摘要:　在分析了制約和影響油田企業低滲透低孔隙低產能油藏開發效果的主要因素的基礎上,結合油田企業最新現場試驗成果,提出了相應的鉆井技術措施,并從井身結構、鉆具組合、鉆井參數、鉆機和鉆頭選型及油層保護等方面進行了重點和詳細論述。

　　主題詞:低孔低產能;油田;鉆井

　　Abstract: analysis of the restricted and influenced low permeable oilfield enterprises low porosity can low yield of reservoir development effect of the main factors of basis, combining with the latest oilfield enterprises test results, and put forward the corresponding measures of drilling technology, and well from body structure, downhole assembly and drilling parameters, drill and bit selection and oil reservoir protection and so on key and detailed discussion.

　　Keywords: low holes can low; Oil field; drilling

　　中圖分類號：TE242 文獻標識碼：A 文章編號：

　　目前油田單位低滲透低孔隙低產能(簡稱“三低”)石油地質儲量近3億t,占油田已探明未動用儲量的92.4%,這是該油田持續穩定發展的后備資源。油田單位在正確分析制約和影響“三低”油田開發效果的主要因素的基礎上,采取相應的鉆井工藝技術,最大限度地減少了投資,使未動用的“三低”油藏得以有效開發,確保油田持續穩定地發展。

　　一、制約和影響“三低”油田開發效果的主要因素

　　1.采用常規技術開發,投資大,原油生產成本過高油田企業“三低”油藏單井產量低,井深千米的油井產量多為2t左右,且井網較密。

　　2.儲層特性影響，從地質的觀點看,滲透率低于10×10-3μm2的低滲透油藏,具有雙峰型的孔隙分布特性,這不僅決定了油藏具有大的比表面積和強烈的微觀非均質性,而且決定了其弱排油和低產特性。另外,儲層孔隙細小,比表面積大,造成了流體流動的表面分子力作用和賈敏效應十分強烈。因此當打開油氣層時,水鎖效應將相當嚴重,表1的試驗數據就證明了這一點。

　　注: ko1——油水兩相達到平衡后,測油向滲透率; ko2——正向用煤油測損害后的滲透率。由表1可見,水鎖效應對低滲、低孔儲層損害十分嚴重,最大損害率高達85.02%,使油井產量大為降低。

　　二、提高“三低”油田開發效果的途徑

　　1.應用油層保護技術,提高單井產量，對于低孔隙度低滲透率砂巖儲層來說,按三分之一的架橋原理,外來較小顆粒進入儲層的最大喉道是可能存在的,而較大的顆粒進入儲層主要連通喉道卻不大可能存在,且最大連通喉道在儲層孔隙中所占比例很小,因此低孔隙低滲透油藏的主要損害是泥漿濾液進入油層,使油層產生水鎖及水敏效應等。又考慮到“三低”油藏滲透能力低,油井必須壓裂改造后才能投產,因此在鉆井過程中的油氣層保護,主要是減小泥漿濾液侵入深度和侵入量,并且嚴防壓漏油氣層,從而降低后期完井和采油作業時近井地帶的處理費用,提高近井地帶處理效果,達到提高單井產量、降低采油成本的目的。

　　2.采用小眼井鉆井技術,降低鉆井成本

　　“三低”油藏因其自身特征,造成了開發和穩產的難度很大,因此要使該類油田得到有效開發,必須大幅度地降低投資規模。在進一步研究和試驗的基礎上,油田企業在1997年又進行了開發“三低”油田，采用小眼井鉆井技術平均每米鉆井成本可節約158.98元。盡管由于摸索小眼叢式井井眼軌跡控制規律及試驗和優選小眼井PDC鉆頭,使前三口井平均鉆井周期較常規井多5d,但4口小眼井綜合鉆井成本仍比常規井眼降低19.1%。而且隨著小眼井井眼軌跡控制技術的完善及高鉆速小眼井PDC鉆頭研制的成功,小眼井平均機械鉆速達到常規井眼水平,使最后一口小眼井鉆井成本較常規井眼降低達34.6%。因此,目前采用小眼井鉆井技術使鉆井成本降低25%以上完全可以實現,而且理論上也有依據。以某地區為例,一口井深1800m的?152mm小眼井與常規井眼相比,可降低鉆井費用: (1)鉆機作業費: 14萬元; (2)套管費用: 10.67萬元; (3)水泥費用: 0.65萬元;(4)鉆前工程: 11.8萬元(平臺井單井節余費用),以上四項節

　　約鉆井費用共計37.12萬元。某地區常規井眼每口井鉆井成本139萬元,則小眼井降低鉆井成本幅度為: 37.12/139=26.8%。除此之外,鉆井液、固井施工、設備維修等環節還可節約一定的鉆井費用,而且隨著井深增加,相應鉆井周期增加,使得鉆機作業費及材料消耗節余繼續增大,因此小眼井鉆井降低鉆井成本幅度完全可以達到25%以上。小眼井鉆井是實現“三低”油田高效開發的有效途徑。

　　三、鉆井工藝技術

　　1.井身結構及鉆具組合

　　小眼井井身結構及鉆具組合設計要由工程、地質、成本預算聯合確定。設計中在考慮井眼穩定、中途測斜、完井測試、鉆機選型、采油及壓裂等因素前提下,使鉆井成本最低。

　　(1)井身結構241mm井眼×40m (178.8mm表套) +?152mm井眼(114.3mm油套)×完鉆井深。其依據是:①表層套管可成功地封住第四系未成巖的砂層(厚度<40m),既經濟又安全,確保鉆井順利地進行;②全井段內無異常高壓帶存在,通過合理設計鉆井液密度和精心施工可避免井漏、井塌等事故的發生;③油田企業早在60～70年代就曾在淺層油田開發中采用過114.3mm油層套管,并大面積地應用于扶余油田的開發生產,掌握了注水、舉升、油層改造等完善配套的主體采油工藝技術。

　　(2)鉆具組合一開: 241mm鉆頭+165mm鉆鋌×3根+?89mm鉆桿+方鉆桿;二開: 152mm鉆頭+121mm水力加壓器+121mm鉆鋌×18根+121mm上下震擊器+89mm鉆桿+方鉆桿。

　　2.鉆頭及鉆井參數優選

　　實踐表明,小眼井鉆井中鉆頭選型及其與水力參數的匹配非常關鍵,它直接影響到小眼井機械鉆速提高和鉆井成本的降低。油田企業“三低”油藏地質情況相似,根據某區塊鉆井驗,首選PDC小眼井鉆頭,既可顯著提高機械鉆速又能減少井下事故的發生。上部地層(姚家組以上地層)選用勝利油田生產的SLR2或SLR3鉆頭,下部地層選用新研制的F652G鉆頭,機械鉆速可達到常規井眼鉆頭水平。另外在巖性變化較大的地層,則選用單牙輪鉆頭。鉆頭和鉆井參數的優選結果

　　3.鉆井完井液

　　小眼井鉆井液要滿足以下要求: (1)鉆井液處理劑應與地

　　層水配伍; (2)濾失量小,粘度低; (3)抑制性能強。綜合以上因素及油田企業現場應用效果,可選用小陽離子聚合物泥漿體系。主要處理劑為: KPA、CSW-1、NH4PAN、FA367、FT-1等。

　　4.油氣層保護

　　小眼井環空流動阻力大、流速高,泥漿對井壁的沖蝕作用強,濾失量大,加之鉆具柔性大,在高轉速下易鞭打井壁,所以與常規井眼鉆井相比,小眼井鉆井對儲層污染較大。據國外資料介紹, 107.9mm的小眼井與215.9mm的常規井眼相比,在泥漿浸泡時間相同的情況下,小眼井滲透侵蝕深度是常規井眼的1.71倍。因此小眼井鉆井更應進行油層保護。小眼井低傷害鉆井應采取以下措施:

　　(1)在進入儲層前50m,調整好泥漿性能,嚴格控制泥漿密度、濾失、粘度; (2)鉆進油層段,轉速不大于160r/min,排量不大于14L/s,并嚴格控制泥漿濾失量; (3)只許正副司鉆扶剎把,防止井下事故的發生;接單根后,緩慢啟動泵,均勻送鉆;起鉆時用I檔;下鉆時控制下放速度,防止壓力激動過大,造成井漏; (4)盡量避開在油層段換鉆頭,完鉆后及時測井,縮短油層浸泡時間。

　　5固井

　　采用G級水泥+早強降濾失劑+減阻劑,下套管時加放新型剛性扶正器保證套管居中,同時優化注水泥設計,可保證固井質量,同時減少油層損害。

　　四、結論和建議

　　1.小眼井低傷害鉆井可在提高單井產量的同時,最大限度地降低鉆井成本,是實現“三低”油田高效勘探和開發的有效途徑,建議全面推廣應用。

　　2.要想使小眼井鉆井大幅度地降低成本,在優化小眼井鉆井工藝的同時,還要搞好小眼井鉆機的優化配置。

　　3.建議在開展小眼直井及叢式井試驗的同時,積極開展小眼水平井鉆井的研究和試驗,從而提高單井產量,探索進一步降低鉆井綜合成本的可能性。

　　4.由于“三低”油藏主要采取壓裂后投產,因此除了鉆井過程中的油層保護外,還要搞好壓裂及采油過程中的油層保護及油層改造,以提高單井產量,進一步降低開發成本。