针对某油田钻完井及采油工程设计的思路

肖建仁

(国家管网集团(福建)应急维修有限责任公司，福建 莆田 351254)

1 油田概况

某油田位于中国南海，属于含油气系统，所在海域水深约110 m。油田主要储层下部为滨海潮坪沉积和三角洲前缘相沉积，上部为碳酸盐岩台地生物礁灰岩和浅海陆棚沉积。根据测井解释结果，油田储层总体物性较好，以中等孔隙度、中～高渗透率储层为主。

2 钻井思路设计

2.1 平台数和平台位置优选

本油田平台数的确定需综合考虑以下因素：油藏方案、工程方案及钻井控制范围、钻井难度、后期潜力和油田经济效益等因素[1]，最终确定1个平台。

本油田平台位置选择原则主要兼顾钻井总进尺和钻井难度，同时在保证钻井难度不增加的情况下尽量减少钻井总进尺。

2.2 井槽排列及间距

油田新建平台采用井槽排列方式为：4×4，井口间距为：2.0 m×2.2 m。共计16个井槽，预留3个以满足后期钻调整井的要求。

2.3 井壁稳定性

通过对油田井壁稳定性研究预测，得出如下认识：该油田孔隙压力属于正常压力体系。在实际钻井过程中井壁较为规则，垮塌不严重，控制好钻井液密度及性能钻井过程中井壁稳定性不会产生严重垮塌等复杂情况。油田已钻探井安全泥浆密度窗口计算结果表明：下部井段直井坍塌压力低，破裂压力相对较高，钻井安全泥浆密度窗口较大，有利于安全钻进。

2.4 井深结构设计思路

设计原则[2]：1)有效保护储层；2)平衡地层孔隙压力、防止压漏地层封住必封井段；3)能最大限度减少产生井漏、井喷、井塌、卡钻等井下复杂情况；4)当实际地层压力超过预测值使井出现溢流时，在一定范围内，具有压井处理溢流的能力。

可研阶段采取以下技术手段进行井身结构设计：

1)充分分析探井套管下深情况，并以此垂深为参考；2)基于摩阻扭矩、水力学模拟、ECD校核结果。

2.5 钻头优选

对周边开发的类似井深的油气田钻头使用进行统计分析，17～1/2in井段常规水平井70 m/h(2015年)，大位移水平井40 m/h(2011年)，使用的115钢齿牙轮钻头磨损较轻；12-1/4in井段常规水平井30 m/h(2013年)，大位移水平井25 m/h (2012年)，使用新速通ST和百施特MS系列M323钻头为主，磨损较轻；8-1/2in井段常规水平井20 m/h(2016年)，大位移水平井29 m/h(2011年)，使用新速通ST和百施特MS系列M323钻头为主，磨损较轻。

2.6 钻井液体系推荐

根据地层岩性、井底温度和压力确定各井段钻井液体系，以达到防塌、防漏、防水化膨胀、防卡及安全、快速钻进和保护好油气层、保护好环境的要求，在满足这些要求的前提下尽量降低泥浆费用[3]。

各井段钻井液体系是在分析油田探井和已钻开发井钻井液体系使用情况基础上，参考专题研究《某油田储层敏感性分析及钻完井液体系优选》的结论，结合南海海域作业习惯进行推荐的。上部非储层的钻井液体系选择以满足安全、快速钻进为出发点考虑，同时考虑成本因素，选择满足上述要求的情况下尽量降低钻井综合成本的钻井液体系；打开储层的钻井液(钻开液)体系选择以满足保护好储层为主要出发点考虑，同时兼顾成本因素。

3 完井思路设计

3.1 设计基础

油田储层岩性主要为中—细粒长石石英砂岩，储层矿物主要为伊利石和高岭石，少量绿泥石。

油层分布在新近系珠江组和古近系珠海组，埋深属于中浅～中深层，油藏包括底水油藏和边水油藏。储层岩性以砂岩、砂泥岩互层为主。

3.2 完井方式

所有开发井均为水平井，单层开发。根据油藏要求，完井期间应尽量减少对储层的伤害，生产周期内没有增产措施计划。部分水平井为防止底水锥进，需要采取控水措施。

综合考虑目前水平井完井工艺水平，为了提高水平油井产能、简化完井工序、降低完井费用，推荐所有开发井均采用裸眼完井方式。

3.3 控水管柱设计

当前采用的被动式控水管柱包括：中心管、变密度筛管、ICD和分段筛管+控水中心管柱4种。各类管柱的特点分析如表1所示。

表1 被动式控水管柱类型与特点

ICD和分段筛管+控水中心管柱可对储层分段控制，控水能力较强。为简化管柱结构，缩短作业工期，并参考之前经验做法，推荐采用ICD控水管柱。

控水管柱分段数、节流嘴配置方案等需要根据钻后测井解释成果再进一步细化。

3.4 生产管柱

本油田各生产井生产管柱设计要求如下[4]：

①本油田13口井全部采用水平井开发，投产初期即需要采用人工举升方式进行生产。所有井均采用电潜泵生产管柱。②根据油藏监测要求，各井均下入泵工况仪，以满足对井下温度和压力的监测。③根据海上油田安全生产要求，所有开发生产井需下入油管携带地面控制井下安全阀。④生产封隔器下深需考虑钢丝作业需求。根据井眼轨迹设计方案，推荐不超过950m。⑤根据《采油工程》推荐，推荐采用5-1/2”-17lb/ft-1Cr80油管。⑥油管及井下工具需采用1Cr材质。

对于其它完井工具，强度要求高于油管，扣型和油管扣相同，上部工具的内径大于下部工具的内径；插入管柱内部工具要有30°～60°的倒角，其最大外径要比防砂管柱最小内径小。

3.5 完井液体系选择

完井液体系根据周边其它油田的使用情况、钻完井液最新研究进展[5]和现场应用情况以及专题研究《某油田储层敏感性分析及钻完井液体系优选》的研究结论进行推荐：

油田采用水平井开发，水平井使用自破胶钻开液，现阶段推荐裸眼完井使用自破胶钻开液新浆，筛管防砂井使用隐形酸完井液。

关于完井液体系配方及优选的具体内容可参考专题研究报告——《某油田储层敏感性分析及钻完井液体系优选》。

3.6 井口装置和采油树

井口装置与采油树的具体要求如下：

1)5000psi(34.475 MPa)整体采油树井口，材质为BB级；2)双翼；3)设置地面安全阀，可调油嘴；4)要求有电缆穿透孔道、井下安全阀控制管线通道；5)油管四通压力等级及材质与采油树保持一致。

4 采油思路设计

4.1 油管选择

油管选择原则[6, 7]:

a)在给定的地面工程条件下能满足配产要求；b)减少流体的滑脱损失和摩阻损失，充分利用油气井自身能量，维持较长的自喷生产期；c)综合考虑开采方式等因素;d)从经济及安全的角度选择油管材质及壁厚，并考虑有利于施工作业。

根据油管下深和安全系数，对N80和J55校核计算，N80油管能满足强度要求，J55均不满足要求。

4.2 油井动态监测

为了准确分析油田生产动态，为油田开发的中后期的生产调整、增产挖潜、提高油田采收率打下良好基础，油藏建议对油井实时监测，监测内容包括油藏温度、压力和电泵工况等[6,8]。

4.3 修井工艺

根据油藏工程对生产井的管理要求及各类井的完井管柱结构特点，并参考海上已开发油气田的修井作业内容及频率，其油井的作业内容主要包括检泵、大修、常规打捞作业及其它小修作业等[9]。

4.4 采油工艺要点

1)油田油井采用5-1/2″油管；2)油田采用电潜泵开采，所有电潜泵采用“一对一”变频器控制方式;3)全部生产井下入电潜泵工况监测系统。

5 结语

在钻井设计思路中，从平台数和平台位置、井槽排列及间距、井壁稳定性、井深结构设计、钻头优选和钻井液体系6个方面进行了考虑；在完井设计思路中，从完井方式、控水管柱设计、生产管柱、完井液体系选择、井口装置和采油树5个方面进行考虑；在采油设计思路中，从油管选择、油井动态监测、修井工艺和采油工艺要点4个方面进行了考虑。