天然氣開發(fā)中水平井地質(zhì)設(shè)計(jì)研究

譚文文

（中國石油化工股份有限公司東北油氣分公司，吉林長春 130062)

天然氣開發(fā)中水平井地質(zhì)設(shè)計(jì)研究

譚文文

（中國石油化工股份有限公司東北油氣分公司，吉林長春 130062)

近幾年，水平井越來越多的應(yīng)用在天然氣開發(fā)中。對(duì)水平井開發(fā)工藝技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究，并結(jié)合實(shí)際工作中水平井地質(zhì)設(shè)計(jì)，分析各種軌跡類型的適用性。水平井有多種軌跡設(shè)計(jì)方法，以八屋氣田營城組氣藏的開發(fā)過程中的幾個(gè)實(shí)例為研究對(duì)象。在實(shí)際的工作中，可以根據(jù)氣田的不同地質(zhì)條件，具體情況具體分析，優(yōu)化水平井軌跡設(shè)計(jì)。

天然氣；水平井；八屋氣田營城組；地質(zhì)設(shè)計(jì)研究

天然氣作為我國的一項(xiàng)重要資源，它的開發(fā)應(yīng)用得到了國家和政府的重視。我國天然氣資源豐富，關(guān)鍵是如何開發(fā)這些資源，形成經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)我國能源行業(yè)的發(fā)展。20世紀(jì)80年代中期以來，水平井技術(shù)在世界范圍內(nèi)取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展，為提高勘探效果，提高單井產(chǎn)量和油層采收率，開辟了一條新的途徑，給石油工業(yè)的發(fā)展帶來了新的革命。近年來，水平井越來越多地應(yīng)用在天然氣開發(fā)中，在梨樹斷陷八屋氣田營城組氣藏開發(fā)過程中，通過實(shí)踐證實(shí)水平井在低滲致密薄儲(chǔ)層的開發(fā)中有較大優(yōu)勢，水平井的設(shè)計(jì)方案在開發(fā)中顯得尤為重要。

1 影響水平井設(shè)計(jì)的因素

1.1 氣藏類型

氣藏類型是氣田開發(fā)設(shè)計(jì)的依據(jù)，也是水平井設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，不同的氣藏類型，儲(chǔ)層性質(zhì)、流體性質(zhì)、氣藏埋深、構(gòu)造特征等都不同，在水平井的設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮這些因素。

在梨樹斷陷開發(fā)過程中，明確八屋氣田營城組氣藏為構(gòu)造-巖性藏，斷層分隔氣藏，儲(chǔ)層物性控制富集程度，在水平井設(shè)計(jì)的過程中，要充分考慮斷塊的寬度、砂體展布、儲(chǔ)層物性等因素，優(yōu)選砂體連續(xù)、儲(chǔ)層物性較好的區(qū)域部署水平井。例如：根據(jù)八屋氣田營城組氣藏的儲(chǔ)層物性等因素確定水平段長度，在500～700m為宜，見圖1。

圖1 水平段長度與單位長度產(chǎn)能增長量關(guān)系圖

1.2 氣層特征

在水平井設(shè)計(jì)的過程中，根據(jù)氣層的特征進(jìn)行井軌跡的設(shè)計(jì)，氣層的厚度、連續(xù)性、物性等直接影響水平井的軌跡設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)需要具體情況具體分析。八屋氣田營城組氣藏為低滲致密儲(chǔ)層，且為薄砂體疊置儲(chǔ)層，砂體薄且砂體變化快，在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)氣層展布特征進(jìn)行軌跡設(shè)計(jì)。

2 水平井軌跡的設(shè)計(jì)

2.1 水平井鉆井方向的確定

水平井鉆井方向的選取是在確定氣層范圍后，以最高效的方式開發(fā)氣田為基礎(chǔ)。首先確定砂體的展布方向，根據(jù)砂體確定水平井方向，如投產(chǎn)需壓裂改造，水平井方向應(yīng)與水平最大主應(yīng)力方向垂直為最佳；在實(shí)際工作中，多受地質(zhì)條件限制不能與水平最大主應(yīng)力方向垂直，則盡可能的選取夾角較大的方向。

八屋氣田營城組水平最大主應(yīng)力方向?yàn)楸睎|-西南向，氣藏被南北向的斷層切割為多個(gè)南北向的斷塊；八屋氣田營城組的水平井在設(shè)計(jì)的過程中首先受氣藏形態(tài)的影響，水平段主要為南北向，考慮到后期壓裂投產(chǎn)效果，在水平段方向的設(shè)計(jì)上主要為北西-東南向，盡可能選取較大夾角方向。

2.2 水平井軌跡設(shè)計(jì)的選擇

根據(jù)地質(zhì)條件設(shè)計(jì)水平井的軌跡，最大限度地提高儲(chǔ)層鉆遇率。八屋氣田營城組氣藏氣層較薄，單氣層儲(chǔ)量不達(dá)經(jīng)濟(jì)界限，需多氣層同時(shí)開發(fā)，在水平井軌跡的設(shè)計(jì)過程中，沿氣層水平井已不適用，在實(shí)際工作中均采用穿層水平井進(jìn)行開發(fā)。根據(jù)不同的地質(zhì)特征，有以下幾種設(shè)計(jì)方法：

2.2.1 單斜穿層水平井

在地層傾角較小，儲(chǔ)層較?。?～5m），砂體連續(xù)性較好，泥巖隔層較薄的情況下，可選擇單斜穿層水平井（見圖2），儲(chǔ)層鉆遇率基本等同于該儲(chǔ)集層的砂地比。

圖2 穿層水平井軌跡示意圖

2.2.2 U型水平井

在地層傾角較大的情況下，根據(jù)儲(chǔ)層的分布特征，可利用地層傾角設(shè)計(jì)U型水平井（見圖3），采用較大的井斜角橫穿地層，可鉆遇2次儲(chǔ)層，提高儲(chǔ)層鉆遇率。

圖3 U型水平井軌跡示意圖

2.2.3 導(dǎo)眼側(cè)鉆合一水平井

此類水平（見圖4）井為U型水平井的變換，該井先較

小角度鉆穿目的層，利用地層傾角，再大角度鉆回地層。在考慮經(jīng)濟(jì)成本及施工周期的情況下，可以省去導(dǎo)眼井的鉆井周期，從而節(jié)省進(jìn)尺投資。

2.2.4 階梯水平井

在儲(chǔ)層較薄，砂體變化較快，但發(fā)育2～3套儲(chǔ)層的情況下，可部署階梯水平井（見圖5），提高儲(chǔ)層鉆遇率。設(shè)計(jì)時(shí)在上部儲(chǔ)層穩(wěn)斜鉆進(jìn)，進(jìn)泥巖層后，快速降斜鉆穿泥巖，在下部儲(chǔ)層內(nèi)增斜后穩(wěn)斜鉆進(jìn)。

圖5 階梯水平井軌跡示意圖

3 結(jié)論

針對(duì)八屋氣田營城組氣藏的低孔低滲致密薄儲(chǔ)層，如何經(jīng)濟(jì)高效的開采在開發(fā)工作中顯得尤為重要。從目前八屋氣田開發(fā)的實(shí)例中分析，水平井在經(jīng)濟(jì)效益方面優(yōu)于直井。穿層水平井在致密薄儲(chǔ)層的開發(fā)中，能更多的動(dòng)用儲(chǔ)量，通過壓裂工藝的配合能提高單井的初期產(chǎn)能，減緩產(chǎn)量的遞減，最終達(dá)到提高氣田采收率的目標(biāo)。穿層水平井有多種軌跡設(shè)計(jì)方法，文中提到的只是在八屋氣田營城組氣藏的開發(fā)過程中的幾個(gè)實(shí)例。在實(shí)際的工作中，可以根據(jù)氣田的不同地質(zhì)條件具體情況具體分析，優(yōu)化水平井軌跡設(shè)計(jì)。

[1] 竇宏恩.油田開發(fā)中水平井主要參數(shù)設(shè)計(jì)方法[J].特種油氣藏，2012，（06）.

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[4] 王覺民，金曉輝.水平井優(yōu)化設(shè)計(jì)中油藏地質(zhì)因素的分析[J].西安石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1997，12（5）：19-22.

Study on Horizontal Well Geological Design in Natural Gas Development

Tan Wen-wen

In recent years，more and more horizontal wells have been used in natural gas development.In this paper，the application of horizontal well development technology is studied，combined with the horizontal well geological design in practical work，and the applicability of various trajectory types is analyzed.Horizontal wells have a variety of trajectory design methods，the article mentioned only in the eight gas field Yingcheng group gas reservoir development process in several examples.In the actual work，according to the different geological conditions of gas fields，the specific circumstances of specific analysis，optimize the horizontal well trajectory design.

natural gas；horizontal well；eight gas field Yingcheng group；geological design research

TE355.6

A

1003–6490（2017）11–0221–02

2017–09–21

譚文文（1985—），女，河北廊坊人，工程師，主要從事天然氣開發(fā)地質(zhì)工作。