海上油氣田低效井側(cè)鉆技術(shù)研究

寧 凱

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300457）

現(xiàn)階段，大部分海上油氣田的年產(chǎn)油量都在不斷減少，每年的減少率為8%～10%，并且穩(wěn)產(chǎn)壓力較大，同時(shí)海上平臺(tái)的使用時(shí)間有限，就必須從低效井入手，以增大油氣田的采收率。導(dǎo)致低效井的數(shù)量增加的原因有很多，主要就是調(diào)整井的作業(yè)面受到了很大的限制，常見的有：槽口有限、鉆機(jī)緊張以及作業(yè)成本大等，這些因素很大程度地影響了海上油氣田的開發(fā)效率，使得海上油氣田無法高效地開發(fā)，所以導(dǎo)致海上油氣田的低效井越來越多。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，此海上油氣田低效井的數(shù)量已達(dá)到了200多口，必須對低效井的整治給予高度重視。另外，導(dǎo)致此海上油氣田低效井?dāng)?shù)量增加的原因還有長期注水、工程影響、儲(chǔ)層物性低以及其他地質(zhì)因素等。為高效整治低效井，在此選用了老井側(cè)鉆技術(shù)，就是運(yùn)用原來的井筒和地面設(shè)施，先對原來的井筒展開開窗，然后對地下油層展開橫向水平鉆進(jìn)，從而有效挖掘出剩余的油氣，增大油氣田的采收率。因?yàn)楹Ｉ嫌蜌馓飩?cè)鉆技術(shù)會(huì)受油藏布井、鉆完井和成本的影響，所以沒有在低效井中廣泛運(yùn)用，于是就選用了低成本的老井眼側(cè)鉆技術(shù)，通過挖掘老井的剩余油氣，來提高油氣田的采收率，并增大油氣井的使用時(shí)間，使油氣田的經(jīng)濟(jì)效益更佳。

1 海上油氣田低效井側(cè)鉆技術(shù)的選取

海上油氣田低效井側(cè)鉆的形式主要有兩個(gè)：側(cè)鉆定向井和側(cè)鉆水平井。對于側(cè)鉆定向井來說，其利用變密度射孔、選擇性射孔以及合適的方式防砂，以使注水的前緣整體推進(jìn)。對于側(cè)鉆水平井來說，其利用領(lǐng)眼探路來側(cè)鉆水平井，主要開采的是沒有動(dòng)用以及動(dòng)用較少的油氣層。在實(shí)際當(dāng)中，需要通過對剩余油氣的分布狀況，來決定采用的側(cè)鉆技術(shù)，常見的油氣田低效井側(cè)鉆技術(shù)有4個(gè)：層間剩余油氣挖潛側(cè)鉆技術(shù)、層頂部剩余油氣挖潛側(cè)鉆技術(shù)、平面剩余油氣挖潛側(cè)鉆技術(shù)以及井間剩余油氣挖潛側(cè)鉆技術(shù)。

1.1 層間剩余油氣挖潛側(cè)鉆技術(shù)

因?yàn)楹Ｉ嫌蜌馓锏膶娱g具有非均質(zhì)性，所以當(dāng)水淹的時(shí)候，受層間物性影響，使得水淹的情況均不同。對于物性好的油氣層來說，其水淹程度較大；對于物性差的油氣層來說，其水淹程度較低。要想有效整治高含水井，可利用測井定量解釋，找出層間差異的未波、剩余油氣聚集區(qū)，然后對定向井采用選擇性射孔以及側(cè)鉆水平井。

1.2 層頂部剩余油氣挖潛側(cè)鉆技術(shù)

因?yàn)轫嵚沙练e以及重力的影響，使得注入水極其容易沿著下部突進(jìn)，從而導(dǎo)致下部水洗情況非常嚴(yán)重，而上部水洗情況非常輕。當(dāng)油氣層的底部水淹情況非常嚴(yán)重時(shí)，剩余油氣就會(huì)富集在頂部。對于底水厚油層來說，可以直接側(cè)鉆水平井到油層的底部進(jìn)行挖潛。

1.3 平面剩余油氣挖潛側(cè)鉆技術(shù)

因?yàn)槠矫娣浅Ｈ菀资艿降蜐B透、井網(wǎng)不完善以及邊角等因素的影響，從而導(dǎo)致島狀的水淹以及連片等情況發(fā)生，使得剩余油氣的分布非常復(fù)雜，大部分為零星片狀，所以可選擇階梯式井眼、波浪式井眼以及平面“S”形井眼對定向井和水平井實(shí)施挖潛。

1.4 井間剩余油氣挖潛側(cè)鉆技術(shù)

井間剩余油氣主要發(fā)生在縱向不均的多油層當(dāng)中，因?yàn)榫途膲毫^為平衡，所以導(dǎo)致油氣不容易流動(dòng)，從而產(chǎn)生剩余油氣的富集區(qū)。另外，井間經(jīng)常存在未鉆的小型砂體，所以造成油氣不能被開采，進(jìn)而產(chǎn)生剩余油氣富集區(qū)。要想高效采收井間的剩余油氣，需要利用側(cè)鉆水平井挖潛。在選擇海上油氣田低效井側(cè)鉆技術(shù)時(shí)，需要結(jié)合油藏情況和剩余油分布狀況，從而得到開發(fā)井網(wǎng)的部署以及長期計(jì)劃，以極大程度地采收油氣田，增大油氣田的采收率。

2 陸地油氣田老井側(cè)鉆技術(shù)

老井側(cè)鉆技術(shù)屬于增大采收率最為有效的一個(gè)方法，所以老井側(cè)鉆技術(shù)被廣泛用于我國的陸地油氣田中，并具有一套完整的工藝流程與工具體系，主要為：井眼軌跡設(shè)計(jì)、套管開窗、地質(zhì)導(dǎo)向和完井防砂。在陸地油氣田老井側(cè)鉆技術(shù)當(dāng)中，主要就是水平井，側(cè)鉆的長度通常小于500m，側(cè)鉆的部位距儲(chǔ)層都較近，大部分井型呈中短半徑，并且運(yùn)用的是小井眼側(cè)鉆形式，完井的方式也非常多。陸地油田側(cè)鉆井的成本會(huì)占到新井的40%，通常單井的日產(chǎn)量較低，其壽命大概為5a。經(jīng)過調(diào)查可知，我國陸地油氣田每年老井側(cè)鉆大概為150多口，并且效果良好。

3 海上油氣田低效井側(cè)鉆技術(shù)的主要實(shí)施方案

因?yàn)榈托Ь畟?cè)鉆技術(shù)被廣泛用于陸地油氣田當(dāng)中，并得到了良好的成效，所以又將低效井側(cè)鉆技術(shù)用于海上油氣田中，不過海上油氣田的低效井剩余油氣辨別難度要顯著大于陸地油氣田，其特征主要體現(xiàn)在如下3點(diǎn)：①海上油氣田的單平臺(tái)井較少，井距較大，所以對砂體的分布辨別較難。②因?yàn)楹Ｉ嫌蜌馓镏饕\(yùn)用的是多層合采，所以層間的干擾程度較大，使得油水關(guān)系非常復(fù)雜，從而對剩余油氣的辨別非常困難。③因?yàn)楹Ｉ嫌蜌馓镞\(yùn)用的是分段防砂形式，并且防砂段的小層較多，所以各個(gè)小層的產(chǎn)量以及吸量就很難得到。要想高效開發(fā)海上油氣田，就必須采用合理的老井側(cè)鉆技術(shù)以及實(shí)施方案，利用側(cè)鉆定向井來準(zhǔn)確得到剩余油氣的分布情況，然后多次側(cè)鉆定向井以及水平井，從而達(dá)到采收率與經(jīng)濟(jì)效益最大化。

3.1 海上油氣田低效井側(cè)鉆實(shí)施方案

海上油氣田低效井的剩余油氣分布狀況可通過長半徑、中半徑以及短半徑側(cè)鉆得到。其中，長半徑為：曲率半徑大于286m、狗腿度小于6°/30m；中半徑為：曲率半徑在85～286m、狗腿度為（6°-20°）/30m； 短半徑為：曲率半徑在12～85m、狗腿度為（20°- 140°）/30m。在實(shí)際作業(yè)當(dāng)中，為了避免靶前位移，減少鉆機(jī)的負(fù)荷，確保鉆井實(shí)施良好，完井靈活，最好運(yùn)用（6°-10°）/30m的中半徑定向井與水平井的低效井側(cè)鉆技術(shù)。通常側(cè)鉆中半徑水平井與定向井具有很多的優(yōu)勢，主要為：①通過老井側(cè)鉆，不僅周期少、節(jié)約材料、速度快，而且成本很低。②井眼較小、井段較短，所以對鉆井機(jī)的要求較少。③地層較為穩(wěn)定，作業(yè)較為安全，能夠防止井下事故產(chǎn)生。④靶前位移和地層變化少，增大了靶點(diǎn)的準(zhǔn)確性，能夠在小斷塊油藏中得到較大的水平段，并且油氣層的命中率較大。⑤因?yàn)樵煨本伪容^小，造斜點(diǎn)距油層的垂向距離較短，這樣電泵就能在造斜點(diǎn)上的井段實(shí)施開采。

側(cè)鉆中半徑水平井以及定向井時(shí)也存在著很多的問題，主要包括：造斜率大、造斜段短、井眼曲率大、管柱下入難、小井眼層的防砂困難，必須采用有效的方法，使作業(yè)順利完成。經(jīng)過對鉆完井技術(shù)和設(shè)備的不斷研究可知，9-5/8in套管開窗能鉆8-1/2in及以下的井眼；7in套管開窗能鉆6in、5-7/8in以及4-3/4in的井眼。在此以7in套管開窗為研究對象，研究了海上油氣田側(cè)鉆小井眼的完井方式以及技術(shù)方案。對于套管射孔+優(yōu)質(zhì)篩管簡易防砂的完井方式來說，其技術(shù)方案為：如果是6.0/5.875in的井眼，則應(yīng)下入4.5in套管+2.875in優(yōu)質(zhì)篩管；如果是6.0/5.875in的井眼擴(kuò)眼到7in，則應(yīng)下入5in套管+3.5/2.875in的優(yōu)質(zhì)篩管；如果是6.0/5.875in的井眼擴(kuò)眼到7.5in，則應(yīng)下入5.5in套管+4/3.5/2.875in優(yōu)質(zhì)篩管。此技術(shù)非常成熟，比較適合用于定向井與水平井，此完井方式的優(yōu)點(diǎn)就是操作簡單，井眼和管柱的尺寸較為靈活，其不足就是固井的質(zhì)量無法保證。對于套管射孔+礫石充填防砂的完井方式來說，其技術(shù)方案為：如果是6.0in的井眼擴(kuò)眼到7.0in，則應(yīng)下入5.0in套管+2.875in篩管礫石充填；如果是6in的井眼擴(kuò)眼到7.5in，則應(yīng)下入5.5in套管+2.875in篩管礫石充填，此技術(shù)非常可行，其優(yōu)點(diǎn)就是礫石充填防砂的效果強(qiáng)，其不足就是篩管的尺寸會(huì)受限制。對于裸眼完井的完井方式來說，其技術(shù)方案為：不固井、不充填，只利用裸眼封隔器封隔油水和泥巖，此技術(shù)比較成熟，其優(yōu)點(diǎn)就是操作簡單，井眼和管柱的尺寸較為靈活，其不足就是無法層間封隔。對于裸眼完井不充填的完井方式來說，此技術(shù)也較為成熟，其優(yōu)點(diǎn)是上部分固井可以良好封隔泥巖，其缺點(diǎn)是防砂效果弱。對于裸眼完井的完井方式來說，如果7.0in套管開窗側(cè)鉆以后不固井，則直接下入礫石充填防砂管柱；如果是7.0in頂部封隔器+盲管+管外封隔器+篩管+浮鞋，則先坐封頂部封隔器和管外封隔器，然后利用底層礫石充填，此技術(shù)較為成熟，其優(yōu)點(diǎn)就是防砂效果強(qiáng)，其缺點(diǎn)就是封隔效果差。對于裸眼完井7.0in套管側(cè)鉆6.0in井眼的完井方式來說，應(yīng)下防砂固井一體的設(shè)施，下層充填、上層固井，此技術(shù)非?？尚?，優(yōu)點(diǎn)就是防砂效果強(qiáng)、封隔性好、周期短。

3.2 修井機(jī)側(cè)鉆能力的分析

在低效井側(cè)鉆技術(shù)當(dāng)中，最常用的設(shè)備就是修井機(jī)，能夠有效減少對資源的依靠程度。雖然海上修井機(jī)的井架能夠充分滿足載荷要求，但是運(yùn)用修井機(jī)在開窗側(cè)鉆過程當(dāng)中，鉆井的深度不等于修井的深度，由此需要對修井機(jī)側(cè)鉆的能力展開分析。在此對鉆8.5in以及6.0in井眼展開研究，對修井機(jī)側(cè)鉆能力實(shí)施分析，經(jīng)過深入的分析能夠發(fā)現(xiàn)，海上油氣田修井機(jī)能夠充分達(dá)到側(cè)鉆技術(shù)的需要。

3.3 成本測算與分析

從實(shí)際情況可知，側(cè)鉆點(diǎn)的深為1 500m，6in井眼側(cè)鉆為600m，井段為水平井，鉆井的周期共8.5d，鉆井的費(fèi)用共950萬元。因?yàn)椴捎玫氖抢暇畟?cè)鉆技術(shù)，所以可通過如下的方法來減少成本、增大效率：①船舶和直升機(jī)均與油礦共享，這樣就能節(jié)省100萬的運(yùn)輸費(fèi)與燃料費(fèi)。②錄井資料和設(shè)備從簡，這樣就能節(jié)省10萬的費(fèi)用。③簡化測井資料的要求，這樣就能節(jié)省50萬的費(fèi)用。④井口和套管的服務(wù)讓井隊(duì)實(shí)施，這樣就能節(jié)省10萬的費(fèi)用。⑤利用模塊化的固井設(shè)施，這樣就能節(jié)省30萬的費(fèi)用。⑥其他應(yīng)當(dāng)采用特殊的合同，就能節(jié)省100萬的費(fèi)用。這樣鉆井的總費(fèi)用就能保持為650萬元，再加上棄井與完井的費(fèi)用，單井總成本大概為1 100萬。如果以每桶油價(jià)55美元、匯率6.1、操作費(fèi)用80萬元/a，稅費(fèi)30%來算，如果單井的日產(chǎn)量按照20m3/d，則年收入共為996.6萬元，這樣兩年就能收回成本。由此可見，運(yùn)用低效井側(cè)鉆中半徑井眼技術(shù)以及上述的管理方法，能夠有效減少鉆井的成本，提高效率。

4 結(jié)束語

海上油氣田低效井的數(shù)量越來越多，必須對低效井采取處理，但是低效井的處理成本高、產(chǎn)能低，所以高效解決低效井是現(xiàn)階段海上油氣田開發(fā)的主要問題之一。要想有效解決低效井問題，只能借助低成本的側(cè)鉆技術(shù)，通過開采老油氣田的剩余油氣，來增大油氣田的采收率。因?yàn)槔暇畟?cè)鉆技術(shù)已經(jīng)在陸地油氣田中得到了良好的效果及作用，所以將此技術(shù)用在海上油氣田當(dāng)中也能取得良好的成效，應(yīng)用前景非常可觀。同時(shí)海上油氣田低效井的研究應(yīng)當(dāng)注重其周圍，以采用適當(dāng)?shù)呐洚a(chǎn)和周期預(yù)測，顯著增大老井剩余油氣的采收率。在實(shí)際當(dāng)中，應(yīng)依據(jù)海上油氣田的實(shí)際情況，采取適當(dāng)?shù)睦暇畟?cè)鉆技術(shù)，并設(shè)計(jì)良好的井身結(jié)構(gòu)與完井方式，保證側(cè)鉆成功完成。在鉆完井技術(shù)當(dāng)中，最為關(guān)鍵的就是管柱下入狀況，應(yīng)當(dāng)采用合理的側(cè)鉆井眼曲率、鉆井技術(shù)、小井眼完井器材、技術(shù)以及工具，從而控制成本，顯著提升海上油氣田低效井的采收率。