T 型井深層鉆井成本簡(jiǎn)化評(píng)估方法及應(yīng)用

馬溢，倪益民，田崢，張強(qiáng)，左坤

(1.中海石油(中國)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518067;2.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

因T 型井有成本低、易實(shí)現(xiàn)多分支以增加油氣藏暴露面積、著陸段短、側(cè)鉆開窗套管損傷小等優(yōu)點(diǎn)，目前在某些特殊油藏、井位條件下，有良好的適用性。T 型井技術(shù)在海上深部?jī)?chǔ)層應(yīng)用時(shí)，因其相對(duì)較低的機(jī)械鉆速影響作業(yè)時(shí)效，加之海上鉆井日費(fèi)較高，在一定程度上增加了鉆井作業(yè)成本。在此情況下，T 型井的成本就成為鉆井方案的重要決策因素。

文章討論的是在鉆井方案設(shè)計(jì)時(shí)，普通側(cè)鉆井和T 型井方案優(yōu)選中的成本問題。目前海上油田T 型井應(yīng)用較少，缺乏基礎(chǔ)參考資料，而深層T 型井還未得到應(yīng)用，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)兩種鉆井類型的成本差異變得非常有挑戰(zhàn)。

20 世紀(jì)80 年代，美國公司開發(fā)了超短半徑水平井技術(shù)，采用高壓射流輔助破巖的方式進(jìn)行徑向鉆進(jìn)[1]。該技術(shù)在煤層氣開發(fā)中多有應(yīng)用，也可以應(yīng)用在魚骨刺徑向鉆井作業(yè)當(dāng)中，因其單個(gè)分支進(jìn)尺較少，鉆進(jìn)方向無法控制，軌跡不可測(cè)量，鉆具回收等問題，應(yīng)用場(chǎng)景受限。T 型鉆井是近期發(fā)展成熟的一種新型鉆井技術(shù)，依靠鉆桿與柔性短接構(gòu)成的鉆具組合，及各種配套工具進(jìn)行超短半徑水平井的鉆進(jìn)。目前，T 型井主要應(yīng)用于煤層氣[2-5]水平分支鉆井作業(yè)、部分應(yīng)用于套管井的側(cè)鉆作業(yè)中。

筆者通過對(duì)常規(guī)海上鉆井作業(yè)費(fèi)用構(gòu)成、深層T 型井機(jī)械鉆速預(yù)測(cè)等進(jìn)行研究，建立簡(jiǎn)化評(píng)估T 型井深層鉆井費(fèi)用的測(cè)算模型，并將其應(yīng)用于海上一口側(cè)鉆井鉆井方案的對(duì)比中，實(shí)現(xiàn)了T 型井和常規(guī)側(cè)鉆井工期和費(fèi)用的快速對(duì)比，有助于設(shè)計(jì)決策[1]。

1 T 型井的概念

T 型井，是一種超短半徑水平井，曲率半徑范圍為1.5～3.6 m，采用單根長(zhǎng)度為0.15 m 的鉆桿與柔性短接相連構(gòu)成的鉆具組合進(jìn)行鉆進(jìn)，通?？摄@多個(gè)分支以增加泄油面積。T 型井的井眼曲率半徑示意(與常規(guī)井對(duì)比)如圖1：

2 鉆井費(fèi)用

常規(guī)海上鉆井作業(yè)的費(fèi)用組成：作業(yè)準(zhǔn)備、鉆井服務(wù)、鉆井器材、間接費(fèi)用[6]4 大類。

圖1 T型井與普通井曲率對(duì)比示意圖

作業(yè)準(zhǔn)備：包括井場(chǎng)調(diào)查費(fèi)、鉆井平臺(tái)費(fèi)、安全費(fèi)用等，作業(yè)準(zhǔn)備費(fèi)用是鉆井成本中很重要的一部分；

鉆井服務(wù)費(fèi)：包括鉆機(jī)服務(wù)、鉆井作業(yè)服務(wù)和租賃、支持服務(wù)等設(shè)備及人員的服務(wù)費(fèi)用，這部分費(fèi)用是鉆井作業(yè)費(fèi)用的主要部分；

鉆井器材：包括鉆井工具和鉆井材料費(fèi)用。

間接費(fèi)用：包括保險(xiǎn)費(fèi)、稅費(fèi)、管理費(fèi)等。

2.1 T 型井和常規(guī)側(cè)鉆井的鉆井費(fèi)用對(duì)比

費(fèi)用對(duì)比關(guān)注鉆井作業(yè)期間產(chǎn)生的費(fèi)用差別，主要體現(xiàn)在鉆井服務(wù)費(fèi)和鉆井器材中[2]。其中，目前T 型井鉆井服務(wù)通常采用的是大包合同，其他部分費(fèi)用和常規(guī)側(cè)鉆井對(duì)比，有以下幾點(diǎn)區(qū)別：

(1)鉆井服務(wù)費(fèi)用(日費(fèi)相關(guān))：因鉆井工期不同產(chǎn)生的日費(fèi)差別。海洋鉆井鉆機(jī)日費(fèi)較高，該區(qū)別在兩種鉆井費(fèi)用中體現(xiàn)最為明顯；

(2)鉆井器材費(fèi)用：主要為節(jié)省的套管相關(guān)費(fèi)用；

(3)鉆井服務(wù)費(fèi)用(工具服務(wù)費(fèi))：節(jié)省的鉆井工具使用服務(wù)費(fèi)用。

根據(jù)以上區(qū)別點(diǎn)，對(duì)于T 型井，需確定鉆井工期進(jìn)行日費(fèi)相關(guān)服務(wù)費(fèi)的測(cè)算；對(duì)于常規(guī)側(cè)鉆井，需確定鉆井服務(wù)費(fèi)用和鉆井器材費(fèi)用，不屬于本文討論內(nèi)容。

2.2 T 型井深層鉆井費(fèi)用確定

從T 型井鉆井工藝流程、深層鉆井工期測(cè)算、費(fèi)用測(cè)算幾個(gè)方面確定T 型井深層鉆井的費(fèi)用。

2.2.1 T 型井鉆井工藝流程

T 型井工期的確定，按其主要作業(yè)流程進(jìn)行核算。T 型井鉆井主要工藝流程如表1 所示。

表1 T型井鉆井工藝流程

2.2.2 T 型井深層鉆井工期確定

根據(jù)2.2.1 內(nèi)容，T 型井深層鉆進(jìn)時(shí)的工期主要需要確定于水平段鉆進(jìn)的時(shí)間，取決于平均機(jī)械鉆速。其余項(xiàng)目為固定時(shí)間，或與井深相關(guān)上提下放鉆具時(shí)長(zhǎng)，與常規(guī)鉆井工期確定方法無差別[3]。

在已有淺層T 型鉆井實(shí)鉆數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，通過建立T型井機(jī)械鉆速預(yù)測(cè)模型進(jìn)行深層水平段鉆進(jìn)時(shí)間的測(cè)算。模型對(duì)基本鉆速模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化，主要考慮了鉆壓、轉(zhuǎn)速對(duì)機(jī)械鉆速的影響，鉆速方程如下

式中：k 為常數(shù)系數(shù)；W 為鉆壓；N 為轉(zhuǎn)速；a 和λ 為指數(shù)系數(shù)。

根據(jù)該區(qū)域常規(guī)井機(jī)械鉆速、T 型井淺層實(shí)鉆機(jī)械數(shù)據(jù)，代入公式(1)，通過給定不同的a 值，即可獲得λ 的數(shù)值及T 型井深層鉆進(jìn)的機(jī)械鉆速范圍。對(duì)于某油田，有實(shí)鉆數(shù)據(jù)如表2[4]。

表2 T型井和常規(guī)井鉆井參數(shù)

根據(jù)a 值和λ 值取值范圍，通過試算可以得到表3。

表3 T型井深層機(jī)械鉆速預(yù)測(cè)范圍

通過以上試算，可以獲得該區(qū)域內(nèi)，T 型井深層鉆井的機(jī)械鉆速范圍為0.62～1.84 m /h，取平均值1.1 m/h。

2.2.3 T 型井深層鉆井費(fèi)用測(cè)算

在以上研究的基礎(chǔ)上，建立了T 型井深層鉆井費(fèi)用預(yù)算公式

式中：c1與T 型井大包合同無關(guān)的以日計(jì)費(fèi)項(xiàng)目，主要為平臺(tái)鉆井服務(wù)費(fèi)用(日費(fèi)相關(guān))，依據(jù)平臺(tái)相關(guān)費(fèi)率確定；c2為大包合同相關(guān)費(fèi)用；c3為與工期無關(guān)的以單井計(jì)費(fèi)項(xiàng)目及其他項(xiàng)目，如：井口、鉆井液處理、支持服務(wù)等。

據(jù)此，可以求得T 型井深層鉆井的費(fèi)用。其中，與工期無關(guān)的以單井計(jì)費(fèi)項(xiàng)目與常規(guī)側(cè)鉆水平井區(qū)別不大，不計(jì)入費(fèi)用比較內(nèi)容中[5]。

3 設(shè)計(jì)應(yīng)用案例

某油田設(shè)計(jì)一口套管側(cè)鉆井，有常規(guī)側(cè)鉆井和T 型井兩種方案供選，如表4 所示。

表4 1H井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表

設(shè)計(jì)方案如下：常規(guī)側(cè)鉆井進(jìn)行9-5/8”套管側(cè)鉆，側(cè)鉆點(diǎn)選在2 000 m，鉆8-1/2”井眼至著陸點(diǎn)至4 300 m，下7”尾管固井，后鉆6”井眼500m，設(shè)計(jì)軌跡長(zhǎng)共2 800 m；T 型井自3 500 m垂深處，側(cè)鉆5 個(gè)水平分支，每分支100m。

根據(jù)測(cè)算，得到工期費(fèi)用。其中，費(fèi)用數(shù)據(jù)以常規(guī)側(cè)鉆井為1，T 型井費(fèi)用為對(duì)比常規(guī)側(cè)鉆井費(fèi)用所得。

圖2 鉆井費(fèi)用測(cè)算對(duì)比

由圖2 可以得到，在平臺(tái)鉆機(jī)日費(fèi)較低的情況下，T 型井鉆井費(fèi)用方面仍有優(yōu)勢(shì)，可以作為實(shí)施考慮對(duì)象[6]。

4 結(jié)語

(1)T 型井有成本低、易實(shí)現(xiàn)多分支以增加油氣藏暴露面積、著陸段短、側(cè)鉆開窗套管損傷小等優(yōu)點(diǎn)，特定情形下可代替常規(guī)套管側(cè)鉆，作為油田調(diào)整的一種有效手段；

(2)基于已鉆井資料，通過簡(jiǎn)化的鉆速方程，可以預(yù)測(cè)深層T 型井機(jī)械鉆速范圍，為鉆井費(fèi)用測(cè)算提供基礎(chǔ)；

(3)T 型井深層鉆井耗時(shí)較長(zhǎng)，但費(fèi)用方面仍有優(yōu)勢(shì)，在海上深層鉆井中有應(yīng)用前景。