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    海上同層側(cè)鉆井實(shí)施方案優(yōu)選方法

    2018-09-06 07:41:44吳占民王占領(lǐng)楊旭才
    鉆探工程 2018年7期
    關(guān)鍵詞:防砂開(kāi)窗管柱

    吳占民, 王占領(lǐng), 王 贊, 龔 明, 楊旭才

    (中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司,天津 300452)

    0 引言

    海上平臺(tái)槽口資源有限,受鉆機(jī)資源緊張以及作業(yè)成本高等因素的制約,老井側(cè)鉆成為調(diào)整井主要實(shí)施方式之一[1-2],渤海油田近幾年調(diào)整井中,側(cè)鉆井的比例已高達(dá)70%。設(shè)計(jì)方案中如何降低側(cè)鉆井的成本已成為專(zhuān)家關(guān)注的焦點(diǎn)。

    同層側(cè)鉆是指新靶點(diǎn)分布在老井眼的同一開(kāi)采層位,即老井眼軌跡上側(cè)鉆至新靶點(diǎn)的一種深層側(cè)鉆方式分套管開(kāi)窗側(cè)鉆和裸眼水泥塞側(cè)鉆,套管開(kāi)窗側(cè)鉆成功率高,但開(kāi)窗作業(yè)工期長(zhǎng),工具費(fèi)用高,側(cè)鉆后井眼尺寸小。裸眼水泥塞側(cè)鉆工藝操作簡(jiǎn)單,鉆井費(fèi)用相對(duì)較低[3],但棄井作業(yè)需要打撈防砂管柱,主要有以下難點(diǎn)[4-6]:(1)井斜角大,沖砂難度較大;(2)水平井由于造斜段的摩阻作用,井口的上提力無(wú)法有效地傳遞到井下水平段;(3)井口扭矩?zé)o法有效傳遞到井下水平段,打撈工藝的實(shí)施比較困難;(4)多次切割管柱后,由于管柱質(zhì)量小,判斷是否撈住“落魚(yú)”比較困難。

    渤海油田某平臺(tái)實(shí)施的2口裸眼水泥塞側(cè)鉆井,在棄井防砂管柱打撈過(guò)程中,采用同樣的工藝技術(shù),但工期相差很大。打撈防砂管柱的目的是為了在技術(shù)套管鞋下進(jìn)行裸眼側(cè)鉆,可以最大限度的利用老井眼,節(jié)約鉆井進(jìn)尺,進(jìn)而節(jié)約成本,但根據(jù)目前的作業(yè)情況,打撈工期存在較大的不確定性,設(shè)計(jì)階段無(wú)法直接判斷最為經(jīng)濟(jì)的側(cè)鉆方案,因此需要建立側(cè)鉆方案優(yōu)選方法,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過(guò)程的順利與否,進(jìn)一步優(yōu)選經(jīng)濟(jì)的側(cè)鉆方案。

    1 作業(yè)回顧

    海1H、海2H井為渤海油田某平臺(tái)2口生產(chǎn)井,由于受出砂影響低產(chǎn)低效,油藏研究地質(zhì)決定原井位同層水平井側(cè)鉆。套管程序:?609.6 mm隔水導(dǎo)管+?339.7 mm套管+?244.5 mm套管+?215.9 mm裸眼×TD,完井采用?177.8 mm優(yōu)質(zhì)篩管防砂。

    2口裸眼水泥塞側(cè)鉆井,棄井時(shí)需要回收生產(chǎn)管柱和裸眼段部分防砂管柱。海1H井回收頂部封隔器及裸眼段防砂管柱比較順利,棄井工期約8 d,海2H井回收頂部封隔器過(guò)程比較順利,但是在回收裸眼段防砂管柱時(shí),經(jīng)6次調(diào)整切割點(diǎn)位置,才成功回收第一段防砂管柱,回收防砂管柱共進(jìn)行了22趟起下鉆作業(yè),棄井工期約28 d。

    2口井為同一平臺(tái),同一年份投產(chǎn)的井,老井情況基本相似,海2H井回收防砂管柱困難情況是設(shè)計(jì)階段無(wú)法預(yù)知的,如何將設(shè)計(jì)階段無(wú)法預(yù)知的因素轉(zhuǎn)化為確定因素,對(duì)于選擇合理的作業(yè)方案至關(guān)重要。

    2 側(cè)鉆方案優(yōu)選方法

    2.1 方法概述

    由海1H和海2H井的作業(yè)情況可以看出,對(duì)于同層側(cè)鉆井,棄井工期的長(zhǎng)短決定了側(cè)鉆方式的合理性,若是棄井時(shí)打撈篩管管柱過(guò)程順利,進(jìn)行裸眼側(cè)鉆,成本較小;若是棄井時(shí)打撈篩管不順利,工期較長(zhǎng),海上作業(yè)綜合日費(fèi)高,盡管鉆井工期短,成本小,但是棄井成本較高,整個(gè)側(cè)鉆方案成本將會(huì)增加很多。雖然套管開(kāi)窗側(cè)鉆方案鉆井進(jìn)尺長(zhǎng),成本高,但是棄井工期短,費(fèi)用低。

    通常情況下,現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)以工程設(shè)計(jì)為依據(jù),對(duì)同層裸眼水泥塞側(cè)鉆,由于設(shè)計(jì)階段,打撈篩管工期往往無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷或預(yù)測(cè),因此設(shè)計(jì)方案不一定是最經(jīng)濟(jì)的。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的作業(yè)情況,當(dāng)不確定因素逐漸轉(zhuǎn)換為確定因素時(shí),此時(shí)需要準(zhǔn)確判斷設(shè)計(jì)方案是否為最優(yōu)方案,因此建立如下的決策流程圖(見(jiàn)圖1),根據(jù)實(shí)際情況,實(shí)時(shí)調(diào)整作業(yè)方案,尋求費(fèi)用最優(yōu)的側(cè)鉆方案。現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)調(diào)整作業(yè)方案對(duì)于作業(yè)過(guò)程中存在不確定因素的情況具有一定的適用性。

    圖1 側(cè)鉆方案決策圖

    2.2 關(guān)鍵參數(shù)的確定

    根據(jù)圖1的操作流程,需要確定經(jīng)濟(jì)工期和剩余工期長(zhǎng)短的判斷標(biāo)準(zhǔn),關(guān)于經(jīng)濟(jì)工期建立如下公式:

    Yamaguchi等[27]發(fā)現(xiàn),腺病毒E1A基因可顯著增強(qiáng)HDACI對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用,但正常卵巢組織細(xì)胞中并未觀察到這一現(xiàn)象。HDACI可下調(diào)卵巢癌細(xì)胞中的抗凋亡基因BCL-xL,同時(shí)上調(diào)促凋亡BH3-only蛋白家族中的BIM蛋白。而E1A通過(guò)上調(diào)Egr-1直接參與BIM蛋白反式激活,BIM在腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)進(jìn)一步增強(qiáng),起到協(xié)同促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡的作用。HDACI聯(lián)合E1A治療卵巢癌,為臨床提供了新的思路。

    RT1+F1=RT2+F2

    (1)

    式中:R——棄井作業(yè)綜合日費(fèi),萬(wàn)元/d;T1——裸眼側(cè)鉆方案棄井工期,d;F1——裸眼側(cè)鉆方案鉆完井費(fèi)用,萬(wàn)元;T2——套管開(kāi)窗側(cè)鉆方案棄井工期,d;F2——套管開(kāi)窗側(cè)鉆方案鉆完井費(fèi)用,萬(wàn)元。

    式(1)左邊為裸眼水泥塞側(cè)鉆方案費(fèi)用,右邊為套管開(kāi)窗側(cè)鉆方案費(fèi)用,經(jīng)轉(zhuǎn)換得到如下公式:

    T1=(F2-F1)/R+T2

    (2)

    根據(jù)R、T2、F1、F2的取值,可求得T1的取值,即裸眼水泥塞側(cè)鉆方案的棄井經(jīng)濟(jì)工期。

    當(dāng)棄井作業(yè)進(jìn)行至T1工期時(shí),若仍未滿(mǎn)足裸眼側(cè)鉆條件,則需要進(jìn)一步評(píng)價(jià)是繼續(xù)打撈篩管,還是注水泥塞轉(zhuǎn)為套管開(kāi)窗側(cè)鉆。建立如下公式:

    R(T1+T3)+F1=R(T1+T4)+F2

    (3)

    式中:T3——裸眼側(cè)鉆方案棄井經(jīng)濟(jì)臨界剩余工期,d;T4——注棄井水泥塞、候凝、探頂、試壓、刮管作業(yè)工期,d。

    式(3)左邊為棄井進(jìn)行至經(jīng)濟(jì)工期T1后,未到達(dá)裸眼水泥塞側(cè)鉆條件,繼續(xù)進(jìn)行裸眼水泥塞側(cè)鉆方案的總投資費(fèi)用,右邊為棄井進(jìn)行至經(jīng)濟(jì)工期T1后,轉(zhuǎn)換為套管開(kāi)窗側(cè)鉆方案的總投資費(fèi)用??紤]到棄井進(jìn)行至T1工期時(shí),若轉(zhuǎn)換為開(kāi)窗側(cè)鉆方案,棄井只需增加注棄井水泥塞、候凝、探頂、試壓、刮管作業(yè)工期,故此時(shí)棄井費(fèi)用為R(T1+T4)。式(3)經(jīng)轉(zhuǎn)換得到如下公式:

    T3=(F2-F1)/R+T4

    (4)

    雖然在施工作業(yè)前,裸眼同層側(cè)鉆方案的棄井工期存在較大的不確定性,但是隨著棄井作業(yè)進(jìn)行至T1時(shí),根據(jù)已進(jìn)行的打撈篩管情況,基本可以確定剩余棄井工期的取值,當(dāng)剩余棄井工期大于T3時(shí),則轉(zhuǎn)換為套管開(kāi)窗側(cè)鉆方案費(fèi)用更低,反之,當(dāng)剩余棄井工期小于T3時(shí),則繼續(xù)進(jìn)行裸眼水泥塞側(cè)鉆方案更為經(jīng)濟(jì)。

    以海1H和海2H井為例,2口井均采用修井機(jī)作業(yè),棄井期間綜合日費(fèi)約45萬(wàn)元/d,裸眼水泥塞側(cè)鉆方案鉆完井費(fèi)用約1211萬(wàn)元,套管開(kāi)窗方案棄井工期約4.5 d,鉆完井費(fèi)用約1740萬(wàn)元,代入式(2)得出裸眼水泥塞側(cè)鉆方案的棄井經(jīng)濟(jì)工期T1約為16.26 d;對(duì)于T4,約需要2 d工期,將以上參數(shù)代入式(4)可得到T3取值約13.76 d。

    2.3 影響因素分析

    通過(guò)式(1)~(4)可以看出,優(yōu)選作業(yè)方案需要確定的經(jīng)濟(jì)工期T1、經(jīng)濟(jì)剩余臨界工期T3與R、F1、F2、T2、T4等參數(shù)有關(guān)。對(duì)于棄井作業(yè)的綜合日費(fèi)R,主要影響因素是作業(yè)機(jī)具,即平臺(tái)鉆修機(jī)作業(yè)、鉆修機(jī)+支持平臺(tái)作業(yè)還是鉆井平臺(tái)作業(yè);對(duì)于裸眼側(cè)鉆方案鉆完井費(fèi)用F1,主要影響因素為作業(yè)機(jī)具,涉及到工期與綜合日費(fèi);對(duì)于套管開(kāi)窗側(cè)鉆方案棄井工期T2,主要影響因素為井內(nèi)管柱生產(chǎn)管柱類(lèi)型與井深;對(duì)于注棄井水泥塞、候凝、探頂、試壓、刮管作業(yè)工期T3,主要影響因素為井深??梢钥闯觯谧鳂I(yè)機(jī)具選定的條件下,以上參考均可以明確的得出。

    而對(duì)于套管開(kāi)窗側(cè)鉆方案鉆完井費(fèi)用F2,在鉆完井方案不同的情況下,變化較大。可供選擇的鉆完井方案如下[7-8]:

    方案一:?215.9 mm井眼鉆至著陸井深,下?177.8 mm尾管,固井,?152.4 mm井眼鉆至完鉆井深,裸眼完井,此方案為目前渤海常用方案,技術(shù)較為成熟,但費(fèi)用較高。

    方案二:?215.9 mm井眼鉆至完鉆井深,下?177.8 mm尾管,固井,套管射孔完井,此方案鉆井可一趟鉆完成,成本低,適用于水平段鉆遇大段泥巖及水淹情況嚴(yán)重的井,可避免防砂管柱在泥巖段遇卡的情況,同時(shí)可以避開(kāi)泥巖及水淹嚴(yán)重井段射孔,改善生產(chǎn)效果,但套管射孔完井的費(fèi)用比裸眼完井高。

    方案三:?215.9 mm井眼鉆至完鉆井深,非儲(chǔ)層段采用裸眼封隔器實(shí)現(xiàn)油水及泥巖封隔,儲(chǔ)層段采用優(yōu)質(zhì)篩管完井,此方案成本低,但是油水及泥巖封隔有效性無(wú)法評(píng)估。

    方案四:?215.9 mm井眼鉆至完鉆井深,防砂固井一體化,下層充填,上層固井,此方案作業(yè)時(shí)間短,上層固井對(duì)油水層或泥巖層封隔性好,成本低,但適用范圍相對(duì)小,需選擇匹配的地層。

    方案的選擇要充分考慮到地質(zhì)條件,并非費(fèi)用最低就一定是最優(yōu)方案。渤海油田有些井在投產(chǎn)僅兩年時(shí)間就出現(xiàn)側(cè)鉆需求,原因是原水平段鉆遇大段泥巖,防砂管柱未下到位,導(dǎo)致低效生產(chǎn)。另外,由于注水井的影響,部分生產(chǎn)井含水較高,也有側(cè)鉆的需求。盡管有些方案初次鉆完井費(fèi)用低,但是生產(chǎn)周期及后期側(cè)鉆的成本也當(dāng)考慮。

    以作業(yè)機(jī)具為例,若2口井采用鉆井平臺(tái)進(jìn)行棄井與鉆完井作業(yè)的方式,則棄井期間綜合日費(fèi)約85萬(wàn)/d,裸眼水泥塞側(cè)鉆方案鉆完井費(fèi)用約1420萬(wàn)元,套管開(kāi)窗方案棄井工期約4 d,鉆完井費(fèi)用約2050萬(wàn)元,代入式(2)得出裸眼水泥塞側(cè)鉆方案的棄井經(jīng)濟(jì)工期T1約為11.40 d;對(duì)于T4,約需要2 d工期,將以上參數(shù)代入式(4)可得到T3取值約9.40 d。

    3 結(jié)語(yǔ)

    (1)棄井工期的長(zhǎng)短是決定同層側(cè)鉆井經(jīng)濟(jì)側(cè)鉆方式的重要因素,跟蹤作業(yè)過(guò)程可以將設(shè)計(jì)階段無(wú)法預(yù)知的因素逐漸轉(zhuǎn)化為可以預(yù)知的因素,側(cè)鉆方案決策流程,可以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)是否改變側(cè)鉆方式。

    (2)不同的鉆完井方案對(duì)套管開(kāi)窗側(cè)鉆的經(jīng)濟(jì)工期影響較大,要結(jié)合實(shí)際的地層情況,首先推薦出最適合的方案,然后在此基礎(chǔ)上確定經(jīng)濟(jì)工期及經(jīng)濟(jì)臨界剩余工期,便于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)方案的調(diào)整。

    (3)由于海上作業(yè)日費(fèi)較高,現(xiàn)場(chǎng)階段臨時(shí)調(diào)整作業(yè)方案,需要等待工具上平臺(tái)的時(shí)間,會(huì)造成一定的費(fèi)用增加,若是打撈工藝能夠得到優(yōu)化,形成一套工期比較明確的方案,便于優(yōu)選出最優(yōu)方案,對(duì)于降低作業(yè)成本更有利。

    (4)防砂固井一體化等技術(shù)能夠降低套管開(kāi)窗側(cè)鉆費(fèi)用,但技術(shù)并不成熟,還需要進(jìn)一步進(jìn)行研究,以便于將來(lái)能在不同的地層中進(jìn)行應(yīng)用。

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