.42m/h，純鉆時(shí)效由44%提高至47%，預(yù)測總周期較定額減少23%。進(jìn)而與其他公司協(xié)商合作開發(fā)，計(jì)劃投資和鉆井公司成本之差的50%由施工方承擔(dān)，在投產(chǎn)見效后，采用分成方式補(bǔ)足，進(jìn)一步降低鉆井投資。

3 經(jīng)濟(jì)效果分析

1）井工廠模式比傳統(tǒng)的布井模式相比，可節(jié)約土地使用，按單井臨時(shí)征地1畝計(jì)算。5口井采用井工廠模式，5口井可采用1個(gè)井場施工，節(jié)約臨時(shí)征地80%。采用整體優(yōu)化技術(shù)，相比常規(guī)設(shè)計(jì)技術(shù)，可減少叢式井組間直井段防碰風(fēng)險(xiǎn)，減少滑動(dòng)鉆進(jìn)調(diào)整軌跡井段，節(jié)約鉆井周期。

2）聯(lián)38塊在應(yīng)用集成優(yōu)化開發(fā)技術(shù)后，實(shí)鉆全井平均機(jī)械鉆速最低為9.79m/h，最高為16m/h，平均機(jī)械鉆速為12.9m/h，比技術(shù)應(yīng)用前提高70%。節(jié)約鉆井周期41天，按鉆機(jī)日費(fèi)10萬元計(jì)算，節(jié)約投資410萬元。節(jié)約永久征地7.5畝，按畝40萬計(jì)算，節(jié)約征地費(fèi)用300萬元。5口井采用1個(gè)井場，單井鉆前投資按50.7萬元計(jì)算，節(jié)約鉆前投資203萬元。合計(jì)累計(jì)節(jié)約鉆井投資913萬元。

3）預(yù)測總周期較定額減少41天，按照40鉆機(jī)定額計(jì)算，累計(jì)節(jié)約柴油100t，減小了氮氧化物排放6.28t，減少二氧化硫排放0.4t。

4 結(jié)論與建議

經(jīng)過聯(lián)38塊的開發(fā)探索，已基本形成東部老油田高效開發(fā)技術(shù)體系。

1）設(shè)計(jì)優(yōu)化降本方面：采用叢式井組模式，整體優(yōu)化井組軌跡，可節(jié)約征地，減少因防碰需要而調(diào)整軌跡的井段；控制三開、優(yōu)化下深，可減少1個(gè)開次的完井作業(yè)節(jié)約投資；采用低造斜率，增加穩(wěn)斜段比例，可減少滑動(dòng)鉆進(jìn)井段，增加復(fù)合鉆進(jìn)井段。

2）提速方面：采用高壓噴射技術(shù)，優(yōu)選鉆頭，配合等壁厚螺桿、水力振蕩器、旋沖螺桿等降低摩阻及提高破巖效率，提高機(jī)械鉆速，提高鉆井周期。

3）鉆井液方面：采用適用性廣的抗高溫淀粉基鉆井液和多元抑制封堵的儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)，提高井壁穩(wěn)定性，減少泥漿有害廢棄物的排放。

4）生產(chǎn)組織方面：采用合作開發(fā)的模式，和其他公司風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、合作共贏、降低工程造價(jià)。