井眼軌跡優(yōu)化及鉆具組合設(shè)計技術(shù)

井眼軌跡優(yōu)化及鉆具組合設(shè)計技術(shù)

魚骨水平開采是一種提高厚井單井采收率的新技術(shù)。近年來,國內(nèi)渤海、長慶、大港和遼河等油田都分別進(jìn)行了魚骨狀水平分支井的現(xiàn)場試驗。勝利油田早在2000年就開展了分支井鉆井技術(shù)的研究與應(yīng)用,但是,魚骨狀水平分支井鉆井技術(shù)的研究與應(yīng)用還是空白。為進(jìn)一步豐富油氣藏開發(fā)手段,提高油氣藏的綜合開發(fā)效果,勝利油田成功設(shè)計施工了CB26B-ZP1魚骨狀水平分支井。1砂層組儲層物性CB26B-ZP1井位于埕島油田主體西部極淺海水域的埕北26區(qū)塊,水深10m左右,設(shè)計一個主井眼及4個分支井眼。該區(qū)館上段(1+2)砂層組中細(xì)砂含量為84.7%,粉砂含量14.8%,泥質(zhì)含量為0.5%,分選系數(shù)為1.38,粒度中值0.15,為曲流河正韻律沉積砂體,埋藏淺,巖石成巖作用弱,膠結(jié)疏松。儲層物性較好,館上段(1+2)砂層組平均孔隙度31.4%,平均滲透率3159×10-3μm2。CB26B-ZP1采用三開井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方案(井身結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)見表1),完井時在主井眼水平段中下入?158.0mm防砂篩管,分支井眼采用裸眼完井。2魚骨水平開采技術(shù)2.1設(shè)計技術(shù)2.1.1油層厚度不能太薄或過薄地層1)試驗井布井區(qū)儲層分布較穩(wěn)定,油砂體井控程度高;2)距油水邊界應(yīng)有一定距離;3)油層厚度不能太薄,應(yīng)大于6m;4)一定的單井控制地質(zhì)儲量,儲層描述清楚;5)在分支井眼長度都相等的情況下,對稱分支井在分支數(shù)超過4個(分支角度小于45°)后,其產(chǎn)量增加幅度明顯變緩,因此合適的分支數(shù)目應(yīng)在4個左右。2.1.2優(yōu)質(zhì)螺桿鉆具及高效能pdc鉆頭為了保證順利鉆進(jìn),在充分認(rèn)識地層特點、準(zhǔn)確預(yù)測造斜鉆具造斜能力的前提下,并在滿足快速側(cè)鉆、井眼軌跡控制以及主井眼中的鉆具或完井管柱下入時摩阻力適中的要求的同時,進(jìn)行了鉆井參數(shù)及鉆具組合的優(yōu)化設(shè)計,使鉆具不產(chǎn)生自鎖和彎曲;通過鉆具組合與完井管柱的剛性對比分析,保持導(dǎo)向鉆具的剛性大于完井管柱的剛性,以保證完井管柱順利下入主井眼,并采用優(yōu)質(zhì)螺桿鉆具及高效能的PDC鉆頭,確保順利鉆進(jìn)。主井眼水平段及各分支井段采用了導(dǎo)向鉆具組合為:?215.9mmP265MF-PDC鉆頭×0.35m+?172.0mm1.5°單彎螺桿×8.05m+?165.1mmRES電阻率短節(jié)×5.07m+?127.0mm無磁承壓鉆桿×9.25m+?165.1mmMWD×2.52m+?127.0mm鉆桿×60根+?127.0mm加重鉆桿×27根+?127.0mm鉆桿。2.2鉆技術(shù)2.2.1鉆進(jìn)方式對管砂篩管成功率的影響根據(jù)試驗井的完井方式,采用前進(jìn)式鉆進(jìn)。該鉆進(jìn)方式順利下入防砂篩管的成功率較高,后期完井相對主動;另外,還可最大限度地減小可能造成的井眼損失,取得最佳的開發(fā)效果。2.2.2次側(cè)鉆必須預(yù)應(yīng)力好懸空側(cè)鉆技術(shù)決定著魚骨狀水平分支井鉆井成敗。因此,無論是在松散還是在堅硬的地層,都要堅持按照懸空側(cè)鉆作業(yè)程序進(jìn)行主井眼的側(cè)鉆,以保證主井眼一次側(cè)鉆成功,側(cè)鉆后形成的新主井眼,保證每次下鉆到分支側(cè)鉆點后,鉆具要能依靠自身重力的作用,順利進(jìn)入主井眼而不是各分支井眼。2.2.3井眼軌跡調(diào)整試驗井采用勝利鉆井院研制的地質(zhì)導(dǎo)向儀器控制井眼軌跡,隨鉆測量自然伽馬、電阻率曲線,調(diào)整井眼軌跡,跟蹤油層,以有效提高對地層的判別精度和井眼軌跡的控制精度。2.3鉆井液和油層保護(hù)技術(shù)2.3.1密度s-4-2.2.2造斜段及水平段應(yīng)用比較成熟的“雙保型”天然高分子鉆井液體系進(jìn)行施工,其配方為:海水+0.2%~0.3%Na2CO3+6.0%~8.0%膨潤土+1.5%~2.0%NAT20+2.0%~3.0%NFA-25+1.0%~2.0%PGCS-1+0.2%~0.3%IND30+3.0%CaCO3。性能指標(biāo):密度≤1.10kg/L,馬氏漏斗粘度60~80s,塑性粘度15~20mPa·s,屈服值10~15Pa,動塑比0.5~0.8,濾失量≤3mL。實鉆過程中,綜合運(yùn)用固相控制技術(shù)、清除巖屑床技術(shù)、預(yù)防粘附卡鉆技術(shù)和井壁穩(wěn)定技術(shù)等來保證安全鉆進(jìn),確保施工順利。2.3.2鉆井液密度及井眼密度為了保護(hù)油氣層、保障完井管柱的順利下入,采用了無固相完井液體系,其配方為:過濾海水(過濾精度5μm)+0.3%NaOH+0.5%PAC+1.0%SR-1+0.3%KPAM+2%TV-1+3.0%~5.0%NaCOOH。性能指標(biāo):密度1.09kg/L、粘度120~130s、API濾失量17~18mL。完井液密度與鉆開油層時的鉆井液密度需相同,以有利于保持井眼穩(wěn)定。鉆進(jìn)過程中,每鉆完一個水平分支井眼就替入該類型的完井液,當(dāng)主井眼完成后,主井眼內(nèi)全部替入完井液。該完井液體系具有很強(qiáng)的抑制作用,可以有效減緩地層的水化膨脹,確保井眼安全,為主井眼篩管的順利下入提供條件。2.4mm管柱的管串結(jié)構(gòu)主井眼采用防砂篩管完井,各分支井眼采用裸眼完井方式。主井眼采用?158.0mm精密微孔濾砂管完井,完井原則是?244.5mm技術(shù)套管與?158.0mm完井管柱由封隔器分隔并懸掛完井,完井、防砂一體化,工藝簡便,節(jié)省投資,安全可靠。篩管串的結(jié)構(gòu)為:引鞋×0.2m+篩管×384.48m+盲管×9.26m+扶正器×0.35m+盲管×9.19m+懸掛器×1.15m。篩管下入井段:1386.00~1790.63m。3實際數(shù)據(jù)和應(yīng)用的效率3.1主井眼和史支眼進(jìn)尺量表CB26B-ZP1井井深1810m,包括水平段主井眼和4個分支井眼,主井眼進(jìn)尺402.97m,分支井眼進(jìn)尺515.71m,總進(jìn)尺918.68m。實鉆數(shù)據(jù)見表2。3.2潛油泵機(jī)采系統(tǒng)CB26B-ZP1魚骨狀水平分支井采用防砂篩管先期防砂完井工藝技術(shù),采用下電動潛油泵機(jī)采工藝,油井初期生產(chǎn)適當(dāng)控制生產(chǎn)參數(shù),采取電動潛油泵變頻控制穩(wěn)定生產(chǎn),生產(chǎn)初期采用?5mm油嘴生產(chǎn),油壓6MPa,生產(chǎn)穩(wěn)定,日產(chǎn)油達(dá)100t,為周圍油井的3.3倍,效果十分理想,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo),目前日產(chǎn)油穩(wěn)定在95t左右。4海淡魚狀水平整1)CB26B-ZP1井是勝利油田獨立完成的第一口魚骨狀水平分支井,也是中國石化在稠油油藏中鉆成的第一口真正意義上的魚骨狀水平分支井。2)CB26B-ZP1魚骨狀水平分支井在設(shè)計技術(shù)和懸空側(cè)鉆技術(shù)等方面取得了實質(zhì)性進(jìn)展,在配