海上油田低效井侧钻评价井方案优化设计.pdf

收稿日期:;修回日期:作者简介:吴占民(),男,硕士,高级工程师,主要从事海洋石油钻完井设计及相关研究工作,E m a i l:w u z h m c n o o c c o m c n.第 卷第期 年月北京石油化工学院学报J o u r n a l o fB e i j i n gI n s t i t u t eo fP e t r o c h e m i c a lT e c h n o l o g yV o l N o M a r 文章编号:()海上油田低效井侧钻评价井方案优化设计吴占民,陈国宏,王赞,陈立强,骆奎栋(中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津 )摘要:为了降低海上评价井长期试采的成本,利用现有生产平台低效井侧钻评价井.介绍了口低效井侧钻评价井的方案优化过程,针对评价区块储层不确定性较大的情况,轨迹设计时综合考虑了评价井位与备用井位,优化侧钻轨迹设计,能够降低作业难度,减少总进尺.结合测井工具现状及机具作业能力,优化井身结构,在满足评价井资料录取的前提下降低作业难度.结果表明,利用低效井侧钻评价井能够实现油藏对目标区块的评价作用,在满足安全的前提下,评价成本大幅度降低,个典型案例为低效井侧钻评价井提供了可供参考的方案设计优选经验.关键词:评价井;侧钻;资料录取;方案优选中图分类号:T E 文献标志码:AD O I:/j c n k i i s s n 开放科学(资源服务)标识码:O p t i m i z a t i o nD e s i g no fS i d e t r a c k i n gE v a l u a t i o nW e l l S c h e m eb yL o wE f f i c i e n c yW e l l s i nO f f s h o r eO i l f i e l dWUZ h a n m i n,CHE NG u o h o n g,WANGZ a n,CHE NL i q i a n g,L UOK u i d o n g(CNO O CE n e r t e c hD r i l l i n g&P r o d u c t i o nC o,T i a n j i n ,C h i n a)A b s t r a c t:I no r d e r t or e d u c e t h ec o s to f l o n g t e r mp r o d u c t i o nt e s to f e v a l u a t i o nw e l l,i t i sd e c i d e dt os i d e t r a c ke v a l u a t i o nw e l l b yu s i n g l o we f f i c i e n c yw e l l o f p r o d u c t i o np l a t f o r m T h eo p t i m i z a t i o np r o c e s s i s i n t r o d u c e dt od e a lw i t ht h es i d ed r i l l i n ge v a l u a t i o nw e l l so f t h r e e l o we f f i c i e n c yw e l l s I nv i e wo f t h e l a r g e r e s e r v o i ru n c e r t a i n t y i n t h e e v a l u a t i o nb l o c k,t h e t r a j e c t o r yd e s i g nc a nr e d u c et h eo p e r a t i o nd i f f i c u l t ya n dt h et o t a l f o o t a g eb yc o m p r e h e n s i v e l yc o n s i d e r i n gt h ee v a l u a t i o nw e l ll o c a t i o na n ds t a n d b yw e l l l o c a t i o na n do p t i m i z i n gt h es i d e t r a c k i n gt r a j e c t o r yd e s i g n C o m b i n e dw i t ht h ec u r r e n t s i t u a t i o no f l o g g i n gt o o l sa n dt h eo p e r a t i o na b i l i t yo f t o o l s,t h ew e l l b o r es t r u c t u r e i so p t i m i z e d,a n dt h eo p e r a t i o nd i f f i c u l t y i s r e d u c e do nt h ep r e m i s eo f s a t i s f y i n gt h ed a t aa c q u i s i t i o no f e v a l u a t i o nw e l l s R e s u l t s s h o wt h a t t h e e v a l u a t i o ne f f e c t o f t h e r e s e r v o i r o n t h e t a r g e tb l o c kc a nb er e a l i z e db yu s i n gt h es i d e t r a c k i n ge v a l u a t i o nw e l l o f t h e l o we f f i c i e n c yw e l l,a n dt h ee v a l u a t i o nc o s t c a nb eg r e a t l yr e d u c e do nt h ep r e m i s eo fm e e t i n gt h es a f e t y T h r e et y p i c a l c a s e sp r o v i d eav a l u a b l e r e f e r e n c ee f o r s c h e m ed e s i g no p t i m i z a t i o no f l o we f f i c i e n c ys i d e t r a c k i n ge v a l u a t i o nw e l l K e yw o r d s:e v a l u a t i o nw e l l;s i d e t r a c k;l o g g i n g;s c h e m eo p t i m i z a t i o n钻井分为探井和开发井两大类,探井是为了查明地层及油气藏情况,落实油气藏面积及储量所钻的井.探井又分为预探井和评价井,其中,评价井(详探井)是指在已经发现油气的地质圈闭上,为评价油气藏,以探明油气边界和储量及了解油气变化、结构和产能以 及有无商 业开发 价 值 为 目 的 所 钻的井.评价的主要目的在于推动研究、降低风险,为整体开发方案提供依据,因此有些评价井需要进行长期试采,进一步认识产能、落实生产规律,更好地指导油田整体开发方案.针对海上油田的作业特点,试采作业需要钻井平台进行辅助,由于钻井平台作业日费高,不利于长期试采作业,同时,近几年,海上油田生产平台低效井越来越多 ,因此,利用现有低效井侧钻评价井成为实施评价井的一种新方式,但由于低效井侧钻评价井受井眼尺寸以及测井工具等因素的限制,需要对侧钻方案进行优化,在满足地质油藏要求的基础上,降低钻完井投资.定向井轨迹优化设计渤海某油田X 区块通过地震属性研究,推断砂体厚度大、展布广.针对低部位潜力砂体,需要部署评价井落实潜力区含油性、储层、流体性质和储量规模,经过方案优化,决定利用邻近平台的低效井P 侧钻实施.由于潜力砂体尚未有钻井揭示,目标砂体含油性及油水界面存在不确定性,评价井有落空风险,因此,地质油藏专业制定了风险预案,落空后侧钻至探明区域进行生产.具体实施方案如图所示.评价井靶点P H、P H 和落空后侧钻井位的靶点P S、P S 和低效井P 的位置关系如图所示.低效井P 井套管程序为 隔水导管 m/套管 m/套管 m 尾管()m,根据 海洋石油弃井规范,P 井弃井时,需要在尾管悬挂器以下约 m向上注一个长度不小于 m的水泥塞,候凝并探水泥塞顶面.考虑弃井水泥塞高度,结合套管接箍、扶正器等数据,评价井最深侧钻点在 m,不同侧钻点处评价井P H 的轨迹如表所示.图评价井实施策略F i g E v a l u a t i o nw e l l i m p l e m e n t a t i o ns t r a t e g y图低效井P 与评价井靶点位置关系F i g L o c a t i o nr e l a t i o n s h i pb e t w e e n l o we f f i c i e n c yw e l lP a n de v a l u a t i o nw e l l t a r g e t表不同侧钻点处P H 轨迹对比表T a b l eC o m p a r i s o no fP H t r a j e c t o r i e sa td i f f e r e n t s i d e t r a c k i n gp o i n t s侧钻点/m井斜变化/()方位角变化/()全角变化率/()(m)井深/m进尺/m 由表中可以看出,上提侧钻点轨迹难度未明显减小,因此暂定在 m进行侧钻,考虑落空的情况,对P S 的轨迹进行设计,结果如表所示.表不同侧钻点处P S 轨迹对比表(m侧钻P H)T a b l eC o m p a r i s o no fP S t r a j e c t o r i e sa td i f f e r e n t s i d e t r a c k i n gp o i n t s(ms i d e t r a c kP H)侧钻点/m井斜变化/()方位角变化/()全角变化率/()(m)井深/m进尺/m 北京石油化工学院学报 年第 卷由表中可以看出,m和 m侧钻轨迹稳斜角均在 左右,轨迹难度较大,因此推荐在 m侧钻P S,m为P 井的套管段,需要再次 开 窗 作 业.尝 试 调 整P H 的 侧 钻 点 至 m,对P S 井的轨迹进行设计,结果如表所示.表不同侧钻点处P S 轨迹对比表(m侧钻P H)T a b l eC o m p a r i s o no fP S t r a j e c t o r i e sa td i f f e r e n t s i d e t r a c k i n gp o i n t s(ms i d e t r a c kP H)侧钻点/m井斜变化/()方位角变化/()全角变化率/()(m)井深/m进尺/m 由表中可以看出,m侧钻P S 井轨迹难度适中,上提侧钻点轨迹难度无明显减小,因此推荐在 m侧钻P S 井.对 m和 m侧钻P H 的方案进行对比,如表所示.表不同侧钻方案对比表T a b l eC o m p a r i s o no fd i f f e r e n t s i d e t r a c k i n gs c h e m e s项目方案方案井号侧钻点/m着陆完钻井深/m进尺/m最大井斜角/()总进尺/mP H P S P H P S 备注需次开窗作业总进尺少,且仅需次开窗作业注:P H 井为水平井,进尺为着陆段进尺数据.考虑P H 井落空的风险,推荐在 m侧钻P H 井,若落空,则注水泥至 m左右,裸眼侧钻P S 井,相对于方案,可节约进尺,减少开窗作业次数.井身结构优化设计渤海某油田X 区块位于气云区的核心区,地震资料品质差,钻井资料少,区内部构造难以刻画.根据目前已钻评价井和定向井情况,对X 区构造特征、储层特征、储量分布及产能进行了研究分析:区内部构造存在进一步复杂化的可能性,有待于地震重采集开展构造解释进一步落实.根据油田整体的规划方案,第阶段计划利用邻近平台低效井侧钻口评价井试采,开展先期评价,为后续目标区块整体开发方案研究奠定基础.口评价井在目的层段测井项目包括自然伽马、电阻率,生产层段进行核磁共振测井与测压作业.P S 井井身结构优化低效井P 井套管程序为 隔水导管 m/套管 m/套管 m 尾管()m,根据评价井P S 的靶点,对轨迹进行设计,不同侧钻点处评价井P S 的轨迹如表所示.表不同侧钻点处P S 轨迹对比表T a b l eC o m p a r i s o no fP S t r a j e c t o r i e sa td i f f e r e n t s i d e t r a c k i n gp o i n t s侧钻点/m井斜变化/()方位角变化/()全角变化率/()(m)井深/m进尺/m 注:P 井在 m井段与邻井防碰分离系数小于,不适合侧钻.由表中可以看出,m以后侧钻轨迹稳斜角均 超 过 ,轨 迹 实 施 难 度 较 大,因 此 推 荐 在第期吴占民等海上油田低效井侧钻评价井方案优化设计 m侧钻.对 m侧钻的方案与对应井身结构进行对比,如表所示.表不同侧钻方案井身结构对比表T a b l eC o m p a r i s o no fw e l l s t r u c t u r eo fd i f f e r e n t s i d e t r a c k i n g s c h e m e s项目侧钻方式侧钻后新井眼井身结构方案特点方案/套管开窗侧钻/()()弃井简单;井段长,钻井作业难度大;井段无测压工具,无法满足油藏要求.方案隔水导管鞋下裸眼侧钻/()弃井需磨铣/套管;钻井作业难度小.由于方案的/套管开窗点深度浅,增加/套管作为表层套管,考虑下一开次井段长 m左右,/井段作业难度大,因此增加一层井身结构;由于方案作业机具提升能力有限,/套管无法下至井底,结合油藏测井资料录取需求,/套管下至目的层顶部,不进行测压与核磁共振测井,/井眼完成目的层井段,进行相关研究资料录取工作.通过方案对比发现,方案弃井作业难度小,但是受限于测压工具,无法满足油藏要求,而评价井的主要目的即是进行资料录取与试采.方案弃井作业需要磨铣/套管,虽然工期偏长,但总体技术比较成熟,且大尺寸井眼有利于后期再侧钻,因此井身结构推荐方案.P S 井井身结构优化低效井P 井套管程序为 隔水导管 m/套管 m/套管 m 尾管()m,根据评价井P S 的靶点,对轨迹进行设计,不同侧钻点处评价井P S 的轨迹如表所示.表不同侧钻点处P S 轨迹对比表T a b l eC o m p a r i s o no fP S t r a j e c t o r i e sa td i f f e r e n t s i d e t r a c k i n gp o i n t s侧钻点/m井斜变化/()方位角变化/()全角变化率/()(m)井深/m进尺/m 老井尾管挂 m,根据 海洋石油弃井规范,考虑弃井水泥塞长度、套管接箍及扶正器,m为/套管开窗侧钻最深侧钻点.下压侧钻点至/套管下,尝试进行 尾管开窗侧钻,轨迹难度大,无法实施,上提侧钻点后,轨迹难度无明显降低,因此推荐在 m侧钻P S 井.由于进尺较长,井身结构分种方案,如表所示.表不同井身结构对比表T a b l eC o m p a r i s o no fd i f f e r e n tw e l l b o r e s t r u c t u r e s项目方案方案钻头尺寸井深套管尺寸套管下深/m(开窗点)/m ()m/m(开窗点)/m ()m m钻井工期/d最大扭矩/(k Nm)最大悬重/t 油藏评价目的层位底深 m,m左右井段进行自然伽马、电阻率测井即可,因此方案的/井眼中完原则为钻至 m后,留足完井口袋中完,井眼钻至完钻井深,进行资料录取后,回填至 尾管内,对上部井段进行试采.考虑到生产平台为 t模块钻机,方案的最大悬重和扭矩值均较大,作业风险高.方案虽然增加一开井身结构,但是工期增加较小,仅为一趟起下钻至井底与回填作业的工期,作业难度大幅度降低,因此推荐方案.(下转第 页)北京石油化工学院学报 年第 卷Y u C h a n g,C h a n g,H s u n l i n g,e ta l B r o m o c r e s o lg r e e n/m e s o p o r o u ss i l i c aa d s o r b e n tf o ra mm o n i ag a ss e n s i n gv i aa no p t i c a l s e n s i n g i n s t r u m e n tJ S e n s o r s,():FT i a n,L i a n gZ,L e iZ,e ta l An o v e lp a t t e r nm i s m a t c hb a s e di n t e r f e r e n c ee l i m i n a t i o nt e c h n i q u ei nE n o s eJS e n s o r sa n d A c t u a t o r sB C h e m i c a l,:D e t l e fL a z i k,S e b a s t i a nE b e r t,M a r t i nL e u t h o l d,e t a l M e m b r a n eb a s e d m e a s u r e m e n tt e c h n o l o g yf o ri ns i t um o n i t o r i n go fg a s e si ns o i lJ S e n s o r s,():毛倩,董德存,曾小清基于神经网络的船舶机舱油气监控系统J微计算机应用,():孙佳帅,王雨风,王恩禄,等基于B P神经网络的油冷器压降及换热量预测J热科学与技术,():李少华,许乐飞,宋东辉,等基于B P神经网络的锅炉烟气中C O的测量J东北电力大学学报,():黄建清,朱伟兴基于神经网络的废气浓度预测模型设计与实现J电脑与信息技术,():(上接第 页)结论()利用低效井侧钻评价井,作业时机灵活并能够有效降低作业成本,有利于评价井的长期试采,更好地认识储层物性,为整体开发方案提供依据.()鉴于评价井的储层风险,轨迹设计时,要综合考虑落空后的备用井眼,降低老井的开窗作业次数与轨迹难度.()利用低效井侧钻评价井,轨迹相对复杂,井眼尺寸小、井斜大,无法实施电缆测井、取样等项目,在满足油藏基本要求的前提下,结合随钻测井工具现状优化井身结构,该问题能够得到解决.参考文献董星亮,曹式敬,唐海雄,等海洋钻井手册M,北京:石油工业出版社,吴占民,王占领,王赞,等海上同层侧钻井实施方案优选方法J,探矿工程(岩土钻掘工程),():吴占民,陈鹏飞,龚明,等渤海某油田侧钻井侧钻方案优选J海洋石油,():吴占民渤海油田低效井浅层侧钻方案设计优选J非常规油气,():吴占民,陈国宏,谭才渊,等渤海油田单筒双井浅部弃井技术及应用J海洋石油,():陈国宏,吴占民,于忠涛,等渤海油田低效井治理关键钻井技术J石油工业技术监督,():王占领,陈立强,吴占民,等渤海油田油气井侧钻设计方法优化分析J探矿工程(岩土钻掘工程),():王赞,王晓琪,陈立强,等渤海油田钻井降本增效技术现状与展望J新疆石油天然气,():王占领,陈立强渤海油田侧钻井槽口优选设计方法J海洋石油,():王赞,王晓琪,陈立强,等丛式井平台位置优选评价研究与应用J北京石油化工学院学报,():北京石油化工学院学报 年第 卷