小井眼侧钻底水油藏水平井E15H1钻井技术

李海玉，和鹏飞，郑　超，李忠慧，文守成

（1.长江大学，湖北武汉　434023；2.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津　300452；3.中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津　300452）



小井眼侧钻底水油藏水平井E15H1钻井技术

李海玉1，2，和鹏飞2，郑超3，李忠慧1，文守成1

（1.长江大学，湖北武汉434023；2.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津300452；3.中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津300452）

摘要：渤海油田部分老油田开发时间较长，随着开采的进行储层砂体平面和纵向非均质程度高、储层连通性较差、底水油藏储量比例大。为保证底水油藏的有效开发，在后期井网调整中以水平井作为开发的主要井型。本文通过H油田地质特点和钻井工程难点，利用水平井轨迹优化、着陆段钻井工具优选、水平段地质导向技术应用等手段，成功实施了小井眼侧钻水平井E15H1井，地质导向随钻实施效果较好，投产后产量高于配产20%。

关键词：地质导向；底水油藏；水平井；渤海油田

渤海H油田自2001年开发投产后，含水上升快，油田产量递减也较快，主要存在砂体平面和纵向非均质程度高、储层连通性较差、底水油藏储量比例大等问题［1，2］。国内外油田开发实践先例表明，底水油藏开发的关键技术是抑制水锥或控制底水锥进，最大程度地延长油井无水采油期和控制底水均匀驱替，以达到提高底水油藏开发效果的目的［3-5］。为此在2003年至2010年，选择油田部分区块进行水平井开发技术。这些调整井投产后生产形势均相对较好，进一步证实水平井开采具备一定油柱高度的稠油底水油藏，具有较好的开发效果。为此在2012年再次调整井作业中，继续采用水平井开发技术，并成功应用了地质导向技术，高效实现地质油藏目的。

1　地质特征与工程难点

1.1地质特征

（1）储层埋藏浅，浅部地层疏松。该油田主要开发目的层位于明化镇组下段。浅部平原组为疏松的黏土表层，成岩性差，易垮塌；明化镇组地层为泥岩、砂岩、粉砂岩互层。

（2）高孔高渗，疏松砂岩油藏。平均孔隙度为35%，平均渗透率3 000×10-3μm2，局部发育泥质夹（隔）层。

（3）岩性构造底水油藏。调整井靶点层位油层有效厚度在5.0m～10.0m。

1.2钻井工程难点

（1）地层疏松，砂泥岩软硬交错，定向井轨迹造斜率差异较大。

（2）生产平台无剩余井槽，需要利用低产老井进行开窗侧钻。

（3）考虑底水油藏的特点，纵向上靶点误差小于1.0m，既要保证顺利着陆进入储层，又必须避免穿透油层进入底水（见图1）。

图1　底水油藏水平井作业难点示意

2　技术思路

2.1优化水平井轨迹设计

由于本井是侧钻调整井，轨迹设计一方面考虑造斜率要满足渤海浅部地层、钻井工具性能，另一方面考虑临井轨迹防碰情况。E15H1井侧钻轨迹设计（见表1），造斜率在2.5°/30m～4.0°/30m左右，利用Landmark扫描显示主要存在深层防碰问题，分离距离虽主要体现在垂深上的差距，利用垂深差以保障设计阶段的防碰规避。

表1　定向井轨迹设计

2.2井身结构设计

由于本井是采用老井侧钻，根据侧钻点设计选择在老井眼177.8 mm套管内，由于小于该尺寸的井眼及套管结构较少，在渤海仅剩152.4 mm井眼尺寸可用，同时本井为设计水平井，因此设计采用152.4 mm小井眼侧钻后着陆并完成水平段，裸眼段采用114.3 mm盲管（遇油遇水膨胀封隔器封隔）+114.3 mm优质筛管裸眼完井（见表2）。

表2　井身结构设计

2.3钻井工程工具的优选

2.3.1着陆段本井开窗成功后自765.0m开始造斜钻进，井眼小、轨迹控制造斜率高，因此首先选择螺杆电动机钻具，采用0.78°单弯角，不加稳定器定向钻进，加重钻杆采用倒装模式加放在井斜小于30°位置。滑动钻进参数：钻压2t～5t，排量900 L/min～1 000 L/min；旋转钻进参数：钻压1t～3t，排量900 L/min～1 000 L/min，转速70 r/min。具体钻具组合：152.4 mmPDC钻头+ 120.6 mm螺杆电动机（单弯角0.78°）+120.6 mm浮阀接头+120.6 mm无磁钻铤+120.6 mmLWD+MWD+120.6 mm随钻震击器+88.9 mm加重钻杆5根+88.9 mm钻杆若干+88.9 mm加重钻杆11根。

2.3.2水平段

（1）地质导向的选择。早期或者一般采用传播电阻率仪器进行地层评价即用于地质导向，但是此类仪器无方向性，不能确定井眼从上还是从下接近砂泥岩边界或者油水边界，此类仪器抗环境干扰性较低，钻井液侵入以及井眼“葫芦”均对其效果有较大的影响［6，7］。因此分辨率和探测深度是评价地质导向工具能力的主要参数［8，9］。斯伦贝谢公司的PeriScope工具属于定向深探测成像仪器，采用电磁测量进行地质导向，120.6 mm工具可以从360°探测深度3.0m以上的边界面，为轨迹选择提供最优方向，深度上提前预测，实时反演成图以及识别流体界面或地层边界（见图2）。

（2）钻具组合：152.4 mmPDC钻头+120.6 mm旋转导向+120.6 mm地质导向探边工具+120.6 mm LWD+MWD+ 120.6 mm无磁钻铤+120.6 mm浮阀接头+120.6 mm随钻震击器+88.9 mm加重钻杆14根+88.9 mm钻杆若干。钻井参数：钻压1t～2t，排量900 L/min～1 000 L/min，转速70 r/min～110 r/min。

3　实施结果与效果分析

3.1水平段地质导向实施情况

3.1.1地质导向轨迹控制E15H1井在水平段实施过程中，在近钻头2.0m以内可实时测量自然伽马、电阻率、井斜角及方位角；配合实时方位性测量（测量井眼上下方）自然伽马、电阻率，对设计轨迹进行了实时优化调整，避免了轨迹的地质应急急剧变化，精准的维持在距离油层顶界面0.4m～0.8m位置内，一定程度上先决性的避免了底水的侵入。

3.1.2气测参数响应情况从现场岩屑录井及气测显示看，随钻气测显示与测井响应较好，进一步验证了地质导向的准确性。

3.2产量情况

E15H1井投产后，稳定阶段产量表现良好，日产油量超配产20%以上（见图3）。

图3　产量情况

4　结论

（1）地质导向工具的成功应用，可以根据地层变化在水平段钻进的最优化处理，避免了轨迹的急剧变化。

（2）地质导向工具的使用提高了地质和工程的无缝连接，做到了实钻轨迹随地层变化而提前变化，做到了水平段钻进的万无一失，通过及时跟踪，保证了水平段油层的钻遇率。

（3）地质导向作业过程中、录井公司、钻井公司及相关技术人员协调沟通、信息共享、专业配合，体现了现代钻井作业的精细专业化趋势。

参考文献：

［1］商桦甸，李锦鹏，马国迁.埕东油田稠油底水油藏水平井钻井技术［J］.石油天然气学报，2009，（2）：295-296.

［2］刘佳，程林松，黄世军.底水油藏水平井开发物理模拟实验研究［J］.石油钻探技术，2013，41（1）：87-92.

［3］陈维华，宁玉萍，刘伟新.疏松砂岩底水油藏整体开发对策［J］.新疆石油地质，2011，32（2）：160-162.

［4］孙坤忠，刘江涛，王卫，等.川东南JA侧钻水平井地质导向技术［J］.石油钻探技术，2015，（4）：138-142.

［5］王国锋，罗学东，胡仕奇，等.方位深探测随钻测井仪在北海油田复杂地质导向钻井优化中的应用［J］.石油仪器，2008，22（5）：25-28.

［6］夏宏泉，陈平，范翔宇，等.随钻测井曲线的模拟生成及其地质导向应用研究［J］.天然气工业，2003，23（3）：51-55.

［7］宋殿光.随钻电磁波测井仪的数值模拟及地质导向应用研究［D］.中国地质大学（北京），2014.

［8］夏宏泉，杨鸿，朱猛，等.随钻测井精细解释方法及地质导向应用研究［C］.2007年油气藏地质及开发工程国家重点实验室第四次国际学术会议，2007.

［9］杨锦舟.基于随钻自然伽马、电阻率的地质导向系统及应用［J］.测井技术，2005，29（4）：285-288.

Application of geosteering in horizontal well E15H1 of bottom water reservoir

LI Haiyu1，2，HE Pengfei2，ZHENG Chao3，LI Zhonghui1，WEN Shoucheng1
（1.Yangtze University，Wuhan Hubei 434023，China；2.CNOOC EnerTech-Drilling&Production Co.，Tianjin 300452，China；3.Tianjin Branch of CNOOC Ltd.，Tianjin 300452，China）

Abstract:Old oilfield in Bohai oilfield has a long development time，with mining were reservoir sand body surface and high degree of vertical heterogeneity，reservoir connectivity is poor，the proportion of bottom water reservoirs large. Horizontal well is the main way of development. This article present geological features and drilling engineering difficulties in H oilfield，and with trajectory optimization，choosing of drilling tool for landing section，using of geosteering tools drilled E15H1 well. After putting into operation，the effect is better，the output is increased by 20%.

Key words：geosteering；bottom water reservoir；horizontal well；Bohai oilfield

中图分类号：TE243

文献标识码：A

文章编号：1673-5285（2016）06-0029-04

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.06.007

*收稿日期：2016－05-13

基金项目：国家科技重大专项-海上稠油油田高效开发示范工程，项目编号：2011ZX05057。

作者简介：李海玉，男，甘肃酒泉人，工程师，长江大学在职研究生，主要从事海洋石油钻完井技术监督工作，邮箱：lihy15@cnooc.com.cn。