羊三木南部油田井眼軌跡優(yōu)化研究

摘 要：羊三木南部油區(qū)內(nèi)井網(wǎng)密集，老井眾多，前期涉及老井120余口，井間防碰形勢(shì)嚴(yán)峻，必須進(jìn)行叢式井方案可行性研究，統(tǒng)籌考慮，整體布局。此外，在目前低油價(jià)形勢(shì)下，應(yīng)依托鉆井設(shè)計(jì)降本增效手段，實(shí)現(xiàn)該區(qū)低成本高效開(kāi)發(fā)。

關(guān)鍵詞：叢式井 綜合布井 井眼軌跡優(yōu)化 降本增效

1 工程概況及技術(shù)難點(diǎn)

研究方案目標(biāo)區(qū)位于羊三木油田南部油區(qū)，共計(jì)部署井位20口，其中水平井7口。計(jì)劃設(shè)計(jì)20個(gè)槽口按叢式井平臺(tái)實(shí)施，井口間距6m。研究區(qū)內(nèi)井網(wǎng)密集，老井眾多，前期涉及老井120余口，井間防碰形勢(shì)嚴(yán)峻，必須進(jìn)行叢式井方案可行性研究，統(tǒng)籌考慮，整體布局。此外，在目前低油價(jià)形勢(shì)下，應(yīng)依托鉆井設(shè)計(jì)降本增效手段，實(shí)現(xiàn)該區(qū)低成本高效開(kāi)發(fā)。

圖1羊三木油田南部井區(qū)全區(qū)井位圖

井眼軌跡優(yōu)選過(guò)程中主要存在以下難點(diǎn)：

（1） 研究區(qū)內(nèi)井網(wǎng)密集，老井眾多，涉及老井210余口，井間防碰形勢(shì)嚴(yán)峻；

（2）平臺(tái)槽口較多，且為單排一字排開(kāi)布置，亦無(wú)多余槽口位置可考慮，若有一個(gè)井位布置不合理，其余槽口可能需要全部重新優(yōu)化布置，工作量大，難度高，必須進(jìn)行叢式井方案可行性研究，統(tǒng)籌考慮，整體布局；

（3）地質(zhì)部署實(shí)施順序有要求：油藏邊部井位優(yōu)先，可側(cè)鉆調(diào)整實(shí)施； 水平井的鄰井優(yōu)先，為入窗提供依據(jù)；注水井要集中實(shí)施，便于后期的管理， 限制了井口優(yōu)選的可選空間，對(duì)叢式井方案井口布局，軌跡設(shè)計(jì)及防碰掃描提出了更高的要求。

2 井身軌跡的合理優(yōu)化原則

（1）相鄰井的造斜點(diǎn)上下錯(cuò)開(kāi)至少30米。中間井口用于位移小的井，造斜點(diǎn)較深。外圍井口用于位移較大的井，造斜點(diǎn)則淺。如果設(shè)計(jì)的最大井斜角超過(guò)采油工藝或常規(guī)測(cè)井的限制或要求，應(yīng)將造斜點(diǎn)提高或增加設(shè)計(jì)造斜率。

（2）為了加快鉆井速度，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，井眼軌道將盡可能采用三段制井身剖面，并盡量將水平井集中布置，但受水平井靶點(diǎn)方位走向限制，為保障安全防碰距離及最佳水平井軌跡設(shè)計(jì)，個(gè)別水平井井口位置需進(jìn)行單獨(dú)優(yōu)化。由于構(gòu)造上老井較多，且新井與新井也存在防碰，為了保證鉆井施工的安全性，避免發(fā)生碰撞，有的井需要采用五段制剖面或三維繞障軌道。盡量不采用三維繞障井眼，避免造成井眼復(fù)雜事故【1-2】。

（3）井眼軌道的設(shè)計(jì)根據(jù)地質(zhì)目標(biāo)參數(shù)對(duì)造斜點(diǎn)、造斜率、井斜角和防碰措施進(jìn)行優(yōu)化。為了降低鉆井施工難度，將常規(guī)井造斜率控制在2.4～3.0°/30m【3】，水平井使用中長(zhǎng)半徑造斜率，減少施工風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)各井位井底位移情況，盡量控制井斜角小于25°，有利于正常安全鉆井、固井質(zhì)量的保證、測(cè)井作業(yè)的順利、完井管柱的安全下入等。

（4）由于部分?jǐn)鄩K老井較多，在設(shè)計(jì)井眼軌道時(shí)必須進(jìn)行詳細(xì)的防碰掃描處理。距離較近時(shí)，要與地質(zhì)協(xié)商，通過(guò)適當(dāng)移動(dòng)靶位延長(zhǎng)井間距離，無(wú)法延長(zhǎng)的，要對(duì)老井測(cè)陀螺，為鉆井提供精度更高的井眼軌跡數(shù)據(jù)。在實(shí)施鉆井時(shí)要采用更精確的井眼軌跡控制手段，防止鉆穿老井。

（5）在目前低油價(jià)形勢(shì)下，應(yīng)依托鉆井設(shè)計(jì)降本增效手段，實(shí)現(xiàn)該區(qū)低成本高效開(kāi)發(fā)。

3 井眼軌跡優(yōu)化研究

通過(guò)多輪次的井口互換、剖面優(yōu)選、造斜點(diǎn)與造斜率優(yōu)化等手段，制定滿足鉆井施工的井叢場(chǎng)方案，實(shí)現(xiàn)5口水平井在相鄰井口集中布置，各新井間及新井與老井間防碰問(wèn)題都得了良好解決。各井位實(shí)現(xiàn)上部井段防碰距離大于5m，下部井段大于10m。

（1）常規(guī)井優(yōu)化：以羊10-10-4、羊10-10-3、羊11-9-2為例， 根據(jù)要求此三口井最后實(shí)施與老井羊11-10連續(xù)。針對(duì)這一特殊要求，考慮著3口井的位移與方位關(guān)系，通過(guò)調(diào)整造斜點(diǎn)和井眼軌跡類型等，盡量滿足工程工藝要求。

以羊11-9-2為例，該井為原剖面400m造斜，與鄰井羊11-10在測(cè)深598.11m，該鄰井完鉆年代久，井身數(shù)據(jù)可靠性差，一方面，通過(guò)重新復(fù)測(cè)陀螺數(shù)據(jù)矯正原始數(shù)據(jù)，距離復(fù)測(cè)軌跡僅為1.96m，施工安全系數(shù)低。根據(jù)防碰關(guān)系，通過(guò)調(diào)整造斜點(diǎn)至300m，優(yōu)化剖面，實(shí)現(xiàn)最近距離4.86m，保障安全實(shí)施（表1）。

（2 ）水平井受兩個(gè)靶點(diǎn)方位限制，通過(guò)與地質(zhì)部門溝通，在滿足地質(zhì)需求前提下，調(diào)整靶點(diǎn)，優(yōu)化為二維單圓弧或二維雙增剖面，一方面在入窗前加入調(diào)整井段，可以根據(jù)實(shí)鉆及時(shí)調(diào)整軌跡，降低施工難度；另一方面單口井直接節(jié)約進(jìn)尺65m，降本增效前提下保障安全順利鉆井施工。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1） 根據(jù)調(diào)整后地質(zhì)方案，羊三木油田南部井區(qū)叢式井平臺(tái)共布井19口，設(shè)計(jì)19個(gè)槽口，槽口間距6m，其中常規(guī)井13口，水平井6口。優(yōu)化后方案，13口常規(guī)井大部分設(shè)計(jì)為三段制簡(jiǎn)單剖面，可加快施工進(jìn)度，減少施工風(fēng)險(xiǎn)；6口水平井除羊3H36井受靶前位移過(guò)小限制設(shè)計(jì)為單圓弧剖面，其余水平井均設(shè)計(jì)為可大大節(jié)省鉆井進(jìn)尺的雙增剖面，并且縮短了導(dǎo)向井段長(zhǎng)度，節(jié)約了鉆井成本。19口井共計(jì)節(jié)省鉆井進(jìn)尺419.26m。

（2） 羊三木1號(hào)井場(chǎng)區(qū)域內(nèi)井網(wǎng)密集，通過(guò) “井位-軌跡-井場(chǎng)”平臺(tái)化決策環(huán)境，利用整體綜合布井、防碰最優(yōu)井眼軌跡設(shè)計(jì)方法，確定了同時(shí)滿足地質(zhì)工程的批鉆叢式井鉆井方案，并順利完成施工（圖2，圖3）。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆鐵，徐婷，畢雪亮，等. 叢式井平臺(tái)井口布置方法[J]. 石油鉆探技術(shù)，2013，41（2）： 13～16

[2] 葛云華，鄢愛(ài)民，高永榮，等. 叢式水平井鉆井平臺(tái)規(guī)劃[J].石油勘探與開(kāi)發(fā)， 2006，32（5）： 94～100.

[3]董德仁，張乃彤等，埕海一區(qū)人工井場(chǎng)井口及井眼軌跡優(yōu)化[J].石油鉆采工藝，2009.31

作者簡(jiǎn)介：

王國(guó)娜（1983.6），女，35歲，漢族，河南洛陽(yáng)人；2011年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）礦產(chǎn)普查與勘探，碩士；工程師，現(xiàn)主要從事鉆井工程設(shè)計(jì)及相關(guān)研究工作，通訊地址：大港油田石油工程研究院，