井挖潛杏南開發(fā)區(qū)厚油層頂部剩余油

1、利用超短半徑側(cè)鉆水平井挖潛杏南開發(fā)區(qū)厚油層頂部剩余油傅志明 大慶油田勘探開發(fā)研究院 黑龍江大慶 063600摘要：高含水后期，杏南開發(fā)區(qū)的主要挖潛對象逐漸由厚油層內(nèi)部向薄差油層及厚油層頂部轉(zhuǎn)變。在杏南開發(fā)區(qū)主力厚油層的頂部，還存在420×104t水聚驅(qū)均難以對其進行有效動用的剩余地質(zhì)儲量。而超短半徑徑向水平鉆完井技術(shù)由于具有轉(zhuǎn)彎半徑小、入靶準(zhǔn)確、施工簡單等優(yōu)點，是很好的厚油層頂部剩余油挖潛手段。該技術(shù)適合于控制含油面積相對較小、油層相對較厚的區(qū)塊，尤其是對由于側(cè)積夾層遮擋而使得水、聚驅(qū)均無法讓其進行有效動用的油層。不過因其水平井段較短的技術(shù)短板制約了剩余油挖潛效果及剩余油采出程度，需

2、要進一步開展水平水力噴射工具及水平機械鉆進工具的研制，對應(yīng)不同剩余油的地質(zhì)特點，采用不同的挖潛手段，開發(fā)出系列挖潛工具并形成相應(yīng)的配套挖潛技術(shù)。關(guān)鍵詞：挖潛 超短半徑 鉆井 噴射 高含水后期，杏南開發(fā)區(qū)的主要挖潛對象逐漸由厚油層內(nèi)部向薄差油層及厚油層頂部轉(zhuǎn)變。薄差油層多數(shù)發(fā)育不連續(xù)，物性差，井段長，產(chǎn)油低，直井開采經(jīng)濟效益較差。近年來多學(xué)科油藏研究成果及油田生產(chǎn)實踐表明，水平井是厚油層頂部剩余油挖潛的有效手段。然而水平井技術(shù)因受其轉(zhuǎn)彎半徑過大、斜井段過長及成本過高的限制，并不適宜大面積推廣應(yīng)用。超短半徑徑向水平鉆完井技術(shù)是介于側(cè)斜修井與水平鉆井之間的技術(shù)，可作為水平井的補充技術(shù)，既具有水平井的

3、功能，又具有比水平井更明顯的優(yōu)勢，其具有轉(zhuǎn)彎半徑小、入靶準(zhǔn)確等優(yōu)點，又由于其鉆井成本低，操作簡單，容易實施，是油田老井改造、油藏挖潛和穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的有效手段1-2。1側(cè)鉆水平井區(qū)地質(zhì)特征及剩余油分布1.1地質(zhì)特征處于構(gòu)造部位高點，受斷層遮擋，相對獨立水平井設(shè)計目的層為葡I31單元，屬分流平原相的高彎度曲流型分流河道沉積，平面上不同曲流帶的側(cè)向擺動和砂體間的相互連接，形成大面積連片分布的厚砂體。設(shè)計井位位于單斜構(gòu)造的高部位，廢棄河道和斷層組合成一個相對封閉的井區(qū)。單元間及單元內(nèi)隔層、夾層發(fā)育側(cè)鉆水平井區(qū)隔層比較發(fā)育，與上下單元間切割較弱，隔層保存完好；層內(nèi)薄夾層也比較發(fā)育（表3），平均每個砂層都至少

4、發(fā)育兩個薄夾層，從點壩砂體內(nèi)部薄夾層資料統(tǒng)計來看，分布較密，自下向上夾層密度逐漸增加，垂向間隔為1.9m，水平間隔為22.527.7m，夾層傾角是5.7°。表1 曲流點壩砂體內(nèi)部夾層發(fā)育狀況表沉 積 單 元夾 層夾層個數(shù)/砂層個數(shù)夾層厚度/砂層厚度夾層數(shù)(個)夾層厚度(m)側(cè)鉆水平井區(qū)葡31單元368.12.120.1416 層內(nèi)非均質(zhì)性強，滲透率級差大從基礎(chǔ)井網(wǎng)滲透率分布看，總體上在100-400毫達西范圍內(nèi)，點壩體內(nèi)河道多屬于正韻律沉積，其中上部滲透率低，一般分布在100-200 毫達西范圍內(nèi)，下部滲透率高，一般在400-600毫達西范圍內(nèi),最大滲透率1000毫達西以上，最小不到

5、50毫達西，層內(nèi)滲透率級差大。1.2剩余儲量及分布根據(jù)取芯井資料，在杏南開發(fā)區(qū)，由于驅(qū)油效率存在差異，導(dǎo)致在同一單油層內(nèi)部存在剩余油。其中動用狀況較差的低、未水淹厚度主要分布在厚油層頂部及層內(nèi)變差部位，由于側(cè)積薄夾層影響造成的，在杏南開發(fā)區(qū)主力厚油層的頂部，還存在420×104t水聚驅(qū)均難以對其進行有效動用的剩余地質(zhì)儲量，分布于葡I31、葡I32及葡I33a三個油層中。2超短半徑鉆完井工藝技術(shù)簡介超短半徑徑向水平鉆完井工藝技術(shù)是世紀(jì)年代快速發(fā)展并日臻完善的一項綜合性配套技術(shù)3，目前已成為比較成熟、有效的剩余油挖潛技術(shù)。利用該技術(shù)鉆取水平井段，可作為增產(chǎn)、增注措施的一種。與單一壓裂、酸

6、化、注水、注蒸汽、鉆調(diào)整井等傳統(tǒng)措施技術(shù)相比，這種挖潛技術(shù)更具有明顯的效果優(yōu)勢。2.1技術(shù)原理其機理是利用萬向節(jié)原理制造柔性鉆具，該鉆具以3.2m的曲率半徑即可實現(xiàn)90°轉(zhuǎn)彎。在實際應(yīng)用中，造斜段弧長達到5.0m、水平位移達到3.3m時即可進入到目的油層的靶點位置。然后通過靶點沿斜井段水平井眼軌跡繼續(xù)鉆進，即可到達水平井段的目標(biāo)靶點4。2.2鉆進過程斜井段造斜造斜時把造斜鉆頭體固定在導(dǎo)向管前端，柔性鉆桿安裝在導(dǎo)向管內(nèi)，柔性鉆桿傳遞扭力并提供鉆壓驅(qū)動鉆頭轉(zhuǎn)動前進。造斜管柱沿套管開窗口斜向進入地層，造斜角度由導(dǎo)向管割縫寬度和鉆壓進行控制。造斜段完成后，井斜角度即可達到90°，造

7、斜鉆進完成后提出井內(nèi)造斜工具。水平井段鉆進水平鉆進時的工具組合是由改造后的三牙輪鉆頭、水平鉆頭體、導(dǎo)向管、柔性鉆桿等組成，其特點是在水平鉆進的同時，導(dǎo)向管同步跟進，通過導(dǎo)向管可在水平鉆進時對前進的方向進行控制和調(diào)整。同時，導(dǎo)向管對其內(nèi)部的柔性鉆桿起保護作用、對所鉆孔道起支撐作用，保持所鉆孔道暢通。3鉆井工程設(shè)計側(cè)鉆水平井是在老井井深1028.07處開始側(cè)鉆。造斜段5.08m，水平段18.14m，完鉆井深1051.29m，采用防砂篩管完井。完井管柱為：導(dǎo)斜器+防砂篩管（外徑94mm，內(nèi)徑72mm）+封隔器+油管，在割縫防砂篩管尾管位置坐封后完井，封隔器坐封深度：1025.5m，防砂篩管下深102

8、6.5m1051.2m（圖1、表2）。圖1 水平井段完井示意圖表2 水平井井深結(jié)構(gòu)參數(shù)表造斜點深完鉆垂深完鉆斜深入靶點垂深入靶點斜深入靶點處井斜角造斜段長度水平段長度mmmmm度mm1028.071029.821051.291031.181033.1594.35.0818.144現(xiàn)場實施超短半徑徑向水平鉆完井試驗現(xiàn)場施工分為定方位及井深、錨定導(dǎo)斜器、套管開窗、造斜鉆進、水力噴射、水平鉆進等六個關(guān)鍵工序，完井方式為防砂篩管完井。同時，在井段造斜、水力噴射、水平鉆進時同步開展巖屑錄井，通過同步采集砂樣并進行熒光分析，判斷施工情況是否與方案設(shè)計吻合。4.1錨定導(dǎo)斜器通過錨定導(dǎo)斜器，固定開窗方向和深度

9、；下導(dǎo)斜器工具組合：導(dǎo)斜器+定向接頭+73mm油管；施工時用陀螺定位儀和磁性定位器測試方位和校對深度，然后用水泥車將導(dǎo)斜器打壓座封。導(dǎo)斜器上端井深為1028.07m，方向為真方位48.36°。4.2套管開窗開窗所用鉆具組合為：120mm銑錐+73mm鉆桿短節(jié)+73mm鉆桿+方鉆桿，鉆壓為03kN，轉(zhuǎn)盤速度為60r/min，循環(huán)排量為480L/min。施工前在井口安裝旋轉(zhuǎn)密封器，施工時先正循環(huán)沖洗、后反循環(huán)開窗。進尺1.0m后完成開窗，此時窗口斜深1029.07m，在洗出所有的鐵屑及巖屑后起出鉆具。4.3造斜鉆進造斜所用鉆具組合為：118mm鉆頭+鉆頭體+柔性鉆桿+軟硬變扣+短鉆桿+7

10、3mm鉆桿，鉆壓為0.24.5kN，轉(zhuǎn)盤速度為3060r/min，循環(huán)排量為480L/min。施工前加裝井口密封器，在管柱下至斜深1028.07m時，校正指重表，重新定位，確保造斜鉆具與導(dǎo)斜器完全重合、方位與實測方位重合。為使鉆頭仰角與設(shè)計造斜率18.4°/m同步，采用反循環(huán)鉆進方式。當(dāng)鉆至井深1033.15m時，到達預(yù)定靶點。繼續(xù)鉆進0.5m，完成斜井段造斜。造斜后，循環(huán)一小時以返出全部巖屑，然后起鉆。下入多點測斜儀測量井底井斜為94.3°，與設(shè)計一致。為防止地層坍塌，在造斜段內(nèi)1027.10m-1033.10m處下入導(dǎo)向彎管并打壓坐封。4.4水力噴射水力噴射采用高壓噴射

11、破巖機理進行水平井段施工，噴射過程中所產(chǎn)生的巖屑隨循環(huán)液返出地面。施工時，泵壓最高達到40MPa，排量1.0m³/min，鉆壓8t。由于泥巖夾層相對致密，在無進尺的情況下采取加砂噴射，利用高射速的壓裂砂撞擊巖層，在產(chǎn)生了20cm的有效進尺后又無進尺。查明噴嘴水眼已被壓裂砂沖蝕，噴嘴壓力達不到巖石破裂門限壓力，噴射失敗。4.5水平鉆進水平鉆進采用鉆具組合為：118mm鉆頭+鉆頭體總成+柔性鉆桿（外接導(dǎo)向管）+軟硬變扣+短鉆桿+73mm鉆桿。鉆壓為3.04.0kN，轉(zhuǎn)盤速度：60r/min，循環(huán)排量：480L/min。為保證巖屑被完全洗出地面，采取反循環(huán)方式。同時，為防止鉆具漂移、保持軌

12、跡穩(wěn)定，采取緩慢進尺的鉆進方式。當(dāng)井深鉆至1033.7m時返出紫色泥巖巖屑，經(jīng)與地質(zhì)核對，該地層為泥巖蓋層。在1034.2m處返出的砂巖巖屑，熒光鑒定為含油砂巖，鉆具在泥巖蓋層被打穿后重新進入油層。隨后錄取的巖屑經(jīng)熒光鑒定也為含油砂巖，且含油豐度較高，直至斜深1051.29m處完鉆為止，返出砂巖均為含油砂巖。5效果分析試驗井目的層為葡I31 小層，砂巖厚度6.2m, 有效厚度5.2m，屬中、低水淹油層。本次試驗沿斜深1033.15m的入靶點鉆取了18.10m長的水平井段，該措施有效增強了流體的滲流能力。試驗后從2009年8月23日開始計產(chǎn)，截至2009年11月11日，計量81天產(chǎn)量，平均日增油

13、2.39t,平均含水下降了1.04個百分點，累計增油193.2t，產(chǎn)量增加明顯（表3）。表3 試驗前后數(shù)據(jù)對比表分 類試 驗 前試 驗 后差 值平 均累 計平 均累 計平 均累 計日產(chǎn)液（t）11.8955.823.961940.812.16985.0日產(chǎn)油（t）2.1170.14.49363.32.39193.2含 水（%）82.381.26-1.046結(jié)論杏南開發(fā)區(qū)主力厚油層頂部存在部分剩余地質(zhì)儲量，但因水聚驅(qū)均難以對其進行有效波及而成為剩余油挖潛的難點。 超短半徑徑向水平鉆完井工藝技術(shù)具有轉(zhuǎn)彎半徑小、入靶準(zhǔn)確、施工簡單的優(yōu)點，是目前有效的厚油層頂部剩余油挖潛手段之一。超短半徑徑向水平鉆完井工藝技術(shù)是以巖屑錄井及熒光分析作為鉆進導(dǎo)向的，該技術(shù)適合于控制含油面積相對較小、油層相對較厚的區(qū)塊，尤其是對由于側(cè)積夾層遮擋而使得水、聚驅(qū)均無法讓其進行有效動用的油層，使用該技術(shù)進行剩余油挖潛更具經(jīng)濟效益。超短半徑徑向水平鉆完井工藝技術(shù)因其水平井段較短（20m左右）的技術(shù)短板制約了剩余油挖潛效果及剩余油采出程度。因此，應(yīng)在短曲率半徑造斜技術(shù)的基礎(chǔ)上，進一步開展水平水力噴射工具及水平機械鉆進工具的研制，對應(yīng)不同剩余油的地質(zhì)特點，采用不同的挖潛手段，開發(fā)出系列挖潛工具并形成相應(yīng)的配套挖潛技術(shù)，以達到最大限度挖潛剩余油目的。參考文獻1