天然气开发中水平井地质设计研究

谭文文

（中国石油化工股份有限公司东北油气分公司，吉林长春 130062)

天然气开发中水平井地质设计研究

谭文文

（中国石油化工股份有限公司东北油气分公司，吉林长春 130062)

近几年，水平井越来越多的应用在天然气开发中。对水平井开发工艺技术的应用进行研究，并结合实际工作中水平井地质设计，分析各种轨迹类型的适用性。水平井有多种轨迹设计方法，以八屋气田营城组气藏的开发过程中的几个实例为研究对象。在实际的工作中，可以根据气田的不同地质条件，具体情况具体分析，优化水平井轨迹设计。

天然气；水平井；八屋气田营城组；地质设计研究

天然气作为我国的一项重要资源，它的开发应用得到了国家和政府的重视。我国天然气资源丰富，关键是如何开发这些资源，形成经济效益，促进我国能源行业的发展。20世纪80年代中期以来，水平井技术在世界范围内取得了突飞猛进的进展，为提高勘探效果，提高单井产量和油层采收率，开辟了一条新的途径，给石油工业的发展带来了新的革命。近年来，水平井越来越多地应用在天然气开发中，在梨树断陷八屋气田营城组气藏开发过程中，通过实践证实水平井在低渗致密薄储层的开发中有较大优势，水平井的设计方案在开发中显得尤为重要。

1 影响水平井设计的因素

1.1 气藏类型

气藏类型是气田开发设计的依据，也是水平井设计的基础，不同的气藏类型，储层性质、流体性质、气藏埋深、构造特征等都不同，在水平井的设计中应充分考虑这些因素。

在梨树断陷开发过程中，明确八屋气田营城组气藏为构造-岩性藏，断层分隔气藏，储层物性控制富集程度，在水平井设计的过程中，要充分考虑断块的宽度、砂体展布、储层物性等因素，优选砂体连续、储层物性较好的区域部署水平井。例如：根据八屋气田营城组气藏的储层物性等因素确定水平段长度，在500～700m为宜，见图1。

图1 水平段长度与单位长度产能增长量关系图

1.2 气层特征

在水平井设计的过程中，根据气层的特征进行井轨迹的设计，气层的厚度、连续性、物性等直接影响水平井的轨迹设计，设计时需要具体情况具体分析。八屋气田营城组气藏为低渗致密储层，且为薄砂体叠置储层，砂体薄且砂体变化快，在设计时根据气层展布特征进行轨迹设计。

2 水平井轨迹的设计

2.1 水平井钻井方向的确定

水平井钻井方向的选取是在确定气层范围后，以最高效的方式开发气田为基础。首先确定砂体的展布方向，根据砂体确定水平井方向，如投产需压裂改造，水平井方向应与水平最大主应力方向垂直为最佳；在实际工作中，多受地质条件限制不能与水平最大主应力方向垂直，则尽可能的选取夹角较大的方向。

八屋气田营城组水平最大主应力方向为北东-西南向，气藏被南北向的断层切割为多个南北向的断块；八屋气田营城组的水平井在设计的过程中首先受气藏形态的影响，水平段主要为南北向，考虑到后期压裂投产效果，在水平段方向的设计上主要为北西-东南向，尽可能选取较大夹角方向。

2.2 水平井轨迹设计的选择

根据地质条件设计水平井的轨迹，最大限度地提高储层钻遇率。八屋气田营城组气藏气层较薄，单气层储量不达经济界限，需多气层同时开发，在水平井轨迹的设计过程中，沿气层水平井已不适用，在实际工作中均采用穿层水平井进行开发。根据不同的地质特征，有以下几种设计方法：

2.2.1 单斜穿层水平井

在地层倾角较小，储层较薄（2～5m），砂体连续性较好，泥岩隔层较薄的情况下，可选择单斜穿层水平井（见图2），储层钻遇率基本等同于该储集层的砂地比。

图2 穿层水平井轨迹示意图

2.2.2 U型水平井

在地层倾角较大的情况下，根据储层的分布特征，可利用地层倾角设计U型水平井（见图3），采用较大的井斜角横穿地层，可钻遇2次储层，提高储层钻遇率。

图3 U型水平井轨迹示意图

2.2.3 导眼侧钻合一水平井

此类水平（见图4）井为U型水平井的变换，该井先较

小角度钻穿目的层，利用地层倾角，再大角度钻回地层。在考虑经济成本及施工周期的情况下，可以省去导眼井的钻井周期，从而节省进尺投资。

2.2.4 阶梯水平井

在储层较薄，砂体变化较快，但发育2～3套储层的情况下，可部署阶梯水平井（见图5），提高储层钻遇率。设计时在上部储层稳斜钻进，进泥岩层后，快速降斜钻穿泥岩，在下部储层内增斜后稳斜钻进。

图5 阶梯水平井轨迹示意图

3 结论

针对八屋气田营城组气藏的低孔低渗致密薄储层，如何经济高效的开采在开发工作中显得尤为重要。从目前八屋气田开发的实例中分析，水平井在经济效益方面优于直井。穿层水平井在致密薄储层的开发中，能更多的动用储量，通过压裂工艺的配合能提高单井的初期产能，减缓产量的递减，最终达到提高气田采收率的目标。穿层水平井有多种轨迹设计方法，文中提到的只是在八屋气田营城组气藏的开发过程中的几个实例。在实际的工作中，可以根据气田的不同地质条件具体情况具体分析，优化水平井轨迹设计。

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[3] 胡月亭，周煜辉，苏义脑，等.水平井水平段长度优化设计方法[J].石油学报，2000，21（4）：80-86.

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Study on Horizontal Well Geological Design in Natural Gas Development

Tan Wen-wen

In recent years，more and more horizontal wells have been used in natural gas development.In this paper，the application of horizontal well development technology is studied，combined with the horizontal well geological design in practical work，and the applicability of various trajectory types is analyzed.Horizontal wells have a variety of trajectory design methods，the article mentioned only in the eight gas field Yingcheng group gas reservoir development process in several examples.In the actual work，according to the different geological conditions of gas fields，the specific circumstances of specific analysis，optimize the horizontal well trajectory design.

natural gas；horizontal well；eight gas field Yingcheng group；geological design research

TE355.6

A

1003–6490（2017）11–0221–02

2017–09–21

谭文文（1985—），女，河北廊坊人，工程师，主要从事天然气开发地质工作。