寧 凱
(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)
現(xiàn)階段,大部分海上油氣田的年產(chǎn)油量都在不斷減少,每年的減少率為8%~10%,并且穩(wěn)產(chǎn)壓力較大,同時海上平臺的使用時間有限,就必須從低效井入手,以增大油氣田的采收率。導(dǎo)致低效井的數(shù)量增加的原因有很多,主要就是調(diào)整井的作業(yè)面受到了很大的限制,常見的有:槽口有限、鉆機緊張以及作業(yè)成本大等,這些因素很大程度地影響了海上油氣田的開發(fā)效率,使得海上油氣田無法高效地開發(fā),所以導(dǎo)致海上油氣田的低效井越來越多。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn),此海上油氣田低效井的數(shù)量已達到了200多口,必須對低效井的整治給予高度重視。另外,導(dǎo)致此海上油氣田低效井?dāng)?shù)量增加的原因還有長期注水、工程影響、儲層物性低以及其他地質(zhì)因素等。為高效整治低效井,在此選用了老井側(cè)鉆技術(shù),就是運用原來的井筒和地面設(shè)施,先對原來的井筒展開開窗,然后對地下油層展開橫向水平鉆進,從而有效挖掘出剩余的油氣,增大油氣田的采收率。因為海上油氣田側(cè)鉆技術(shù)會受油藏布井、鉆完井和成本的影響,所以沒有在低效井中廣泛運用,于是就選用了低成本的老井眼側(cè)鉆技術(shù),通過挖掘老井的剩余油氣,來提高油氣田的采收率,并增大油氣井的使用時間,使油氣田的經(jīng)濟效益更佳。
海上油氣田低效井側(cè)鉆的形式主要有兩個:側(cè)鉆定向井和側(cè)鉆水平井。對于側(cè)鉆定向井來說,其利用變密度射孔、選擇性射孔以及合適的方式防砂,以使注水的前緣整體推進。對于側(cè)鉆水平井來說,其利用領(lǐng)眼探路來側(cè)鉆水平井,主要開采的是沒有動用以及動用較少的油氣層。在實際當(dāng)中,需要通過對剩余油氣的分布狀況,來決定采用的側(cè)鉆技術(shù),常見的油氣田低效井側(cè)鉆技術(shù)有4個:層間剩余油氣挖潛側(cè)鉆技術(shù)、層頂部剩余油氣挖潛側(cè)鉆技術(shù)、平面剩余油氣挖潛側(cè)鉆技術(shù)以及井間剩余油氣挖潛側(cè)鉆技術(shù)。
因為海上油氣田的層間具有非均質(zhì)性,所以當(dāng)水淹的時候,受層間物性影響,使得水淹的情況均不同。對于物性好的油氣層來說,其水淹程度較大;對于物性差的油氣層來說,其水淹程度較低。要想有效整治高含水井,可利用測井定量解釋,找出層間差異的未波、剩余油氣聚集區(qū),然后對定向井采用選擇性射孔以及側(cè)鉆水平井。
因為韻律沉積以及重力的影響,使得注入水極其容易沿著下部突進,從而導(dǎo)致下部水洗情況非常嚴重,而上部水洗情況非常輕。當(dāng)油氣層的底部水淹情況非常嚴重時,剩余油氣就會富集在頂部。對于底水厚油層來說,可以直接側(cè)鉆水平井到油層的底部進行挖潛。
因為平面非常容易受到低滲透、井網(wǎng)不完善以及邊角等因素的影響,從而導(dǎo)致島狀的水淹以及連片等情況發(fā)生,使得剩余油氣的分布非常復(fù)雜,大部分為零星片狀,所以可選擇階梯式井眼、波浪式井眼以及平面“S”形井眼對定向井和水平井實施挖潛。
井間剩余油氣主要發(fā)生在縱向不均的多油層當(dāng)中,因為井和井的壓力較為平衡,所以導(dǎo)致油氣不容易流動,從而產(chǎn)生剩余油氣的富集區(qū)。另外,井間經(jīng)常存在未鉆的小型砂體,所以造成油氣不能被開采,進而產(chǎn)生剩余油氣富集區(qū)。要想高效采收井間的剩余油氣,需要利用側(cè)鉆水平井挖潛。在選擇海上油氣田低效井側(cè)鉆技術(shù)時,需要結(jié)合油藏情況和剩余油分布狀況,從而得到開發(fā)井網(wǎng)的部署以及長期計劃,以極大程度地采收油氣田,增大油氣田的采收率。
老井側(cè)鉆技術(shù)屬于增大采收率最為有效的一個方法,所以老井側(cè)鉆技術(shù)被廣泛用于我國的陸地油氣田中,并具有一套完整的工藝流程與工具體系,主要為:井眼軌跡設(shè)計、套管開窗、地質(zhì)導(dǎo)向和完井防砂。在陸地油氣田老井側(cè)鉆技術(shù)當(dāng)中,主要就是水平井,側(cè)鉆的長度通常小于500m,側(cè)鉆的部位距儲層都較近,大部分井型呈中短半徑,并且運用的是小井眼側(cè)鉆形式,完井的方式也非常多。陸地油田側(cè)鉆井的成本會占到新井的40%,通常單井的日產(chǎn)量較低,其壽命大概為5a。經(jīng)過調(diào)查可知,我國陸地油氣田每年老井側(cè)鉆大概為150多口,并且效果良好。
因為低效井側(cè)鉆技術(shù)被廣泛用于陸地油氣田當(dāng)中,并得到了良好的成效,所以又將低效井側(cè)鉆技術(shù)用于海上油氣田中,不過海上油氣田的低效井剩余油氣辨別難度要顯著大于陸地油氣田,其特征主要體現(xiàn)在如下3點:①海上油氣田的單平臺井較少,井距較大,所以對砂體的分布辨別較難。②因為海上油氣田主要運用的是多層合采,所以層間的干擾程度較大,使得油水關(guān)系非常復(fù)雜,從而對剩余油氣的辨別非常困難。③因為海上油氣田運用的是分段防砂形式,并且防砂段的小層較多,所以各個小層的產(chǎn)量以及吸量就很難得到。要想高效開發(fā)海上油氣田,就必須采用合理的老井側(cè)鉆技術(shù)以及實施方案,利用側(cè)鉆定向井來準確得到剩余油氣的分布情況,然后多次側(cè)鉆定向井以及水平井,從而達到采收率與經(jīng)濟效益最大化。
海上油氣田低效井的剩余油氣分布狀況可通過長半徑、中半徑以及短半徑側(cè)鉆得到。其中,長半徑為:曲率半徑大于286m、狗腿度小于6°/30m;中半徑為:曲率半徑在85~286m、狗腿度為(6°-20°)/30m; 短半徑為:曲率半徑在12~85m、狗腿度為(20°- 140°)/30m。在實際作業(yè)當(dāng)中,為了避免靶前位移,減少鉆機的負荷,確保鉆井實施良好,完井靈活,最好運用(6°-10°)/30m的中半徑定向井與水平井的低效井側(cè)鉆技術(shù)。通常側(cè)鉆中半徑水平井與定向井具有很多的優(yōu)勢,主要為:①通過老井側(cè)鉆,不僅周期少、節(jié)約材料、速度快,而且成本很低。②井眼較小、井段較短,所以對鉆井機的要求較少。③地層較為穩(wěn)定,作業(yè)較為安全,能夠防止井下事故產(chǎn)生。④靶前位移和地層變化少,增大了靶點的準確性,能夠在小斷塊油藏中得到較大的水平段,并且油氣層的命中率較大。⑤因為造斜井段比較小,造斜點距油層的垂向距離較短,這樣電泵就能在造斜點上的井段實施開采。
側(cè)鉆中半徑水平井以及定向井時也存在著很多的問題,主要包括:造斜率大、造斜段短、井眼曲率大、管柱下入難、小井眼層的防砂困難,必須采用有效的方法,使作業(yè)順利完成。經(jīng)過對鉆完井技術(shù)和設(shè)備的不斷研究可知,9-5/8in套管開窗能鉆8-1/2in及以下的井眼;7in套管開窗能鉆6in、5-7/8in以及4-3/4in的井眼。在此以7in套管開窗為研究對象,研究了海上油氣田側(cè)鉆小井眼的完井方式以及技術(shù)方案。對于套管射孔+優(yōu)質(zhì)篩管簡易防砂的完井方式來說,其技術(shù)方案為:如果是6.0/5.875in的井眼,則應(yīng)下入4.5in套管+2.875in優(yōu)質(zhì)篩管;如果是6.0/5.875in的井眼擴眼到7in,則應(yīng)下入5in套管+3.5/2.875in的優(yōu)質(zhì)篩管;如果是6.0/5.875in的井眼擴眼到7.5in,則應(yīng)下入5.5in套管+4/3.5/2.875in優(yōu)質(zhì)篩管。此技術(shù)非常成熟,比較適合用于定向井與水平井,此完井方式的優(yōu)點就是操作簡單,井眼和管柱的尺寸較為靈活,其不足就是固井的質(zhì)量無法保證。對于套管射孔+礫石充填防砂的完井方式來說,其技術(shù)方案為:如果是6.0in的井眼擴眼到7.0in,則應(yīng)下入5.0in套管+2.875in篩管礫石充填;如果是6in的井眼擴眼到7.5in,則應(yīng)下入5.5in套管+2.875in篩管礫石充填,此技術(shù)非??尚校鋬?yōu)點就是礫石充填防砂的效果強,其不足就是篩管的尺寸會受限制。對于裸眼完井的完井方式來說,其技術(shù)方案為:不固井、不充填,只利用裸眼封隔器封隔油水和泥巖,此技術(shù)比較成熟,其優(yōu)點就是操作簡單,井眼和管柱的尺寸較為靈活,其不足就是無法層間封隔。對于裸眼完井不充填的完井方式來說,此技術(shù)也較為成熟,其優(yōu)點是上部分固井可以良好封隔泥巖,其缺點是防砂效果弱。對于裸眼完井的完井方式來說,如果7.0in套管開窗側(cè)鉆以后不固井,則直接下入礫石充填防砂管柱;如果是7.0in頂部封隔器+盲管+管外封隔器+篩管+浮鞋,則先坐封頂部封隔器和管外封隔器,然后利用底層礫石充填,此技術(shù)較為成熟,其優(yōu)點就是防砂效果強,其缺點就是封隔效果差。對于裸眼完井7.0in套管側(cè)鉆6.0in井眼的完井方式來說,應(yīng)下防砂固井一體的設(shè)施,下層充填、上層固井,此技術(shù)非??尚?,優(yōu)點就是防砂效果強、封隔性好、周期短。
在低效井側(cè)鉆技術(shù)當(dāng)中,最常用的設(shè)備就是修井機,能夠有效減少對資源的依靠程度。雖然海上修井機的井架能夠充分滿足載荷要求,但是運用修井機在開窗側(cè)鉆過程當(dāng)中,鉆井的深度不等于修井的深度,由此需要對修井機側(cè)鉆的能力展開分析。在此對鉆8.5in以及6.0in井眼展開研究,對修井機側(cè)鉆能力實施分析,經(jīng)過深入的分析能夠發(fā)現(xiàn),海上油氣田修井機能夠充分達到側(cè)鉆技術(shù)的需要。
從實際情況可知,側(cè)鉆點的深為1 500m,6in井眼側(cè)鉆為600m,井段為水平井,鉆井的周期共8.5d,鉆井的費用共950萬元。因為采用的是老井側(cè)鉆技術(shù),所以可通過如下的方法來減少成本、增大效率:①船舶和直升機均與油礦共享,這樣就能節(jié)省100萬的運輸費與燃料費。②錄井資料和設(shè)備從簡,這樣就能節(jié)省10萬的費用。③簡化測井資料的要求,這樣就能節(jié)省50萬的費用。④井口和套管的服務(wù)讓井隊實施,這樣就能節(jié)省10萬的費用。⑤利用模塊化的固井設(shè)施,這樣就能節(jié)省30萬的費用。⑥其他應(yīng)當(dāng)采用特殊的合同,就能節(jié)省100萬的費用。這樣鉆井的總費用就能保持為650萬元,再加上棄井與完井的費用,單井總成本大概為1 100萬。如果以每桶油價55美元、匯率6.1、操作費用80萬元/a,稅費30%來算,如果單井的日產(chǎn)量按照20m3/d,則年收入共為996.6萬元,這樣兩年就能收回成本。由此可見,運用低效井側(cè)鉆中半徑井眼技術(shù)以及上述的管理方法,能夠有效減少鉆井的成本,提高效率。
海上油氣田低效井的數(shù)量越來越多,必須對低效井采取處理,但是低效井的處理成本高、產(chǎn)能低,所以高效解決低效井是現(xiàn)階段海上油氣田開發(fā)的主要問題之一。要想有效解決低效井問題,只能借助低成本的側(cè)鉆技術(shù),通過開采老油氣田的剩余油氣,來增大油氣田的采收率。因為老井側(cè)鉆技術(shù)已經(jīng)在陸地油氣田中得到了良好的效果及作用,所以將此技術(shù)用在海上油氣田當(dāng)中也能取得良好的成效,應(yīng)用前景非??捎^。同時海上油氣田低效井的研究應(yīng)當(dāng)注重其周圍,以采用適當(dāng)?shù)呐洚a(chǎn)和周期預(yù)測,顯著增大老井剩余油氣的采收率。在實際當(dāng)中,應(yīng)依據(jù)海上油氣田的實際情況,采取適當(dāng)?shù)睦暇畟?cè)鉆技術(shù),并設(shè)計良好的井身結(jié)構(gòu)與完井方式,保證側(cè)鉆成功完成。在鉆完井技術(shù)當(dāng)中,最為關(guān)鍵的就是管柱下入狀況,應(yīng)當(dāng)采用合理的側(cè)鉆井眼曲率、鉆井技術(shù)、小井眼完井器材、技術(shù)以及工具,從而控制成本,顯著提升海上油氣田低效井的采收率。