塔里木油田典型油氣藏水平井的開(kāi)發(fā)分析

李 猛 張烜瑋 金 敏/塔里木油田公司塔西南勘探開(kāi)發(fā)公司

塔里木油田典型油氣藏水平井的開(kāi)發(fā)分析

李 猛 張烜瑋 金 敏/塔里木油田公司塔西南勘探開(kāi)發(fā)公司

水平井應(yīng)用在塔里木油田中，能夠提高采油率，有著顯著的采油優(yōu)勢(shì)，目前得到了廣泛使用。文章主要介紹了水平井穿越多縫洞，刻畫(huà)油氣田，水平井技術(shù)及相關(guān)技術(shù)等。水平井技術(shù)的使用大大提高了塔里木油田的開(kāi)采量，得到了廣泛使用，和直井相比，優(yōu)勢(shì)顯著。

塔里木油田；典型油氣藏；水平井；開(kāi)發(fā)

時(shí)間到9月15日為止，相比較塔里木地區(qū)總開(kāi)發(fā)井?dāng)?shù)，塔里木油田塔中水平較高，高出70％。16井區(qū)比較適宜開(kāi)發(fā)，在25口生產(chǎn)井中，17口水平井能夠產(chǎn)出較高產(chǎn)量，達(dá)到424.67萬(wàn)噸，占總產(chǎn)量的84.6％，水平井產(chǎn)量是直井產(chǎn)量的3.8倍。塔里木盆地具有具有較深的油氣埋藏，埋藏深度處多達(dá)5000米～7000米、8000米,多是一些深井或者超深井。單井開(kāi)發(fā)投資金額高于1億元或者是2億多元，是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題，影響了塔里木油田公司的發(fā)展，不利于實(shí)現(xiàn)高效開(kāi)發(fā)。多種世界級(jí)難題的影響，增加井?dāng)?shù)，保障穩(wěn)定生產(chǎn)是一種不現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題；水平井能采集較多的油，儲(chǔ)層多，單井產(chǎn)量較高，確保塔里木油田處于穩(wěn)定的狀態(tài)，另外還能夠提高單井產(chǎn)量，轉(zhuǎn)變?cè)械摹吧倬咝А钡哪Ｊ?，形成一種 “稀井高產(chǎn)”的模式，這是轉(zhuǎn)變的必然。油氣田開(kāi)發(fā)對(duì)象越來(lái)越復(fù)雜,采用傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式,單井產(chǎn)量呈下降趨勢(shì),采用水平井技術(shù)后,與同區(qū)域直井相比，平均單井產(chǎn)量提高了3至4倍,使得水平井開(kāi)發(fā)成為轉(zhuǎn)變油田開(kāi)發(fā)方式、提高開(kāi)發(fā)效益的重要途徑[1]。

一、基于“經(jīng)脈理論”，水平井穿越多縫洞

塔中Ⅰ號(hào)坡折帶是我國(guó)第一個(gè)億噸級(jí)礁灘相油氣田，在2005年，塔中82井試采獲高產(chǎn)工業(yè)油氣流被發(fā)現(xiàn)。事實(shí)上，塔中Ⅰ號(hào)坡折帶含油和砂巖油藏整體含油是不相同的，碳酸鹽巖儲(chǔ)層深埋于地下6000米，是一種“羊肉串”狀的動(dòng)態(tài)發(fā)育。碳酸鹽巖儲(chǔ)存空間復(fù)雜而多變，基質(zhì)滲透率低非常低，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)非常困難，不利于實(shí)現(xiàn)單井上產(chǎn)的好景，花費(fèi)較高的鉆井成本。從實(shí)現(xiàn)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的效益出發(fā)，工作人員深入研究了地質(zhì)，掌握了碳酸鹽巖的孔洞裂縫性發(fā)育特點(diǎn)：溶洞和地下裂縫和人體經(jīng)脈具有相似之處，有主動(dòng)脈和支脈之分；“主動(dòng)脈”中多分布碳酸鹽巖，在“支脈”中的則是其余部分。這種形象能夠用 “經(jīng)脈理論”進(jìn)行解釋。自從今年年初到現(xiàn)在，塔中碳酸鹽巖的“五線刻油藏”終于被塔里木油田科研人員創(chuàng)新出來(lái)了，該理論基于油水邊界線和斷層線、地層線等，精確解釋油氣構(gòu)造、油氣藏等，仔細(xì)刻畫(huà)油氣藏邊界，熟悉碳酸鹽巖油氣藏。包括直井、斜井、水平井、低滲透壓井等等,根據(jù)不同的地形和地質(zhì)結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)不同的油井[2]。在 “經(jīng)脈理論”基礎(chǔ)上，串“羊肉串”的水平井開(kāi)發(fā)模式被塔里木油田創(chuàng)新使用，將多個(gè)縫洞單元穿越在同一個(gè)井眼中，保障泄油面積最大化，引導(dǎo)儲(chǔ)存在“經(jīng)脈”中的這些油氣，保障油氣的穩(wěn)定增產(chǎn)，這是解決問(wèn)題的根本。

二、水平井新技術(shù)的應(yīng)用

水平井在地下6000米以下，有著和面條一樣的鉆探形成，要求能夠精確鉆遇油層，而且穿行幾百米甚至上千米的作業(yè)，需要在油層中有利位置完成，要保持水平，困難非常大，如同在6000多米的地下做“穿針引線”的工作一樣。朱光亞院士有著“兩彈”元?jiǎng)追Q號(hào)，同時(shí)也是我國(guó)著名的科學(xué)家。一次，當(dāng)他聽(tīng)取塔里木油田水平井鉆井工作匯報(bào)后，發(fā)表了自己的看法：原本認(rèn)為從事航天工作是一件比上天還困難的事情，然而相比較從事石油鉆井“入地”作業(yè)也是一件十分困難的事情。塔中碳酸鹽巖的特性為 塌、黏、等。由于這宗特點(diǎn)，鉆遇目的層容易被疏忽，為避免這種情況的出現(xiàn)，技術(shù)人員運(yùn)用創(chuàng)新思路，避開(kāi)縫洞，改變過(guò)去的瞄準(zhǔn)儲(chǔ)層打井，形成貼著儲(chǔ)層打井，避免井漏等。在6000多米地下，進(jìn)行鉆井作業(yè)，難度大。準(zhǔn)確的地貼近儲(chǔ)層“頭皮”進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)更是相當(dāng)困難。在嘗試階段，在塔中水平井段，控壓鉆井技術(shù)得到了使用，是一種精密程度較高的技術(shù)，借助井底隨鉆測(cè)壓設(shè)備等手段，進(jìn)一步減少了井底壓力波動(dòng)，在很大程度上保障井底壓力具有較高的平穩(wěn)性，在多個(gè)縫洞體單元中成功實(shí)現(xiàn)了單個(gè)井眼鉆遇。到現(xiàn)在為止，在塔中地區(qū)，超過(guò)30口井使用了精細(xì)控壓鉆井技術(shù)，將窄窗口地層漏、噴、卡等復(fù)雜問(wèn)題給成功地解決，相比較之前的600米塔中水平井，其長(zhǎng)度由有所拓展，拓寬至1345米，水平井周期同比分別縮短25.9％，水平井試油周期減少了15.1％。近些見(jiàn)年來(lái)， 塔中地區(qū)比較關(guān)注精細(xì)控壓鉆井技術(shù)，這種技術(shù)是一個(gè)國(guó)家不斷攻克的重點(diǎn)。值得慶幸的可是，對(duì)水平井完井分段改造工具，確保實(shí)現(xiàn)過(guò)國(guó)產(chǎn)化，塔里木油田取得了突破性進(jìn)展。在2012年，在TZ26-H7井、中古105H井、和TZ26-H9井等自主化生產(chǎn)的的精確控壓技術(shù)取得了成功的井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。值得提到的是，在塔中26-H7井中， PCDS-Ⅰ精細(xì)控壓鉆井系統(tǒng)打破了紀(jì)錄，水平段日有了提高。

三、水平井一體化技術(shù)

塔中地區(qū)創(chuàng)造出大型酸化壓裂技術(shù)，這種技術(shù)能夠滿足塔中地質(zhì)特色的要求，借助壓裂溝通儲(chǔ)層，產(chǎn)生的人工裂縫具有多條橫切井筒，增大了滲流面積，形成了較高的單井產(chǎn)能，減少了漏油事故，對(duì)塔里木油田19口井中的127段進(jìn)行了改造，工藝效果十分突出。在進(jìn)行酸壓改造中，將古162-H2井分成6段，日產(chǎn)33.9噸產(chǎn)油、4.2794萬(wàn)立方米天然氣，深達(dá)7495米的酸壓深度，打破了酸壓施工井深的以往記錄。在多年探索的基礎(chǔ)上，在塔中地區(qū)，塔里木油田已形成了成，像 “控壓鉆井、伽馬導(dǎo)向、分段改造”就是優(yōu)化性的、重要的超深水平井設(shè)計(jì)，另外像完井及采油工藝、和鉆井地質(zhì)跟蹤等也是比較先進(jìn)的工藝，得到廣泛使用，提高了水平井鉆井技術(shù)水平，創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟(jì)效益。地質(zhì)理論不斷完善，工程技術(shù)也在逐步健全，塔中地區(qū)水平井的應(yīng)用中具有典型性，是一種主導(dǎo)開(kāi)發(fā)模式，能夠在塔中碳酸鹽巖地區(qū)尋找、建立和培養(yǎng)高產(chǎn)井。

四、相關(guān)鏈接-精細(xì)控壓鉆井技術(shù)

精細(xì)控壓鉆井技術(shù)英文簡(jiǎn)稱MPD，管理整個(gè)井筒壓力，是一種比較先進(jìn)的技術(shù)，為窄安全壓力窗口鉆井提供保障。鉆井安全壓力窗口不產(chǎn)生鉆井事故，穩(wěn)定性高，是鉆井壓力密度中中的一種。窄安全壓力窗口具有較小的壓耗。在窄安全壓力窗口中，塔中Ⅰ號(hào)坡折帶碳酸鹽巖儲(chǔ)層發(fā)育就是典型的例子，具有活躍的儲(chǔ)層油氣，高井控風(fēng)險(xiǎn)高。在精細(xì)鉆井作業(yè)全過(guò)程中，有兩種工藝是微流量監(jiān)測(cè)和井口精細(xì)控壓，能夠適應(yīng)敏感地帶的接近近平衡鉆進(jìn)或者是欠平衡鉆進(jìn)，減少井漏和溢流等事故的產(chǎn)生。為了精確控制井底壓力，在常規(guī)鉆井工藝基礎(chǔ)上，加入了一些先進(jìn)的特殊工藝和設(shè)備，形成了精細(xì)控壓鉆井技術(shù)。相比較常規(guī)鉆井技術(shù)，精細(xì)控壓鉆井技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不間斷的循環(huán)，可以自動(dòng)控制井口壓力，也能夠及時(shí)獲取井底壓力數(shù)據(jù)等。塔中精細(xì)控壓優(yōu)快鉆井技術(shù)系列日趨完善，并將會(huì)最終走向成熟，總的來(lái)看，鉆遇作業(yè)能夠在多個(gè)縫體單元中進(jìn)行，能實(shí)現(xiàn)單個(gè)井眼鉆遇目的。塔里木油田也在逐漸克服工程中的難點(diǎn)，強(qiáng)化攻關(guān)力度，確保控壓鉆井技術(shù)優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮，簡(jiǎn)化工藝流程，減少本土技術(shù)人員數(shù)量，保障控壓設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的實(shí)現(xiàn)，最大程度上減少成本投入。

五、結(jié)束語(yǔ)：

單純地使用直井進(jìn)行開(kāi)發(fā)效果并不理想,需采用與水平井相結(jié)合的部署方法[3]。水平井技術(shù)是高效的技術(shù)，能夠提升塔里木油田產(chǎn)量，相比較直井，水平井具有顯著的產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，能減少邊底水平推進(jìn)，使無(wú)水采油期較長(zhǎng)，具有顯著的原油采收率。塔里木油田廣泛采用了水平油井，無(wú)論是在新油田的開(kāi)發(fā)，還是老油田的綜合調(diào)整等，都起著十分重要的作用。

[1]張琴.高琰.馬麗濤.水平井開(kāi)發(fā)中的油藏工程技術(shù)要點(diǎn)研究[J].化工管理,2014,(24):126.

[2]婁明.淺析水平井分段壓裂投球滑套的研制與應(yīng)用[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2013,(02):106.

[3]敖海兵.王振宇.張?jiān)品?李俞鋒.程瀟逸.塔中奧陶系碳酸鹽巖油氣藏水平井開(kāi)發(fā)的研究與應(yīng)用[J].油氣藏評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā),2013,(01):36-39+54.