19超稠油熱采水平井實鉆復(fù)雜問題分析與實踐

1、深層超稠油熱采水平井實鉆復(fù)雜問題分析與對策深層超稠油熱采水平井實鉆復(fù)雜問題分析與對策杜鋒（遼河石油勘探局工程技術(shù)研究院，遼寧盤錦，124010）摘要針對冷41塊深層超稠油藏，由于長期注蒸汽高溫高壓熱采，地層中的巖性成分、結(jié)構(gòu)等將發(fā)生了較大變化，存在著多套異常溫度壓力層系，增加了鉆遇地層的不確定性和調(diào)整鉆井液性能的難度。有可能在鉆進(jìn)過程中產(chǎn)生井漏、井噴，進(jìn)而發(fā)生卡鉆等一系列事故，直接威脅著水平井施工的安全和質(zhì)量。通過對水平井施工過程中所遇

2、到的復(fù)雜問題進(jìn)行分析，采取相應(yīng)的技術(shù)措施（認(rèn)識到實踐辨證的統(tǒng)一），為水平井鉆井技術(shù)在此類油藏中的應(yīng)用提供有益的參考作用。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞超稠油藏底水錐進(jìn)超覆效應(yīng)防碰繞障復(fù)合性卡鉆高溫增稠冷41塊遼河油區(qū)是一個地質(zhì)條件十分復(fù)雜，以陸相沉積為主，具有多斷塊、多套含油層系、多種儲層巖性、多種油藏類型、多種油品性質(zhì)的復(fù)式油氣區(qū)。年產(chǎn)稠油、超稠油、高凝油達(dá)８００萬噸，占原油產(chǎn)量的２／３，成為全國最大的特種石油生產(chǎn)基地。隨著水平井鉆井綜合配套技術(shù)日臻完

3、善和快速發(fā)展的深入，拓展了在各種類型油氣藏應(yīng)用范圍，成為提高油田勘探開發(fā)綜合效益的重要途徑。水平井鉆井是一種隱蔽的地下工程[1]，在鉆井施工過程中可能遇到井下地層、壓力、溫度及設(shè)備、工具（儀器）的變化，及對客觀情況認(rèn)識不清或主觀意識的決策失誤，會產(chǎn)生許多復(fù)雜問題，如果處理不當(dāng)，輕者耗費(fèi)大量人力物力和鉆井周期，降低開采效果，重者導(dǎo)致全井報廢。因此，提高水平井鉆井施工技術(shù)水平意義重大。1油藏地質(zhì)概況油藏地質(zhì)概況冷41塊位于遼河盆地西部凹陷東

4、部，冷東斷裂背斜構(gòu)造帶中段，形態(tài)為斷鼻構(gòu)造，地層傾角40150。主力開發(fā)油層系S32段，為水下扇三角洲砂體沉積，非均質(zhì)性嚴(yán)重。埋深13501690m，有效厚度平均為135.8m，孔隙度平均為18.1%，滲透率平均為1381103um2，200C原油平均密度為0.986gcm3500C原油平均粘度為63595mpa.s，地溫梯度2.70C100m，原始地層壓力15.2Mpa。屬于受構(gòu)造控制的巨厚塊狀，深層超稠油邊底水油藏。2開發(fā)中存在的主

5、要問題開發(fā)中存在的主要問題(1)采注比高，油層能量消耗大，壓力下降快，導(dǎo)致底水錐進(jìn)嚴(yán)重，含水上升速度為15%，油井頻繁作業(yè)堵水，很難正常生產(chǎn)。(2)靠近斷層附近油井蒸汽注不進(jìn)，開發(fā)效果不理想。(3)地面條件差部署直井難度大。嚴(yán)重制約了該塊的整體開發(fā)。3應(yīng)用水平井技術(shù)開發(fā)依據(jù)應(yīng)用水平井技術(shù)開發(fā)依據(jù)水平井增加了井筒與油層的滲流面積的同時，也增加了油層的吸汽和排液能力，有效增加了注入熱能的利用率。水平井較直井注采所需的壓降小，改變底水錐進(jìn)模式

6、，變“錐進(jìn)”為“脊進(jìn)”在一定程度上延緩底水的侵入，延長無水開采期。通過注入的蒸汽直接和產(chǎn)生的超覆效應(yīng)，使受熱原油降粘后依靠重力的作用流入水平生產(chǎn)井。提高超稠油藏的開發(fā)效果。4施工要求及難點(diǎn)分析施工要求及難點(diǎn)分析施工前根據(jù)設(shè)計，盡可能多地了解和掌握鄰井資料，充分利用和發(fā)揮現(xiàn)有的工具、設(shè)備及人員素質(zhì)，做到“知己知彼”，避免或減少復(fù)雜情況的發(fā)生。冷41—平4井水平井段鉆至井深1972m，發(fā)現(xiàn)鉆速過低，在活動鉆具時突然發(fā)生卡鉆，（這種現(xiàn)象在以往

7、的水平井施工中很少見）可正常循環(huán)。注解卡劑10m3，浸泡整個裸眼段，撈出MWD儀器后，注解卡劑10m3無效。倒扣注空氣，期望能通過降低液柱壓力來解卡，但沒有效果。在井深1841.07m進(jìn)行了爆炸松扣后，填井側(cè)鉆。冷41—平2井導(dǎo)眼井探油水界面，要求垂深達(dá)到1710m，鉆進(jìn)至井深1902.28m，在接單根時卡鉆后填井側(cè)鉆。在進(jìn)行水平井造斜鉆進(jìn)至井深1614.78m，螺桿本體脫扣（脫褲子），撈出。冷41—平16井鉆至井深1363.69m時，

8、定向鉆進(jìn)時泵壓突然升高，轉(zhuǎn)盤鉆時扭矩增大，起鉆后發(fā)現(xiàn)單彎螺桿萬向節(jié)處斷裂，撈出。鉆井液有增稠現(xiàn)象。4復(fù)雜問題分析復(fù)雜問題分析通過以上復(fù)雜問題實例分析，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）在井眼縮徑和形成砂橋現(xiàn)象的作用下，使下入套管柱遇阻，受套管剛性強(qiáng)度和地層硬度的影響，造成套管上的扶正器被壓壞或變形，產(chǎn)生堆集使套管柱產(chǎn)生硬卡。（2）水平井鉆井施工對鉆具性能要求越來越高。鉆具在井下工作的條件十分復(fù)雜與惡劣，且螺桿鉆具是整個鉆具組合中最薄弱的環(huán)

9、節(jié)。要特別做好螺桿鉆具的管理、使用、維修工作的同時，提高安全可靠性，關(guān)鍵部件使用優(yōu)質(zhì)材料，增加防掉結(jié)構(gòu)，進(jìn)行必要探傷和理化檢驗。（3）隨著井深、井斜的增加，鉆具在正壓差的作用下，與井壁接觸面積急劇增大產(chǎn)生吸附后，使沉降形成巖屑床能力進(jìn)一步加強(qiáng)，當(dāng)鉆進(jìn)至存在異常溫度壓力層系時，鉆井液性能發(fā)生變化（失效），地層的滲透性增強(qiáng)，濾失在井壁上形成較厚泥餅，使井眼縮徑。但也不能排除形成砂橋和鍵槽對鉆具的影響，在以上現(xiàn)象共同作用下，發(fā)生了復(fù)合性卡鉆。

10、（4）在高溫條件下，地層粘土分散對鉆井液的影響客觀存在[2]，基漿膨潤土含量對高溫分散起重要作用，同時，大分子的量也對高固相含量下鉆井液的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有影響，它們共同的結(jié)果導(dǎo)致高溫增稠。5對策對策針對冷41塊進(jìn)行水平井鉆井施工中頻繁發(fā)生復(fù)雜問題，嚴(yán)重影響著水平井鉆井技術(shù)的正常發(fā)揮，直接影響著開發(fā)效果和增加鉆井投資成本。通過深層超稠油藏施工實踐，探索并總結(jié)出一些具有一定代表性的問題，并相應(yīng)采取技術(shù)措施，為水平井鉆井技術(shù)的發(fā)展提供參考。（1）超

11、稠油熱采水平井套管柱設(shè)計及扶正器布放，要充分考慮地層特征、注汽參數(shù)、井徑、井眼曲率及扶正器的抗壓強(qiáng)度等影響因素，進(jìn)行定量分析，必要時可采用扶正器通井鉆具使井眼順暢，以免給后續(xù)施工造成不利影響。（2）中上部地層比較松軟一般使用XHPXHP2牙輪鉆頭，中下部及水平段一般使用HA517HA517牙輪鉆頭，（HA437HA437牙輪鉆頭由于齒長，易出現(xiàn)斷齒現(xiàn)象）。鉆進(jìn)時根據(jù)純鉆進(jìn)時間和所鉆巖層性質(zhì)決定是否更換鉆頭以防發(fā)生掉牙輪事故。（3）該塊長

12、期注汽開采，地層存在異常高溫和壓力使鉆井液結(jié)構(gòu)性增強(qiáng)，粘切較高，流變性變差。采用加入FS—260高溫降粘劑，使其具有良好的穩(wěn)定性和潤滑性。在鉆遇館陶地層時，會產(chǎn)生滲漏，鉆進(jìn)時在鉆井液中加入單向壓力封閉劑，可在發(fā)生較大漏失時爭取主動，降低投資成本。（4）在井眼軌跡控制中采用防碰繞障技術(shù)，參考鄰井情況合理設(shè)計井身剖面，在施工前做好防碰跟蹤圖。一般水平井周圍有數(shù)口井，通過鄰井水平面掃描法處理數(shù)據(jù)，重點(diǎn)分析出當(dāng)前井深某些鄰井對水平井的威脅情況，