劉亞東,王建立,譚偉雄,李亞男,王菲
(1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司,天津 300457;2.中海石油(中國)有限公司天津分公司,天津 300457;3.天津修船技術(shù)研究所,天津 300452)
由于潛山裂縫極為發(fā)育且存在上下兩套壓力系統(tǒng),現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)潛山斜深要求控制在3 m 以內(nèi),因此高效識(shí)別潛山界面是現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)監(jiān)督工作能力的重要體現(xiàn),同時(shí)確保了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全,對(duì)提質(zhì)增效具有重要意義。
錦州太古宇潛山油氣田發(fā)育沙河街組層狀構(gòu)造油氣藏及太古宇潛山塊狀油藏[1-3],其潛山上覆沙三段厚層泥巖,受控于前中新生代的古地貌及中新生代的構(gòu)造應(yīng)力作用,裂縫極為發(fā)育,且潛山風(fēng)化殼上下存在兩套壓力系統(tǒng),進(jìn)潛山后易發(fā)生井漏、地層坍塌等井下事故,這就要求進(jìn)潛山斜深控制在3 m 以內(nèi)中完,現(xiàn)場(chǎng)卡取潛山作業(yè)難度大。根據(jù)油田已鉆的6 口潛山井分析,卡取潛山平均循環(huán)次數(shù)在6.16次/井左右,個(gè)別井卡取潛山循環(huán)次數(shù)達(dá)到11次/井之多,無法滿足現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間和成本控制需求。
根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查反饋,當(dāng)前對(duì)潛山卡取存在的問題主要有以下方面:(1)潛山界面具有多樣性,構(gòu)造復(fù)雜,斷層發(fā)育,識(shí)別難度大;(2)工程參數(shù)的影響因素多,簡易的工程參數(shù)判斷會(huì)導(dǎo)致循環(huán)次數(shù)增加;(3)潛山易卡易漏,出于安全考慮的地質(zhì)循環(huán)次數(shù)多;(4)受制于地質(zhì)監(jiān)督方法水平高低,選擇地質(zhì)循環(huán)點(diǎn)不同;(5)當(dāng)前的地層卡取手段存在局限性;(6)卡取施工過程中標(biāo)準(zhǔn)化不足,致使儀器設(shè)備不靈敏而導(dǎo)致誤循環(huán)。
本文的目標(biāo)是通過潛山界面特征及錄井識(shí)別方法研究,將卡取潛山循環(huán)次數(shù)降為5.00次/井,較原來循環(huán)次數(shù)減少10%。
(1)潛山界面巖性多變
因潛山頂面類型的多樣化以及風(fēng)化程度和搬運(yùn)距離的不同,導(dǎo)致了潛山界面巖性多樣。同時(shí),山坡風(fēng)化殼坡積砂巖及山頂風(fēng)化殼和潛山原巖現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別特征差異較小,給卡層進(jìn)山帶來了一定困難。
(2)工程參數(shù)影響
工程參數(shù)如鉆時(shí)、扭矩作為潛山卡層的輔助手段,不是主要依據(jù),無法直接進(jìn)行進(jìn)山的確認(rèn)。
(3)潛山易卡易漏
單井鉆遇上部東營組厚層泥巖平均厚度579.69 m,裸眼段長度平均1 730 m,易垮塌;著陸過程中,既要防止上部地層垮塌,又要謹(jǐn)防下部進(jìn)山發(fā)生井漏,泥漿比重把控困難;潛山特殊地層裂縫發(fā)育,易發(fā)生井漏、卡鉆等復(fù)雜事故。
(1)針對(duì)潛山多樣性,建立基于潛山上覆巖性認(rèn)識(shí)的歸納模型,分析各自特征;
(2)針對(duì)工程參數(shù)影響,利用工程錄井參數(shù)的衍生參數(shù),建立一套快速隨鉆潛山界面綜合識(shí)別方法;
(3)針對(duì)潛山易卡易漏,根據(jù)不同的潛山類型,建立相應(yīng)的潛山標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程,減少風(fēng)險(xiǎn)。
(1)針對(duì)潛山多樣性展開潛山特征研究
通過對(duì)錦州M 油田潛山上覆巖性進(jìn)行精細(xì)化劃分,將進(jìn)山類型分為四類:山坡風(fēng)化殼型、灘壩砂型、湖相泥巖型、山頂風(fēng)化殼型。同時(shí)根據(jù)潛山構(gòu)造形態(tài)特征將錦州M 油田潛山劃分為不規(guī)則型、陡坡斷塊型、陡坡型、斷塊坳陷型及緩坡型,并對(duì)每種類型對(duì)應(yīng)傾角大小及潛山上覆巖性組合分類進(jìn)行劃分,如表1所示。
表1 進(jìn)潛山類型、構(gòu)造類型及各項(xiàng)測(cè)錄井特征
通過對(duì)鉆井參數(shù)分析,建立鉆時(shí)和扭矩等與進(jìn)潛山類型的相關(guān)性,如表1 所示。鉆時(shí)變化幅度小、扭矩變化量大時(shí),可能是Ⅰ類和Ⅱ類,而無論從鉆時(shí)變化幅度還是扭矩變化幅度上看,Ⅱ類都比Ⅰ類變化大;鉆時(shí)變化幅度大、扭矩變化中等時(shí)為Ⅲ類;鉆時(shí)變化幅度大、扭矩變化小時(shí)為Ⅳ類。
(2)針對(duì)工程參數(shù)影響開展數(shù)據(jù)挖掘研究
建立一套快速隨鉆潛山界面識(shí)別方法,即鉆井參數(shù)交匯圖版識(shí)別方法。
隨著地層巖性、物性的變化,鉆壓、轉(zhuǎn)速、扭矩、鉆時(shí)等錄井工程參數(shù)將有一定的變化。但錄井工程參數(shù)常受地層巖石強(qiáng)度、人員操作情況、鉆頭類型等諸多因素影響,很多情況下并不能準(zhǔn)確反映地層的真實(shí)信息,故僅依靠該類參數(shù)很難較好地對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行判識(shí)。因此,需要對(duì)該類參數(shù)進(jìn)行深入分析,建立基于這類參數(shù)的多參數(shù)評(píng)價(jià)模型,如圖1 所示,建立直井功指數(shù)/機(jī)械比能-Dc 指數(shù)交會(huì)圖版如圖1(a)所示、建立直井鉆時(shí)-功指數(shù)交會(huì)圖版如圖1(b)所示、建立斜井功指數(shù)/機(jī)械比能-Dc 指數(shù)交會(huì)圖版如圖1(c)所示,提升儲(chǔ)層識(shí)別與評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確度。
圖1 鉆井參數(shù)交匯圖
(3)針對(duì)潛山易卡易漏改進(jìn)作業(yè)流程,形成一套潛山標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程
受壓力系統(tǒng)、鉆井液密度影響,中完位置選擇存在以下風(fēng)險(xiǎn):①中完位置距離潛山界面過大(大于5 m),下一開上覆地層垮塌風(fēng)險(xiǎn)大;②中完位置距離潛山界面較?。ㄐ∮? m),或進(jìn)山3 m 以內(nèi)中完,風(fēng)險(xiǎn)較??;③中完進(jìn)入潛山過多(大于3 m),增加井漏風(fēng)險(xiǎn)。
在鉆前對(duì)潛山上覆巖性組合充分認(rèn)知的基礎(chǔ)上選擇是否更換簡易鉆具,并根據(jù)井別、中完位置,結(jié)合油藏開發(fā)目的及工程安全形成了三類6 種進(jìn)山模式,其中3 種進(jìn)山中完、3 種不進(jìn)山中完確定了中完位置,如圖2 所示,既滿足了開發(fā)生產(chǎn)需要,又滿足了安全高效鉆井要求。
圖2 進(jìn)潛山模式標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程
本文研究成果應(yīng)用卡取潛山共11 口井,卡取潛山平均循環(huán)2.20次/井,每口井平均節(jié)約循環(huán)次數(shù)3.96 次,提效64.28%,每口井節(jié)約循環(huán)時(shí)間316 min,大大提高了卡取潛山效率和卡取潛山成功率,遠(yuǎn)超預(yù)期指標(biāo)。
(1)提高了潛山界面識(shí)別效率
項(xiàng)目實(shí)施后,C/E 平臺(tái)潛山界面識(shí)別效率大幅提高,地質(zhì)循環(huán)次數(shù)明顯減少,平均減少4 次左右,累計(jì)節(jié)省循環(huán)時(shí)間2.97 d,累計(jì)節(jié)省費(fèi)用355.61 萬元。
(2)減少了簡易鉆具的使用
錦州M 油田C/E 平臺(tái)共有5 口井未更換簡易鉆具,累計(jì)節(jié)約工期5.99 d,總計(jì)節(jié)約700.92 萬元。
本文以潛山油藏高效開發(fā)為目標(biāo),提升潛山界面識(shí)別質(zhì)量和效率,保障鉆井作業(yè)安全,提高工程作業(yè)效率,不僅使?jié)撋浇缑孀R(shí)別方法得到了創(chuàng)新提升,更高效地服務(wù)潛山油田開發(fā),具體如下:
(1)錦州M 油田潛山上覆巖性可劃分為四類;
(2)建立直井功指數(shù)/機(jī)械比能-Dc 指數(shù)交會(huì)圖版、建立直井鉆時(shí)-功指數(shù)交會(huì)圖版、建立斜井功指數(shù)/機(jī)械比能-Dc 指數(shù)交會(huì)圖版可較好地識(shí)別潛山界面;
(3)總結(jié)了三類6 種進(jìn)山標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程,提高了潛山鉆井作業(yè)時(shí)效。