石油溝油田淺層中半徑水平井復(fù)雜優(yōu)化處理工藝

董文強(qiáng) 吉慶劍 熊金山（.玉門油田分公司井下作業(yè)公司，甘肅玉門735000；.玉門油田分公司鉆采工程研究院，甘肅玉門735000）

0 引言

水平井是老油田井位部署調(diào)整、死油區(qū)挖潛、增加區(qū)域產(chǎn)量及提高采收率的一項(xiàng)重要手段，在各老油田廣泛應(yīng)用并效果顯著。低滲透油藏歷來在油田開發(fā)領(lǐng)域?qū)匐y動用儲量,加之老區(qū)井位部署密集,采用直井、定向井開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益低。石油溝油田經(jīng)過長期注水，形成區(qū)域死油區(qū)，只能通過淺層水平井?dāng)U大油層泄油面積，提高油井產(chǎn)量，有效解決低滲度薄油藏的開發(fā),提高儲量動用程度。

1 區(qū)域油藏特點(diǎn)

石油溝油藏屬于淺層稠油油藏，其特點(diǎn)為巖性膠結(jié)疏松、地層壓實(shí)度低,井壁穩(wěn)定性差,易塌、易漏。背斜構(gòu)造第三系下部有K、L、M三套完整的不對稱穹隆背斜油藏，平均埋深約120～600m。根據(jù)油藏地質(zhì)構(gòu)造情況、油層分布、油水邊界條件和產(chǎn)油情況等，將石油溝油藏劃分為頂部區(qū)、邊緣區(qū)和外排低產(chǎn)區(qū)。

石油溝油田鉆遇地層為第四系和第三系，其中第四系埋深一般在20～100m，以礫石層為主，地層孔隙發(fā)育好，地層也承壓能力差；第三系BC層主要為大段水敏性暗棕紅色泥巖，中下部夾石膏薄層，受L油藏多年注采影響，泥巖層呈蠕動狀，蠕動時間約4～8小時；L、M層為主力油層，受長期注水開采影響，地層承壓能力強(qiáng)，但壓力系數(shù)高，常存在溢流、吐砂等復(fù)雜存在。

綜上所述，石油溝油藏主要特征表現(xiàn)在同一井眼內(nèi)壓力系統(tǒng)復(fù)雜，高鉆井液密度可能造成井漏、低密度可能發(fā)生溢流、吐砂等。加之淺層中半徑水平井造斜點(diǎn)高、造斜率大，油層垂深小,井段調(diào)整余量小,井眼軌跡控制精度要求高，如何在控制井眼軌跡的條件下處理復(fù)雜，達(dá)到快速安全鉆井成為該區(qū)域鉆井的關(guān)鍵。

2 施工復(fù)雜分析

今年3 年石油溝油田共完成淺層中半徑水平井9 口，其中一口因地質(zhì)原因報(bào)廢，復(fù)雜率達(dá)到71.4%以上，平均機(jī)械鉆速僅為7.42m/h。地質(zhì)情況復(fù)雜，漏失率達(dá)到60%，縮徑率達(dá)到57.1%，溢流發(fā)生率達(dá)到80%，種種的施工復(fù)雜嚴(yán)重影響鉆井效率。施工難點(diǎn)主要有：

2.1 油埋藏深淺，造斜點(diǎn)高，造斜率大，井眼軌跡斜控制難

石油溝油田淺層中半徑水平井因地質(zhì)構(gòu)造原因目的層埋深為300～600m，目的層垂直井段短,造斜率高，加之上覆巖層壓力小，造成地層疏松,二開大尺寸井眼鉆具造斜率難以保證，且地層規(guī)律難以把握,大尺寸井眼造斜率性能無法準(zhǔn)確預(yù)測。為滿足二開造斜率要求，下入Φ197mm 單彎螺桿（1.75°），由于表層采用Φ339.70mm 套管，下入時易在管內(nèi)遇阻，且造成鉆頭偏磨損耗嚴(yán)重，存在下鉆安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 大曲率井眼管柱下入摩阻高，增加卡鉆風(fēng)險(xiǎn)

為滿足地質(zhì)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)為三層結(jié)構(gòu)。淺層水平井油藏埋深淺，受地質(zhì)因素影響，設(shè)計(jì)軌跡靶前距短，井眼曲率高，水平位移段相對較大，而下入的套管柱自重較輕,剛度強(qiáng)，彎曲變形后會產(chǎn)生較大的摩阻力，造成大尺寸套管下入十分困難。在石平-10 井下完井套管過程中，由于井斜達(dá)到96 度，套管下入困難。

2.3 井眼壓力系統(tǒng)復(fù)雜，復(fù)雜處理難度大

石油溝油藏地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，同一井眼壓力系統(tǒng)復(fù)雜，主要矛盾存在于二開鉆進(jìn)窄密度窗口存在，合理的鉆井液密度選擇難度較大。近三年所鉆淺層水平井出現(xiàn)了L層夾層縮徑現(xiàn)象，在溢流下，保持高密度鉆井液的性能持久性難度較大。

為滿足井眼軌跡要求，二開完井斜需達(dá)到35°，但所鉆地層易發(fā)生縮徑，現(xiàn)有掏穴鉆頭無法在井斜大井段進(jìn)行擴(kuò)眼作業(yè)，造成復(fù)雜處理難度大。在報(bào)廢井眼石平-7井施工過程中，出現(xiàn)了大量塑性泥塊，造成高架槽堵塞，無法正常處理復(fù)雜，造成該井的地質(zhì)報(bào)廢。

3 復(fù)雜優(yōu)化處理及實(shí)施效果

通過總結(jié)報(bào)廢井眼施工過程，結(jié)合其他區(qū)塊復(fù)雜處理的技術(shù)措施，在石油溝油田五口淺層中半徑水平井的研究與實(shí)踐下，以優(yōu)選井眼軌跡和優(yōu)選鉆井液性能為重點(diǎn)，使該區(qū)域鉆井中存在的復(fù)雜得到預(yù)防和處理。大井斜長穩(wěn)斜段定向軌跡控制應(yīng)從以下兩方面考慮：

一是優(yōu)選井眼軌跡控制技術(shù)應(yīng)用 開發(fā)目的層垂深淺，結(jié)合現(xiàn)有水平井鉆井技術(shù)、設(shè)備及工具能力,選擇“直—增—穩(wěn)”三段制井身剖面。該剖面相對簡單，工具選擇方便，施工易于控制；此外，三段制剖面造斜井段相對較短，利于降低管柱下入摩阻。

二是三段制強(qiáng)抑制性鉆井液優(yōu)選技術(shù) 經(jīng)過配方設(shè)計(jì)與室內(nèi)試驗(yàn)，選擇常用鉆井液材料，根據(jù)石油溝油田地質(zhì)特點(diǎn)采用三段制分段調(diào)控即：淺表層采用防漏防塌體系，泥巖層采用銨基高密抑制性體系，砂巖及儲層采用弱分散儲層保護(hù)體系。在有效預(yù)防和處理復(fù)雜發(fā)生的同時，滿足正常鉆井要求，提高鉆井液性能達(dá)標(biāo)率，為后期完井作業(yè)創(chuàng)造條件。

通過現(xiàn)場不斷試驗(yàn)和實(shí)踐，現(xiàn)階段解決石油溝油田淺層中半徑水平井復(fù)雜優(yōu)化處理工藝技術(shù)措施。

（1）一開直井段主要采用頓鉆技術(shù)，在防斜打直的同時，有效封堵易漏失地層，減少復(fù)雜發(fā)生，減少一開復(fù)雜處理時間，提高周期指標(biāo)；二開直井段采預(yù)彎曲直井段鉆進(jìn)技術(shù)，下入定向鉆具組合，徹底釋放鉆壓，達(dá)到快速鉆進(jìn)的目的。

（2）二開定向段施工前根據(jù)直井段井斜、方位的偏差以及考慮復(fù)雜處理預(yù)留井段，根據(jù)靶點(diǎn)及實(shí)鉆數(shù)據(jù)實(shí)時進(jìn)行待鉆軌跡修正設(shè)計(jì)，優(yōu)化計(jì)算定向段的造斜率，指導(dǎo)下步定向施工；定向段初期采用連續(xù)滑動定向，摸清楚造斜工具和鉆具組合的原始造斜率，后期通過調(diào)整滑動鉆進(jìn)和復(fù)合鉆進(jìn)的比例，使實(shí)鉆軌跡更貼近設(shè)計(jì)井眼軌跡。

（3）增斜段考慮到地層壓實(shí)度低，鉆具造斜不穩(wěn)定，加之下入的造斜工具已達(dá)到井眼通過度的極限，要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)8～10°/30m 的造斜率難度倍增,因此在實(shí)際施工中提前設(shè)計(jì)造斜點(diǎn)10～15m進(jìn)行造斜。

（4）根據(jù)幾年的現(xiàn)場實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)室配方優(yōu)化選配，使用三段制強(qiáng)化井壁聚合物鉆井液體系，提高了鉆井液的攜巖性、抑制性，降低因巖屑床而造成的托壓；為減小定向摩察阻力系數(shù)，分段在泥漿中加入3%～5%的乳化瀝青，同時在改善泥餅質(zhì)量方面加入磺化瀝青、磺化酚醛樹脂等泥漿材料，提高泥餅質(zhì)量減少因托壓而造成的粘卡風(fēng)險(xiǎn)；采用高密度鉆井液有效預(yù)防和處理縮徑及溢流的發(fā)生。

通過以上現(xiàn)場具體措施的應(yīng)用，石油溝油田淺層中半徑水平井在平均機(jī)械鉆速以及各項(xiàng)周期指標(biāo)等方面效果顯著?？诰幚韽?fù)雜時間僅為6h，機(jī)械鉆速提高14%，發(fā)生一次表層段漏失，下部縮徑地層得到有效的預(yù)防處理。石油溝油田淺層中半徑水平井復(fù)雜優(yōu)化處理措施現(xiàn)場應(yīng)用取得了較好的效果，為該區(qū)域今后的鉆井工作提供了有力的技術(shù)保障。

4 結(jié)語

（1）石油溝油田淺層中半徑水平井由于油藏地質(zhì)特征，造成該區(qū)域鉆井復(fù)雜發(fā)生率高，施工難度大，通過現(xiàn)場的不斷摸索嘗試，從施工和鉆井液技術(shù)方面著手，總結(jié)了一套系統(tǒng)有針對性的復(fù)雜優(yōu)化處理措施，在今年的鉆井中取得了優(yōu)異的成績。

（2）經(jīng)過實(shí)鉆數(shù)據(jù)的理論計(jì)算，對淺層疏松地層的造斜規(guī)律有了一定的認(rèn)識。實(shí)際施工中，通過優(yōu)選鉆具組合，優(yōu)化井眼軌跡，滿足了疏松地層中大尺寸井眼高造斜率的要求。

（3）二開造斜段遇縮徑復(fù)雜處理手段單一，如何在大井斜下處理縮徑復(fù)雜，順利下入技術(shù)套管，封閉復(fù)雜井段成為今后該區(qū)域復(fù)雜處理的研究方向。