大庆钻探钻井三维绕障水平井钻井技术试验成功

黄元俊++李现根++顾永华++秦永辉

[摘 要]水平井以其超长的泄油面积而具有高产的优势，同样也因为过长的钻遇油层井段大大增加了油层保护的难度，如何保护好油层，充分发挥水平井的优势一直是国内外不断研究的课题。近年来胜利油田埕岛海上通过不断地总结水平井施工经验，推广应用新工艺、新技术，形成了一系列成熟的水平井油层保护技术，对下一步水平井钻井油层保护效果的提高具有积极指导意义。

[关键词]埕岛油田 ；水平井；油层保护；钻井

中图分类号：TE243 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0010-01

1 前言

水平井技术是石油钻井史上的一次重大突破，具有增加单井产量，提高生产速度，高效开发细长油气聚集带，贯穿多套薄油层等优势。这些优势尤其适合胜利油田埕岛海上油田的开发。埕岛油田位于山东东营渤海湾极浅海海域，采取建造井组平台，施工定向井为主要开发模式。生产原油通过输油管线输送到陆地集输站。海底管线寿命限制、井组开发模式、油层砂体多等因素决定了水平井在埕岛海上有着得天独厚的优势。但是水平井施工周期长，泥浆浸泡时间长，油层保护难是埕岛海上钻井施工的关键，从2004年埕岛油田海上施工第一口水平井以来，水平井的施工并非一帆风顺，甚至出现投产无液量等情况。埕岛海上水平井经过十余年的发现问题、解决问题，实验、推广应用新技术、新工艺，目前已经形成一套成熟的水平井油层保护技术。

2 水平井钻井油层保护技术

埕岛海上成熟的钻井油层保护技术主要包括：油层保护实验与评价技术、精确的地质设计技术、优化钻井设计技术、优质钻井液油层保护技术、完井油层保护技术等。

2.1 油层保护实验与评价技术

埕岛油田所在油区为一复式油气聚集带，含油层系多，油藏类型多样。共发现八套含油气层系，自下而上分别为太古界、古生界、中生界、下第三系沙河街组、东营组、上第三系馆陶组和明化镇组。其中馆陶组上段为埕岛油田主力含油层系。不同的砂体物性不同，油层保护的重点不同。埕岛海上在开发前力求做好油层保护实验和评价，详细研究储层物性，对油层进行酸敏、碱敏、盐敏、水敏、速敏等敏感性评价分析，根据实验有针对的做好油层保护设计。

2.2 精确的地质设计技术

油藏地质设计和钻井地质设计是钻井工程设计的依据，地质设计是否准确对于水平井的施工至关重要，不仅会影响到钻井施工的周期、油层保护的质量，甚至会影响水平井施工的成败。埕岛海上水平井钻井一般不采用打导眼的方式，这样可以节约大量成本，但是一旦油藏设计无法较为准确的预测出油藏的深度、走向，将会导致水平井无法顺利施工，最终对油层产生较大污染、影响单井产量。因此精确的地质设计技术是做好埕岛海上水平井油层保护的一大重点。

2.3 优化钻井设计技术

钻井设计科学与否决定着钻井整个实施的成败。科学合理的鉆井设计有助于实施优快钻井，确保钻井实施安全、顺利，大大减少钻井液对油层的浸泡污染时间，能最大程度减小钻井过程对油层产生的损害。钻井优化设计技术在油层保护方面主要体现在如下几方面：

（1）井身轨道优化设计

从采油工艺、优快钻井施工要求出发，为加快钻井速度，确保水平井实施成功，海上水平井井眼轨道设计优化采用钻井施工难度相对较小的“直-增-稳-增-稳”五段式设计方法，水平井造斜率一般为10°～25°/100m，上部增斜段（第一增斜段）造斜率不得大于15°/100m，全角变化率小于6°/30m，造斜点或稳斜段尽量靠下（稳斜段底与油层段垂直距离应小于150m），同时为进一步降低井斜角，满足钻井防碰需要，部分井采用表层定向施工技术，造斜点选择在100～400m，满足采油工艺下泵深抽的要求。

（2）井身结构优化设计

将水平井井身结构分为三开，一开钻表层后下入表层套管；二开钻至水平井A靶点以下50m，并保证钻具在进入目的层前井斜、方位均已达到优化值，尽量避免三开定向、扭方位；三开钻完水平段后下筛管或砾石充分防砂完井。

2.4 优质钻井液技术

钻井液是钻井的血液，贯穿整个钻井施工过程，对钻井的顺利完成起着决定性作用。而且钻井液在钻井过程与油层直接接触，是油层保护的关键环节，能否有效抑制钻井液浸入地层，决定着油层保护的成败。对于水平井，根据钻采一体化先期防砂钻井、完井工艺的特殊要求，采用两套钻井液体系：一是钻井过程中为满足井下安全和油层保护要求，实现优快钻井目的，钻井全过程推荐采用“双保型”（油层保护和环境保护）天然高分子聚合醇非渗透钻井液体系，其中钻开油层前100米至完井（下套管固井完），使用非渗透处理剂，避免油层钻井过程中出现漏失现象；二是完井过程中为避免钻井液中固相颗粒对滤砂管的堵塞，满足钻采一体化防砂完井工艺要求，完井时采用海水无固相钻井液体系。

2.5 裸眼砾石充填完井技术

水平井裸眼砾石充填完井是在裸眼水平段下入筛管并将筛管与井壁之间的环空充满砾石，形成高渗透挡砂屏障，使砾石支撑地层、过滤出砂和保护筛管。埕岛海上水平井裸眼砾石充填完井首先下防砂管柱到设计位置，油管打压，使悬挂封隔器充分座封，升压丢手，验封，之后酸洗、循环充填及测试，最后反洗井，起出充填管柱。利用底部循环充填防砂工艺，用适当排量和砂比携砂液，将钻井井眼与优质筛管之间环空用陶粒砂一次充填均匀，形成连续稳定的高强度砂体，阻止地层砂向井筒运移，从而解决出砂问题，保护了油层结构。

3 结论与建议

水平井油层保护是一个系统工程，涉及到地质设计、钻井设计、钻井工艺、完井工艺等专业技术及层面，只有做到环环相扣，确保每一环节质量，才能真正有效保护好油气层。建议今后进一步加强各专业和部门的配合，加大合作力度，对可能影响油层保护质量的各种环节制定出具体措施，更好提高水平井长油层段油层保护质量。

参考文献

[1] 步玉环，王德新.完井与井下作业.山东：中国石油大学出版社，2006.

[2] 李中玲.本布图油田保护油层钻井液技术研究，硕士学位论文.2007.