分支水平井鉆井技術(shù)在小斷塊邊部油藏中的應(yīng)用喻晨

1、confidentialconfidential遼河石油勘探局工程技術(shù)研究院中國(guó)石油匯報(bào)人匯報(bào)人: :喻喻 晨晨遼河石油勘探局工程技術(shù)研究院遼河石油勘探局工程技術(shù)研究院20072007年年9 9月月2121日日confidentialconfidential中國(guó)石油confidentialconfidential中國(guó)石油confidentialconfidential中國(guó)石油confidentialconfidential中國(guó)石油小小3535塊基本特性塊基本特性構(gòu)造位置構(gòu)造位置: :位于遼河盆地東部凹陷位于遼河盆地東部凹陷 中段鐵匠爐構(gòu)造西側(cè)中段鐵匠爐構(gòu)造西側(cè)構(gòu)造形態(tài)構(gòu)造形態(tài): :一個(gè)依附于界

2、西斷層的一個(gè)依附于界西斷層的 大型斷裂鼻狀構(gòu)造大型斷裂鼻狀構(gòu)造目的層段目的層段: :S3S3中段中段儲(chǔ)層巖性儲(chǔ)層巖性: :粗面巖粗面巖儲(chǔ)集空間儲(chǔ)集空間: :縫洞縫洞孔隙雙重介質(zhì)孔隙雙重介質(zhì)儲(chǔ)層特征儲(chǔ)層特征: :儲(chǔ)層非均質(zhì)較強(qiáng)，物性儲(chǔ)層非均質(zhì)較強(qiáng)，物性 較差。較差。confidentialconfidential中國(guó)石油局局 部部 平平 面面 部部 署署 圖圖confidentialconfidential中國(guó)石油 小小3333、3535塊從塊從20052005開始布井開發(fā)，已完成直井、定向井開始布井開發(fā)，已完成直井、定向井6 6口口效果均不理想。效果均不理想。 20062006年遼河油田金馬公

3、司部置了小年遼河油田金馬公司部置了小35-H1Z35-H1Z雙分支水平井。第雙分支水平井。第一分支水平段長(zhǎng)一分支水平段長(zhǎng)850850米，第二分支水平段長(zhǎng)米，第二分支水平段長(zhǎng)350350米。米。confidentialconfidential中國(guó)石油地地 質(zhì)質(zhì) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 參參 數(shù)數(shù)confidentialconfidential中國(guó)石油confidentialconfidential中國(guó)石油施工精度高施工精度高井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜地質(zhì)情況復(fù)雜地質(zhì)情況復(fù)雜施工工序復(fù)雜施工工序復(fù)雜井控難度大井控難度大井眼軌跡復(fù)雜井眼軌跡復(fù)雜施工技術(shù)難點(diǎn)施工技術(shù)難點(diǎn)confidentialconfidentia

4、l中國(guó)石油準(zhǔn)確入靶難度大：準(zhǔn)確入靶難度大：兩個(gè)支分屬不同斷塊，分支間垂深相差兩個(gè)支分屬不同斷塊，分支間垂深相差50 m50 m易發(fā)生井漏、井噴易發(fā)生井漏、井噴：兩分支造斜段巖性為粗巖面，可鉆性差，兩分支造斜段巖性為粗巖面，可鉆性差， 水平段儲(chǔ)層縫洞水平段儲(chǔ)層縫洞孔隙雙重介質(zhì)易發(fā)生井漏孔隙雙重介質(zhì)易發(fā)生井漏 原始地層存在高壓油、氣，易發(fā)生井噴。原始地層存在高壓油、氣，易發(fā)生井噴。confidentialconfidential中國(guó)石油Z1Z1分支為分支為反向雙臺(tái)階反向雙臺(tái)階, ,階梯階梯呈上翹趨勢(shì)呈上翹趨勢(shì)井眼軌跡井眼軌跡水平段水平段最大井斜最大井斜101.7101.7, , 水平段長(zhǎng)水平段長(zhǎng)8

5、50m850m，入靶點(diǎn)與完鉆點(diǎn)，入靶點(diǎn)與完鉆點(diǎn)垂深垂深相差相差100m100m這種井眼軌跡攜巖屑困難，摩阻、扭矩大，在施工中會(huì)造成鉆具這種井眼軌跡攜巖屑困難，摩阻、扭矩大，在施工中會(huì)造成鉆具“自鎖自鎖”小小35-H1Z135-H1Z1垂直剖面圖垂直剖面圖confidentialconfidential中國(guó)石油全井共有五開井身結(jié)構(gòu)、四全井共有五開井身結(jié)構(gòu)、四層套管層系、五種套管尺寸層套管層系、五種套管尺寸 339.7mm339.7mm套管套管 244.5mm244.5mm技術(shù)套管技術(shù)套管 177.8mm177.8mm技術(shù)尾管技術(shù)尾管 139.7mm139.7mm襯管襯管 127mm127mm襯管

6、襯管這種井身結(jié)構(gòu)應(yīng)用在分支井這種井身結(jié)構(gòu)應(yīng)用在分支井上在國(guó)內(nèi)屬于首例。上在國(guó)內(nèi)屬于首例。confidentialconfidential中國(guó)石油存在以下幾個(gè)難點(diǎn)：存在以下幾個(gè)難點(diǎn)：Z2Z2分支井眼尺寸與套管尺寸間的分支井眼尺寸與套管尺寸間的環(huán)空間隙小，下入風(fēng)險(xiǎn)大，保證環(huán)空間隙小，下入風(fēng)險(xiǎn)大，保證固井質(zhì)量難度大；固井質(zhì)量難度大；套管下入深度稍有誤差，將影響套管下入深度稍有誤差，將影響到分支井懸掛機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確坐掛和下到分支井懸掛機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確坐掛和下步貫通作業(yè)；步貫通作業(yè)；水平段鉆進(jìn)過程中，頻繁起下鉆水平段鉆進(jìn)過程中，頻繁起下鉆與鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)影響分支井的窗口與鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)影響分支井的窗口密封與懸掛。密封與懸掛。

7、confidentialconfidential中國(guó)石油 * * 全井在完井作業(yè)需要近全井在完井作業(yè)需要近2020道工序，每道工序環(huán)環(huán)道工序，每道工序環(huán)環(huán) 相連，中間環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將對(duì)全井造成影響。相連，中間環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將對(duì)全井造成影響。 * * 第二個(gè)分支井眼鉆進(jìn)用兩套泥漿體系，同時(shí)增加了第二個(gè)分支井眼鉆進(jìn)用兩套泥漿體系，同時(shí)增加了 固井程序，使得整個(gè)施工工藝過程更加復(fù)雜。固井程序，使得整個(gè)施工工藝過程更加復(fù)雜。 * * 第二分支側(cè)鉆開窗前，必須對(duì)第二分支側(cè)鉆開窗前，必須對(duì)Z1Z1進(jìn)行封隔，防止進(jìn)行封隔，防止 儲(chǔ)層污染，這又增加了施工工序和施工難度。儲(chǔ)層污染，這又增加了施工工序和施工難度。

8、confidentialconfidential中國(guó)石油1 1）井眼軌跡控制精度高）井眼軌跡控制精度高 軌跡要完全落入設(shè)計(jì)靶窗內(nèi)，最大造斜率控制在軌跡要完全落入設(shè)計(jì)靶窗內(nèi)，最大造斜率控制在6 6/30m/30m， 盡量保持井眼軌跡光滑。盡量保持井眼軌跡光滑。）鉆具要求精確）鉆具要求精確 每一步工序的鉆具組合的誤每一步工序的鉆具組合的誤差不允許超過差不允許超過10cm10cm; ;此外，開窗此外，開窗 點(diǎn)深并有井斜，對(duì)于重點(diǎn)工序都需要配備應(yīng)急處理預(yù)案，點(diǎn)深并有井斜，對(duì)于重點(diǎn)工序都需要配備應(yīng)急處理預(yù)案， 保持施工的連續(xù)性。保持施工的連續(xù)性。）工序質(zhì)量要求高）工序質(zhì)量要求高 每道工序的完成質(zhì)量都要符

9、合設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)，如果每道工序的完成質(zhì)量都要符合設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)，如果 質(zhì)量偏差過大，甚至?xí)斐扇畧?bào)廢。質(zhì)量偏差過大，甚至?xí)斐扇畧?bào)廢。confidentialconfidential中國(guó)石油在兩個(gè)分支的油層內(nèi)，有大量的烴類氣體存在，地層壓力在兩個(gè)分支的油層內(nèi)，有大量的烴類氣體存在，地層壓力高，全烴值多次達(dá)到高，全烴值多次達(dá)到100%100%，并有后效顯示，這就要求在完，并有后效顯示，這就要求在完井貫通后要有充分的井控預(yù)案。井貫通后要有充分的井控預(yù)案。confidentialconfidential中國(guó)石油confidentialconfidential中國(guó)石油confidentia

10、lconfidential中國(guó)石油程序程序井眼尺寸井眼尺寸mm井深井深m套管尺寸套管尺寸mm套管下深套管下深m水泥返深水泥返深m一開一開444.5402339.7400地面地面二開二開311.12990244.52986.54氣頂以上氣頂以上200 m三開三開215.93837.75139.72936.543837.54不固井不固井四開四開215.92898177.823802893.42窗口窗口五開五開152.43239.971272843.423239.97不固井不固井 開發(fā)兩個(gè)不同斷塊的儲(chǔ)層開發(fā)兩個(gè)不同斷塊的儲(chǔ)層存在不同壓力體系存在不同壓力體系完井采用無固相鉆井液體系完井采用無固相鉆井液

11、體系采用分支井特殊完井工藝采用分支井特殊完井工藝設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求confidentialconfidential中國(guó)石油confidentialconfidential中國(guó)石油通過鉆柱力學(xué)分析、確定不同井深處鉆具通過鉆柱力學(xué)分析、確定不同井深處鉆具疲勞破壞比，為疲勞破壞比，為鉆具配置、防止鉆具斷裂制定技術(shù)措施提供依據(jù)。鉆具配置、防止鉆具斷裂制定技術(shù)措施提供依據(jù)。Fatigue Ratio0.0000.0500.1000.1500.2000.2500.3000.3500.4000.4500.5000.5500.6000.6500.7000.750Measured Depth (m)0500100

12、0150020002500300035004000L E G E N DRotate On Bottom轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)工況下鉆具各部位的疲勞破壞比轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)工況下鉆具各部位的疲勞破壞比測(cè)量深度測(cè)量深度confidentialconfidential中國(guó)石油 通過摩阻變化，判斷井眼清潔情況通過摩阻變化，判斷井眼清潔情況, , 通過優(yōu)化匹配泥漿性能、排量、及鉆進(jìn)通過優(yōu)化匹配泥漿性能、排量、及鉆進(jìn)方式方式, ,達(dá)到清潔井眼降低摩阻的目的。達(dá)到清潔井眼降低摩阻的目的。confidentialconfidential中國(guó)石油巖屑清潔情況對(duì)比巖屑清潔情況對(duì)比工況工況1:1:排量排量3030（l/sl/s）機(jī)械鉆速

13、機(jī)械鉆速3(m/hr)3(m/hr)鉆井液性能鉆井液性能15/23 15/23 (yp/pv(yp/pv) )轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速30(rpm)30(rpm)工況工況2:2:排量排量3030（l/sl/s）機(jī)械鉆速機(jī)械鉆速3(m/hr)3(m/hr)鉆井液性能鉆井液性能15/23(yp/pv)15/23(yp/pv)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為15(rpm)15(rpm)confidentialconfidential中國(guó)石油confidentialconfidential中國(guó)石油根據(jù)油藏特性和采油根據(jù)油藏特性和采油要求，兩個(gè)分支均采用要求，兩個(gè)分支均采用襯管懸掛完井方式。在襯管懸掛完井方式。在分支井完井

14、工藝上，采分支井完井工藝上，采用遼河油田用遼河油田DF-1DF-1分支井分支井完井系統(tǒng)，達(dá)到完井系統(tǒng)，達(dá)到TAML4TAML4級(jí)，兩個(gè)分支可重入，級(jí)，兩個(gè)分支可重入，窗口處有一定的機(jī)械支窗口處有一定的機(jī)械支撐。撐。confidentialconfidential中國(guó)石油定向開窗技術(shù)定向開窗技術(shù): :a.a.主井眼的封隔與支撐工具的下入；主井眼的封隔與支撐工具的下入；b.b.定向開窗工具的方向確定、下開窗造斜定向開窗工具的方向確定、下開窗造斜器、定向開窗；器、定向開窗；confidentialconfidential中國(guó)石油a.a.打撈造斜器管柱組合打撈造斜器管柱組合, ,下入導(dǎo)向系統(tǒng)；下入導(dǎo)向

15、系統(tǒng)；b.b.下分支井眼完井管柱下分支井眼完井管柱, ,定向定位懸掛；定向定位懸掛；c.c.液壓丟手后液壓丟手后, ,注水泥固井；注水泥固井；分支井眼完井管柱組合分支井眼完井管柱組合分支井眼完井技術(shù)分支井眼完井技術(shù)confidentialconfidential中國(guó)石油主、分支井眼貫通主、分支井眼貫通a.a. 打撈預(yù)置襯管；打撈預(yù)置襯管；b.b. 用鉆具分別貫通主、分支井眼用鉆具分別貫通主、分支井眼; ;c.c. 分別用油層保護(hù)液置換出鉆井分別用油層保護(hù)液置換出鉆井 泥漿并通井到底。泥漿并通井到底。confidentialconfidential中國(guó)石油confidentialconfiden

16、tial中國(guó)石油該井于該井于20062006年年1010月月2525日開鉆，日開鉆，20072007年年4 4月月2828日交井，歷時(shí)日交井，歷時(shí)185185天，高效、優(yōu)質(zhì)、天，高效、優(yōu)質(zhì)、安全地完成了施工任務(wù)。在施工中突破了安全地完成了施工任務(wù)。在施工中突破了多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)，完善了分支水平井及配套多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)，完善了分支水平井及配套技術(shù)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)和甲方要技術(shù)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)和甲方要求。求。confidentialconfidential中國(guó)石油井號(hào)井號(hào)小小35-H1-Z135-H1-Z1小小35-H1-Z235-H1-Z2造斜點(diǎn)造斜點(diǎn)2290m2290m2406m2406

17、m入靶點(diǎn)入靶點(diǎn)2968m2968m2892m2892m入靶點(diǎn)垂深入靶點(diǎn)垂深2795m2795m2752m2752m完鉆井深完鉆井深3818m3818m3240m3240m端點(diǎn)垂深端點(diǎn)垂深2697m2697m2752m2752m水平段長(zhǎng)度水平段長(zhǎng)度850m850m348m348m水平段方位水平段方位41.97-44.5 41.97-44.5 226.17 226.17 最大井斜角最大井斜角101. 7101. 790 90 泥漿密度泥漿密度1.05-1.201.05-1.201.05-1.201.05-1.20小小35-H1Z35-H1Z實(shí)鉆鉆井參數(shù)表實(shí)鉆鉆井參數(shù)表confidentialconfidential中國(guó)石油confidentialconfidential中國(guó)石油confidentialconfidential中國(guó)石油 遼河油田實(shí)踐證明：分支井技術(shù)遼河油田實(shí)踐證明：分支井技術(shù)是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的鉆井技術(shù)之是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的鉆井技術(shù)之一，盡管其工藝復(fù)雜、技術(shù)難度大、一，盡管其工藝復(fù)雜、技術(shù)難度大、風(fēng)險(xiǎn)大、成本高，但它的完善地下風(fēng)險(xiǎn)大、成本高，但它的完善地下注采網(wǎng)絡(luò)的特殊功能，在提高單井注采網(wǎng)絡(luò)的特殊功能，在提高單