让纳若尔低渗薄油层水平井LWD钻井实践与认识

王海涛董孟坤汪华成李俊波包成虎周 冀

（1.中国石油天然气勘探开发公司，北京 100034；2.渤海钻探工程技术研究院，天津 300457）

让纳若尔低渗薄油层水平井LWD钻井实践与认识

王海涛1董孟坤1汪华成1李俊波1包成虎1周 冀2

（1.中国石油天然气勘探开发公司，北京 100034；2.渤海钻探工程技术研究院，天津 300457）

哈萨克斯坦让纳若尔油田Дю区块油藏渗透率低， 仅为10 mD，属于特低渗透率油藏，同时该地区油层薄， 仅为2~3 m，已钻直井单井产能低，多年来一直未能得到有效开发。为挖掘剩余油潜力，开发低渗难动用储量，同时为提高低渗油藏开发效率，尝试应用水平井钻井技术，并结合导眼钻井、LWD地质导向、地质录井等关键技术，顺利钻成H5147井和H4061井2口水平井，有效保证了水平井段中靶率和油层钻遇率，最终获得较高的单井产能，单井初期日产分别达到89 t和91 t，达到直井初期产能的3倍。其中，导眼钻井有效确定油层深度与厚度，LWD地质导向和地质录井则保证了井眼轨迹在油层中穿行。2口井的产能效果证明了水平井及配套钻井技术在Дю区块的适用性和必要性。

低渗透；薄油层；剩余油；水平井；LWD；导眼；地质录井；让纳若尔油田

哈萨克斯坦让纳若尔油田是中石油在海外最早接管的碳酸盐岩油气田，中方接管后实施了一系列改善油田注水开发效果的综合调整技术措施，取得一定效果，油田产量基本实现了翻番。进入“十二五”以来，让纳若尔油田的稳产上产面临严峻的挑战。为最大限度地提高油田原油采出程度，需要逐步将难动用储量投入开发，2012年公司开始针对让纳若尔油田Дю区块低渗油藏开展研究工作，并于2012年下半年部署了2口开发井，即H5147井和H4061井。

地质研究表明，让纳若尔Дю区域的油藏属于特低渗透率油藏。已钻直井单井产能低，初期平均单井日产油量27 t/d，目前平均单井日产油量8.1 t，含水15.5%，属开发难度大的难采储量。

1 Дю低渗油藏钻井总体思路

针对Дю油藏油层薄、孔渗条件差、单井产能低，加上钻井少，邻井资料有限等现状，通过分析研究，确定了“水平井+斜导眼+LWD（+地质录井）技术”的总体钻井思路。设计为水平井，可降低低渗难动用储量直井钻井风险，同时可成倍地增加产层的泄油面积，提高单井产能。先钻导眼井以控制油层，确定油层深度与厚度。采用斜导眼直穿油层，则可以进一步提高准确性，为保证水平段油层中靶率提供充分依据。

采用LWD并结合井眼轨迹数据和地质录井技术可有效监测和控制井眼轨迹，保证水平井段中靶率和油层钻遇率，最终实现降低钻井和地质风险，使单井产能最大化和投资收益最大化的目标。

2 设计要点

2.1 井身结构设计

水平井井身结构设计与同区块直井大致相同，各层套管下入层位（垂深）相同。井身结构为：Ø339.7 mm×900 m+Ø244.5 mm×2 500 m+Ø177.8 mm×3 850m（垂深3 700 m）+裸眼×4 250 m。

其中Ø177.8 mm套管下至水平段A点，以便油层专打。四开采用Ø149.2 mm钻头钻水平段，根据采油工程需要，水平井段裸眼完井。

2.2 导眼井剖面设计

导眼井优化采用直—增—稳单弧面剖面，以稳斜方式穿过油层。这样设计靶前位移较小，造斜段较短。导眼井斜穿目的油层，以便真实评价油层垂深及厚度。设计造斜点3 150 m，造斜率6 （°）/30 m，最大井斜35.64°。钻完导眼，获取相关参数后，回填至直井段再钻主井眼。

2.3 主井眼剖面设计

主井眼设计造斜点3 400 m，造斜曲率为5.5 （°）/30 m，实钻中曲率控制在5.5~6 （°）/30 m，水平段靶前位移350 m，最大井斜90°。设计水平段长400 m。

3 实钻情况

3.1 基本情况

H5147和H4061两口井水平段中靶率分别为91.5%和100%，油层钻遇率分别为59.1%、76.7%，效果较好，实钻基本数据见表1。

表1 H5147和H4061水平井钻井基本数据

3.2 井眼轨迹控制要点

3.2.1 优化钻具组合［1］根据不同施工环节和井段的需要，斜井段和水平井段分别采用了4种钻具组合：导眼定向钻具组合、侧钻钻具组合、主眼定向钻具组合、稳斜钻具组合。其中，定向造斜和侧钻钻具组合的基本形式为：钻头+单弯螺杆（涡轮）+无磁钻铤+加重钻杆+钻杆。采用滑动钻进时为定向造斜，采用复合导向钻进时为微增斜，现场应用表明，该钻具组合使用效果较好。稳斜钻具组合的基本形式为：钻头+单弯螺杆+扶正器+无磁钻铤+加重钻杆+钻杆。现场应用表明，该钻具组合稳斜效果较好。

3.2.2 控制入靶点 H5147导眼井数据分析表明：油层厚度为2.5 m。根据对比分析，辨识出5个标志层，根据标志层深度变化情况，预测水平井主眼标志层垂深均比导眼推后约3 m，以此作为入靶依据，顺利进入主力油层。

H5146导眼井数据分析表明：油层厚度为3.0 m。根据对比分析，辨识出3个标志层，根据标志层深度变化情况，预测水平井主眼标志层垂深均比导眼井推后约2.1 m。考虑到深度系统误差的存在，先以86°稳斜钻进，钻遇目的油层后，增斜至90°着陆，顺利进入主力油层。

3.2.3 控制水平段井斜大小［2］2口井水平井段延伸400 m，根据所处构造部位和地层倾角的变化，井斜控制方案也应随之进行调整，确保水平井段在油层中穿行。

H5147井部署于构造背斜翼部，水平段前部分地层倾角平缓，后部分地层倾角相对变陡，因此，施工过程中前部分水平段井斜控制在89~90°之间钻进，然后根据LWD实时反映的地层信息，后部分调整为88.5~89.5°之间钻进。H4061井部署于构造背斜翼部，水平段地层倾角整体平缓，施工过程中水平段井斜控制在89.3°左右钻进，然后根据LWD实测地质信息变化，实时进行调整。

3.2.4 利用LWD控制水平井段在油层中穿行 2口井施工中均采用了X公司的LWD仪器。该仪器可随钻测量井斜角、方位角、工具面角、伽马、电磁波电阻率等井眼参数［3-5］。通过实时监测钻井过程中的电阻率变化情况，并结合井眼轨迹数据和地质录井进行综合分析，以判断井眼轨迹是否偏离油层。

以H5147井为例，该工具井下作业时，灰岩地层中伽马值11~25 API，曲线较平滑；深电阻率值15~45 Ω·m，浅电阻率值10~45 Ω·m。当电阻率值靠近或偏离上述边界值时，即表明井眼开始偏离油层。在H5147井水平段钻进过程中，3 867~3 892 m井深处电阻率持续上升至40 Ω·m以上，靠近边界值45 Ω·m，井眼轨迹数据和地质录井综合分析表明钻具从油层顶界穿出开始偏离油层。随即及时调整LWD定向工具面井斜方位参数适度降斜，使井眼轨迹重新回到油层，并在后期顺利穿过油层段。

3.3 钻井液体系与主要维护措施

2口井四开水平井段均采用了氯化钾钻井液体系，其目的是增强钻井液抑制性，防止泥岩失稳。根据设计和实际地层压力情况控制钻井液密度1.1~1.16 g/cm3。在钻井液维护方面主要是提高防塌性能和润滑性能。包括：（1）加入白沥青防塌剂增加钻井液的封堵防塌能力；（2）加强流变性能控制，特别是悬浮和携砂能力，保证斜井段与水平段施工；（3）采用液体润滑剂、极压润滑剂提高斜井段水平段润滑性能，降低摩阻和扭矩。防止钻进过程中卡钻。下套管作业中，采用固体润滑剂防卡；（4）保证钻井液排量，尽可能使用大排量，预防岩屑床，保证井眼畅通；（5）采用屏蔽暂堵油气层保护技术，加强油气层保护工作，进入油气层前100 m，向钻井液中加入3%的油溶性保护剂EP-1以及2%的酸溶性油层保护剂ZD，并在施工过程中及时补充其消耗量，以保证其效果。

3.4 水平井段主要防卡措施

（1）加强井眼轨迹随钻监测，控制造斜率，保证井眼轨迹平滑。避免单纯的扭方位调整，最大限度降低摩阻、扭矩。

（2）优化钻具组合，尽量使用加重钻杆降低钻具刚度，保证钻具良好通过性。

（3）坚持每70 m短起下1次。

（4）下螺杆钻具过程中注意下钻速度，一旦遇阻，应及时通知水平井工程师，不得随意开泵划眼及猛压猛放。

（5）每单根钻完后划眼2遍后再接单根，接单根时上提悬重不得超过原悬重20 t。

（6）停钻期间有专人大幅活动钻具，停钻修理设备时将钻具提至技术套管内。

（7）井下防掉落物，特别是钻具内防掉落物。

3.5 水平井投产效果

H5147井投产初期日产液90 t，日产油89 t，含水1.6%。截至2013年5月30日，H5147井累计生产87 d，累计产油2 570 t，平均日产油30 t。 H4061井投产初期日产液94 t，日产油91 t，含水2.8%。截至2013年5月30日，H4061井累计生产76 d，累计产油6 589 t，平均日产油86.7 t。 H5147井后期产量下降较为明显，反映了该区地层孔渗条件差，供液能力弱的事实。但总体效果仍然明显好于同区块直井。H4061井投产稳定性较好。

4 结论

（1）加强钻井液性能优化，采用各种防卡措施是H5147井成功实施的关键。

（2）导眼井+LWD+地质录井等关键技术的综合应用为水平井段准确地在薄油层中穿行提供了保证。

［1］苏义脑.水平井井眼轨迹控制［M］.北京：石油工业出版社，2000：189.

［2］李杉.薄油层多底井井眼轨迹中调整点的确定及应用［J］.石油钻采工艺，2012，34（6）：10-13.

［3］苏义脑，窦修荣.随钻测量、随钻测井与录井工具［J］.石油钻采工艺，2005，27（1）：1-3.

［4］张忠志，丁红，刘院涛.夏92-H井复杂地层地质导向钻井技术［J］.石油钻采工艺，2014，36（4）：6-9.

［5］曹泽甫，张敏，刘明国，等.卫360-平1井C1+GAMMA地质导向钻井技术［J］.石油钻采工艺，2009，31（3）：18-20.

（修改稿收到日期 2014-08-12）

〔编辑 薛改珍〕

LWD drilling practice and understanding in low-permeability thin reservoir horizontal wells of Zhanarol Oilfield

WANG Haitao1,DONG Mengkun1,WANG Huacheng1,LI Junbo1,BAO Chenghu1,ZHOU Ji2
（1.China National Oil and Gas Exploration and Development Corporation,Beijing100034,China;2.Bohai Drilling Engineering Technology Research Institute,Tianjin300457,China）

In Zhanarol Oilfield in Kazakhstan,the reservoirs in Дю Block are in low-permeability,only 10 md,belonging to extralow permeability reservoirs;meanwhile,the oil reservoirs in this Block are thin,only 2-3 m;the drilled vertical wells have low capacity,so the oilfield has not be effectively developed for many years.In order to tap the remaining oil potential,develop the low-permeability hard-to-produce reserves and also improve the development efficiency of low-permeability reservoirs,the horizontal well drilling technology was tried,and two horizontal wells-H5147 and H4061 were successfully drilled together with critical techniques like pilot hole drilling,LWD geo-steering and geological logging,etc.which effectively ensured the target hit rate of the horizontal section and encountering rate of oil reservoir and finally obtained high single well productivity.The initial daily productions of single wells were 89 t and 91 t respectively,about three times of initial production of vertical well.Among the techniques,the pilot hole drilling effectively determined the depth and thickness of oil reservoir;LWD geo-steering and geological logging ensured that the wellbore trajectory was within the oil reservoir.The productivity of the two wells shows the applicability and necessity of horizontal wells and drilling technology in Дю Block.

low permeability;thin reservoir;remaning oil;horizontal well;LWD;pilot hole;geological logging;Zhanarol Oilfield

王海涛，董孟坤，汪华成，等.让纳若尔低渗薄油层水平井LWD钻井实践与认识［J］.石油钻采工艺，2014，36（5）：38-40.

TE249

：B

1000–7393（2014） 05–0038–03

10.13639/j.odpt.2014.05.010

王海涛，1977年生。2002年毕业于大庆石油学院石油工程专业，现在阿克纠宾公司钻井部工作。电话：13843889496。E-mail：wanghaitao1977@126.com。