羊三木南部油田井眼轨迹优化研究

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  摘 要:羊三木南部油区内井网密集,老井众多,前期涉及老井120余口,井间防碰形势严峻,必须进行丛式井方案可行性研究,统筹考虑,整体布局。此外,在目前低油价形势下,应依托钻井设计降本增效手段,实现该区低成本高效开发。
  关键词:丛式井 综合布井 井眼轨迹优化 降本增效
  1 工程概况及技术难点
  研究方案目标区位于羊三木油田南部油区,共计部署井位20口,其中水平井7口。计划设计20个槽口按丛式井平台实施,井口间距6m。研究区内井网密集,老井众多,前期涉及老井120余口,井间防碰形势严峻,必须进行丛式井方案可行性研究,统筹考虑,整体布局。此外,在目前低油价形势下,应依托钻井设计降本增效手段,实现该区低成本高效开发。
  图1羊三木油田南部井区全区井位圖
  井眼轨迹优选过程中主要存在以下难点:
  (1) 研究区内井网密集,老井众多,涉及老井210余口,井间防碰形势严峻;
  (2)平台槽口较多,且为单排一字排开布置,亦无多余槽口位置可考虑,若有一个井位布置不合理,其余槽口可能需要全部重新优化布置,工作量大,难度高,必须进行丛式井方案可行性研究,统筹考虑,整体布局;
  (3)地质部署实施顺序有要求:油藏边部井位优先,可侧钻调整实施; 水平井的邻井优先,为入窗提供依据;注水井要集中实施,便于后期的管理, 限制了井口优选的可选空间,对丛式井方案井口布局,轨迹设计及防碰扫描提出了更高的要求。
  2 井身轨迹的合理优化原则
  (1)相邻井的造斜点上下错开至少30米。中间井口用于位移小的井,造斜点较深。外围井口用于位移较大的井,造斜点则浅。如果设计的最大井斜角超过采油工艺或常规测井的限制或要求,应将造斜点提高或增加设计造斜率。
  (2)为了加快钻井速度,降低施工风险,井眼轨道将尽可能采用三段制井身剖面,并尽量将水平井集中布置,但受水平井靶点方位走向限制,为保障安全防碰距离及最佳水平井轨迹设计,个别水平井井口位置需进行单独优化。由于构造上老井较多,且新井与新井也存在防碰,为了保证钻井施工的安全性,避免发生碰撞,有的井需要采用五段制剖面或三维绕障轨道。尽量不采用三维绕障井眼,避免造成井眼复杂事故【1-2】。
  (3)井眼轨道的设计根据地质目标参数对造斜点、造斜率、井斜角和防碰措施进行优化。为了降低钻井施工难度,将常规井造斜率控制在2.4~3.0°/30m【3】,水平井使用中长半径造斜率,减少施工风险。根据各井位井底位移情况,尽量控制井斜角小于25°,有利于正常安全钻井、固井质量的保证、测井作业的顺利、完井管柱的安全下入等。
  (4)由于部分断块老井较多,在设计井眼轨道时必须进行详细的防碰扫描处理。距离较近时,要与地质协商,通过适当移动靶位延长井间距离,无法延长的,要对老井测陀螺,为钻井提供精度更高的井眼轨迹数据。在实施钻井时要采用更精确的井眼轨迹控制手段,防止钻穿老井。
  (5)在目前低油价形势下,应依托钻井设计降本增效手段,实现该区低成本高效开发。
  3 井眼轨迹优化研究
  通过多轮次的井口互换、剖面优选、造斜点与造斜率优化等手段,制定满足钻井施工的井丛场方案,实现5口水平井在相邻井口集中布置,各新井间及新井与老井间防碰问题都得了良好解决。各井位实现上部井段防碰距离大于5m,下部井段大于10m。
  (1)常规井优化:以羊10-10-4、羊10-10-3、羊11-9-2为例, 根据要求此三口井最后实施与老井羊11-10连续。针对这一特殊要求,考虑着3口井的位移与方位关系,通过调整造斜点和井眼轨迹类型等,尽量满足工程工艺要求。
  以羊11-9-2为例,该井为原剖面400m造斜,与邻井羊11-10在测深598.11m,该邻井完钻年代久,井身数据可靠性差,一方面,通过重新复测陀螺数据矫正原始数据,距离复测轨迹仅为1.96m,施工安全系数低。根据防碰关系,通过调整造斜点至300m,优化剖面,实现最近距离4.86m,保障安全实施(表1)。
  (2 )水平井受两个靶点方位限制,通过与地质部门沟通,在满足地质需求前提下,调整靶点,优化为二维单圆弧或二维双增剖面,一方面在入窗前加入调整井段,可以根据实钻及时调整轨迹,降低施工难度;另一方面单口井直接节约进尺65m,降本增效前提下保障安全顺利钻井施工。
  4 结论与认识
  (1) 根据调整后地质方案,羊三木油田南部井区丛式井平台共布井19口,设计19个槽口,槽口间距6m,其中常规井13口,水平井6口。优化后方案,13口常规井大部分设计为三段制简单剖面,可加快施工进度,减少施工风险;6口水平井除羊3H36井受靶前位移过小限制设计为单圆弧剖面,其余水平井均设计为可大大节省钻井进尺的双增剖面,并且缩短了导向井段长度,节约了钻井成本。19口井共计节省钻井进尺419.26m。
  (2) 羊三木1号井场区域内井网密集,通过 “井位-轨迹-井场”平台化决策环境,利用整体综合布井、防碰最优井眼轨迹设计方法,确定了同时满足地质工程的批钻丛式井钻井方案,并顺利完成施工(图2,图3)。
  参考文献:
  [1]闫铁,徐婷,毕雪亮,等. 丛式井平台井口布置方法[J]. 石油钻探技术,2013,41(2): 13~16
  [2] 葛云华,鄢爱民,高永荣,等. 丛式水平井钻井平台规划[J].石油勘探与开发, 2006,32(5): 94~100.
  [3]董德仁,张乃彤等,埕海一区人工井场井口及井眼轨迹优化[J].石油钻采工艺,2009.31
  作者简介:
  王国娜(1983.6),女,35岁,汉族,河南洛阳人;2011年毕业于中国石油大学(华东)矿产普查与勘探,硕士;工程师,现主要从事钻井工程设计及相关研究工作,通讯地址:大港油田石油工程研究院,
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