針對某油田鉆完井及采油工程設(shè)計(jì)的思路

肖建仁

(國家管網(wǎng)集團(tuán)(福建)應(yīng)急維修有限責(zé)任公司，福建 莆田 351254)

1 油田概況

某油田位于中國南海，屬于含油氣系統(tǒng)，所在海域水深約110 m。油田主要儲層下部為濱海潮坪沉積和三角洲前緣相沉積，上部為碳酸鹽巖臺地生物礁灰?guī)r和淺海陸棚沉積。根據(jù)測井解釋結(jié)果，油田儲層總體物性較好，以中等孔隙度、中～高滲透率儲層為主。

2 鉆井思路設(shè)計(jì)

2.1 平臺數(shù)和平臺位置優(yōu)選

本油田平臺數(shù)的確定需綜合考慮以下因素：油藏方案、工程方案及鉆井控制范圍、鉆井難度、后期潛力和油田經(jīng)濟(jì)效益等因素[1]，最終確定1個平臺。

本油田平臺位置選擇原則主要兼顧鉆井總進(jìn)尺和鉆井難度，同時在保證鉆井難度不增加的情況下盡量減少鉆井總進(jìn)尺。

2.2 井槽排列及間距

油田新建平臺采用井槽排列方式為：4×4，井口間距為：2.0 m×2.2 m。共計(jì)16個井槽，預(yù)留3個以滿足后期鉆調(diào)整井的要求。

2.3 井壁穩(wěn)定性

通過對油田井壁穩(wěn)定性研究預(yù)測，得出如下認(rèn)識：該油田孔隙壓力屬于正常壓力體系。在實(shí)際鉆井過程中井壁較為規(guī)則，垮塌不嚴(yán)重，控制好鉆井液密度及性能鉆井過程中井壁穩(wěn)定性不會產(chǎn)生嚴(yán)重垮塌等復(fù)雜情況。油田已鉆探井安全泥漿密度窗口計(jì)算結(jié)果表明：下部井段直井坍塌壓力低，破裂壓力相對較高，鉆井安全泥漿密度窗口較大，有利于安全鉆進(jìn)。

2.4 井深結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路

設(shè)計(jì)原則[2]：1)有效保護(hù)儲層；2)平衡地層孔隙壓力、防止壓漏地層封住必封井段；3)能最大限度減少產(chǎn)生井漏、井噴、井塌、卡鉆等井下復(fù)雜情況；4)當(dāng)實(shí)際地層壓力超過預(yù)測值使井出現(xiàn)溢流時，在一定范圍內(nèi)，具有壓井處理溢流的能力。

可研階段采取以下技術(shù)手段進(jìn)行井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：

1)充分分析探井套管下深情況，并以此垂深為參考；2)基于摩阻扭矩、水力學(xué)模擬、ECD校核結(jié)果。

2.5 鉆頭優(yōu)選

對周邊開發(fā)的類似井深的油氣田鉆頭使用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，17～1/2in井段常規(guī)水平井70 m/h(2015年)，大位移水平井40 m/h(2011年)，使用的115鋼齒牙輪鉆頭磨損較輕；12-1/4in井段常規(guī)水平井30 m/h(2013年)，大位移水平井25 m/h (2012年)，使用新速通ST和百施特MS系列M323鉆頭為主，磨損較輕；8-1/2in井段常規(guī)水平井20 m/h(2016年)，大位移水平井29 m/h(2011年)，使用新速通ST和百施特MS系列M323鉆頭為主，磨損較輕。

2.6 鉆井液體系推薦

根據(jù)地層巖性、井底溫度和壓力確定各井段鉆井液體系，以達(dá)到防塌、防漏、防水化膨脹、防卡及安全、快速鉆進(jìn)和保護(hù)好油氣層、保護(hù)好環(huán)境的要求，在滿足這些要求的前提下盡量降低泥漿費(fèi)用[3]。

各井段鉆井液體系是在分析油田探井和已鉆開發(fā)井鉆井液體系使用情況基礎(chǔ)上，參考專題研究《某油田儲層敏感性分析及鉆完井液體系優(yōu)選》的結(jié)論，結(jié)合南海海域作業(yè)習(xí)慣進(jìn)行推薦的。上部非儲層的鉆井液體系選擇以滿足安全、快速鉆進(jìn)為出發(fā)點(diǎn)考慮，同時考慮成本因素，選擇滿足上述要求的情況下盡量降低鉆井綜合成本的鉆井液體系；打開儲層的鉆井液(鉆開液)體系選擇以滿足保護(hù)好儲層為主要出發(fā)點(diǎn)考慮，同時兼顧成本因素。

3 完井思路設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

油田儲層巖性主要為中—細(xì)粒長石石英砂巖，儲層礦物主要為伊利石和高嶺石，少量綠泥石。

油層分布在新近系珠江組和古近系珠海組，埋深屬于中淺～中深層，油藏包括底水油藏和邊水油藏。儲層巖性以砂巖、砂泥巖互層為主。

3.2 完井方式

所有開發(fā)井均為水平井，單層開發(fā)。根據(jù)油藏要求，完井期間應(yīng)盡量減少對儲層的傷害，生產(chǎn)周期內(nèi)沒有增產(chǎn)措施計(jì)劃。部分水平井為防止底水錐進(jìn)，需要采取控水措施。

綜合考慮目前水平井完井工藝水平，為了提高水平油井產(chǎn)能、簡化完井工序、降低完井費(fèi)用，推薦所有開發(fā)井均采用裸眼完井方式。

3.3 控水管柱設(shè)計(jì)

當(dāng)前采用的被動式控水管柱包括：中心管、變密度篩管、ICD和分段篩管+控水中心管柱4種。各類管柱的特點(diǎn)分析如表1所示。

表1 被動式控水管柱類型與特點(diǎn)

ICD和分段篩管+控水中心管柱可對儲層分段控制，控水能力較強(qiáng)。為簡化管柱結(jié)構(gòu)，縮短作業(yè)工期，并參考之前經(jīng)驗(yàn)做法，推薦采用ICD控水管柱。

控水管柱分段數(shù)、節(jié)流嘴配置方案等需要根據(jù)鉆后測井解釋成果再進(jìn)一步細(xì)化。

3.4 生產(chǎn)管柱

本油田各生產(chǎn)井生產(chǎn)管柱設(shè)計(jì)要求如下[4]：

①本油田13口井全部采用水平井開發(fā)，投產(chǎn)初期即需要采用人工舉升方式進(jìn)行生產(chǎn)。所有井均采用電潛泵生產(chǎn)管柱。②根據(jù)油藏監(jiān)測要求，各井均下入泵工況儀，以滿足對井下溫度和壓力的監(jiān)測。③根據(jù)海上油田安全生產(chǎn)要求，所有開發(fā)生產(chǎn)井需下入油管攜帶地面控制井下安全閥。④生產(chǎn)封隔器下深需考慮鋼絲作業(yè)需求。根據(jù)井眼軌跡設(shè)計(jì)方案，推薦不超過950m。⑤根據(jù)《采油工程》推薦，推薦采用5-1/2”-17lb/ft-1Cr80油管。⑥油管及井下工具需采用1Cr材質(zhì)。

對于其它完井工具，強(qiáng)度要求高于油管，扣型和油管扣相同，上部工具的內(nèi)徑大于下部工具的內(nèi)徑；插入管柱內(nèi)部工具要有30°～60°的倒角，其最大外徑要比防砂管柱最小內(nèi)徑小。

3.5 完井液體系選擇

完井液體系根據(jù)周邊其它油田的使用情況、鉆完井液最新研究進(jìn)展[5]和現(xiàn)場應(yīng)用情況以及專題研究《某油田儲層敏感性分析及鉆完井液體系優(yōu)選》的研究結(jié)論進(jìn)行推薦：

油田采用水平井開發(fā)，水平井使用自破膠鉆開液，現(xiàn)階段推薦裸眼完井使用自破膠鉆開液新漿，篩管防砂井使用隱形酸完井液。

關(guān)于完井液體系配方及優(yōu)選的具體內(nèi)容可參考專題研究報告——《某油田儲層敏感性分析及鉆完井液體系優(yōu)選》。

3.6 井口裝置和采油樹

井口裝置與采油樹的具體要求如下：

1)5000psi(34.475 MPa)整體采油樹井口，材質(zhì)為BB級；2)雙翼；3)設(shè)置地面安全閥，可調(diào)油嘴；4)要求有電纜穿透孔道、井下安全閥控制管線通道；5)油管四通壓力等級及材質(zhì)與采油樹保持一致。

4 采油思路設(shè)計(jì)

4.1 油管選擇

油管選擇原則[6, 7]:

a)在給定的地面工程條件下能滿足配產(chǎn)要求；b)減少流體的滑脫損失和摩阻損失，充分利用油氣井自身能量，維持較長的自噴生產(chǎn)期；c)綜合考慮開采方式等因素;d)從經(jīng)濟(jì)及安全的角度選擇油管材質(zhì)及壁厚，并考慮有利于施工作業(yè)。

根據(jù)油管下深和安全系數(shù)，對N80和J55校核計(jì)算，N80油管能滿足強(qiáng)度要求，J55均不滿足要求。

4.2 油井動態(tài)監(jiān)測

為了準(zhǔn)確分析油田生產(chǎn)動態(tài)，為油田開發(fā)的中后期的生產(chǎn)調(diào)整、增產(chǎn)挖潛、提高油田采收率打下良好基礎(chǔ)，油藏建議對油井實(shí)時監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容包括油藏溫度、壓力和電泵工況等[6,8]。

4.3 修井工藝

根據(jù)油藏工程對生產(chǎn)井的管理要求及各類井的完井管柱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并參考海上已開發(fā)油氣田的修井作業(yè)內(nèi)容及頻率，其油井的作業(yè)內(nèi)容主要包括檢泵、大修、常規(guī)打撈作業(yè)及其它小修作業(yè)等[9]。

4.4 采油工藝要點(diǎn)

1)油田油井采用5-1/2″油管；2)油田采用電潛泵開采，所有電潛泵采用“一對一”變頻器控制方式;3)全部生產(chǎn)井下入電潛泵工況監(jiān)測系統(tǒng)。

5 結(jié)語

在鉆井設(shè)計(jì)思路中，從平臺數(shù)和平臺位置、井槽排列及間距、井壁穩(wěn)定性、井深結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鉆頭優(yōu)選和鉆井液體系6個方面進(jìn)行了考慮；在完井設(shè)計(jì)思路中，從完井方式、控水管柱設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管柱、完井液體系選擇、井口裝置和采油樹5個方面進(jìn)行考慮；在采油設(shè)計(jì)思路中，從油管選擇、油井動態(tài)監(jiān)測、修井工藝和采油工藝要點(diǎn)4個方面進(jìn)行了考慮。