海上油气田低效井侧钻技术

赵少伟，范白涛，杨秋荣，李长林

(1.中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300452；2.海洋石油高效开发国家重点实验室，天津 300452；3.中国石油大学(北京)，北京 300452)

海上油气田低效井侧钻技术

赵少伟1，2，范白涛1，2，杨秋荣1，李长林3

(1.中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300452；2.海洋石油高效开发国家重点实验室，天津 300452；3.中国石油大学(北京)，北京 300452)

考虑到渤海油田开发生产不断推进，低产、停产以及报废井越来越多，迫切需要通过钻调整井或治理低效井来挖潜老油田剩余油，提高油田采收率。分析渤海油田不同类型的剩余油分布，研究对应的侧钻方式，根据陆地油田老井侧钻技术调研情况，结合渤海油田自身特点，提出用修井机进行低效井侧钻中短半径井眼的技术思路，配套钻完井工程方案及作业成本初步估算，认为技术方案可行。

渤海油田；低效井；低成本侧钻；中短半径；修井机；剩余油

目前渤海油田部分生产油田年产油量递减率达到8%～10%，稳产压力很大，且海上平台寿命有限，需要不断钻调整井或治理低效井，提高油田的采收率。然而，调整井的作业面临着诸如槽口资源有限、钻机资源紧张、作业成本高及作业实施受限等因素的制约，不能满足油田进一步开发的要求。随着油田开发生产的不断推进，渤海油田低效井日益增多。据不完全统计，渤海油田目前低效井已达200余口，对低效井的治理应引起重视。

渤海油田低效井主要为因长期注水开发、储层高水淹导致的高含水井，还包括因工程原因(出砂),以及因储层物性差等地质原因导致的低产井。低效井的治理主要采用老井侧钻技术，即利用原井部分井筒,以及完好的地面设备，在原来的井筒上开窗，向地下油层进行横向水平钻进，挖掘局部丰富的剩余油，提高油田采收率[1]。目前渤海油田侧钻井主要受油藏布井、钻完井难度及成本的制约，并未在低效井中大规模推广应用。因此，可通过研究低成本的老井眼侧钻技术，救活低效井，挖潜老井周边剩余油，改善油井生产状态，延长油井寿命，提高油田整体采收率及开发效益。

2 渤海油田低效井侧钻方式选择

渤海油田低效井侧钻方式主要归结为两种：①侧钻定向井，通过变密度射孔、选择性射孔、量体裁衣方式防砂(如循环充填、压裂充填、微压裂)使得注水的受效前缘整体推进;②侧钻水平井，通过领眼探路、侧钻水平井至未动用或者动用程度较低的油层开采。实际应用中，需根据剩余油分布情况，选择适合的侧钻方式。

2.1 层间剩余油挖潜侧钻方式

由于层间的非均质性，在层组水淹时，因各小层间物性差异，水淹程度不一。物性较好的油层水淹程度高，物性较差的油层未水淹或者弱水淹。治理这类高含水井，可通过测井定量解释，找准由于层间差异形成的未波及剩余油富集区，并通过定向井选择性射孔避开水淹层，或者侧钻水平井进行开采。见图1。

图1 层间剩余油挖潜侧钻方式示意

2.2 油层顶部剩余油挖潜侧钻方式

由于受到韵律沉积或者重力的影响，注入水易沿下部突进，造成下部水洗严重，上部弱水洗。油层底部水淹，顶部剩余油富集。对于此类底水的厚油层，应直接侧钻水平井至油层底部挖潜。见图2。

图2 油层顶部剩余油挖潜侧钻方式示意

2.3 平面剩余油挖潜侧钻方式

因平面上受低渗透、井网不完善或者边角的影响，会造成岛状水淹、局部连片，剩余油分布复杂，大多呈零星片状分布。可利用阶梯式井眼、波浪式井眼、平面“S”形井眼等多靶点定向井或者水平井开采。见图3。

图3 平面剩余油及挖潜侧钻方式示意

2.4 井间剩余油挖潜侧钻方式

在纵向非均质性强的多油层开发中，井与井之间的压力平衡区的油气不易流动，形成剩余油富集区。井间有未钻遇到的小型砂体，油气无法得到开采，形成剩余油[2]。针对井间剩余油，可通过侧钻水平井进行挖潜。见图4。

图4 井间剩余油及挖潜侧钻方式示意

渤海油田低效井侧钻井位的设计，需在油藏精细描述及剩余油分布规律研究的基础上，综合考虑开发井网的部署、调整和长期规划，以最大限度改善油田开发效果为根本。

3 陆地油田老井侧钻技术

老井侧钻技术是老油田盘活报废井、挖潜剩余油、提高采收率的重要手段，该技术已在国内外许多陆地油田得到广泛应用，形成了包括井眼轨迹设计、套管开窗、地质导向及监测及完井防砂等一系列完整的工艺措施及配套工具体系[3-10]。

陆地油田侧钻井的主要特点是以侧钻水平井为主，侧钻长度一般不会超过500 m，侧钻点的位置距离储层较近，井型多以中短半径为主，且多采用小井眼侧钻，完井方式多样，见图5。陆地油田侧钻井成本约占常规新井的40%左右，侧钻井单井日产不高，寿命一般在5年左右。

图5 陆地油田侧钻井主要完井方式

据不完全统计，我国主要陆地油田近年来平均每年实施老井侧钻150余口，增油效果显著。见图6。而陆地油田侧钻井单井成本较低，一般在500万元以内。

图6 陆地部分油田近年来侧钻井年工作量及增油量统计

4 渤海油田低效井侧钻工程技术方案

低效井侧钻技术已在陆地油田广泛应用，并取得了较好的产能和效益。相对于陆地油田，渤海油田低效井侧钻剩余油辨识难度明显增大。主要表现在以下几点：渤海油田单平台井数少、井距大，对砂体空间展布认识比较困难；由于采用多层合采合注，层间干扰严重，油水关系复杂，剩余油描述难度大；采用分段防砂，防砂段内小层多，生产井难检测，各小层产、吸量不易求取。为了充分开发渤海油田，降低成本提高经济效益，需要制定量体裁衣式的老井侧钻技术方案，通过低成本侧钻定向井来认识清楚剩余油分布，并在此基础上多次侧钻定向井或者水平井以实现效益和产能最大化。

4.1 海上油田低效井侧钻方案分析

针对海上油田低效井周边剩余油分布情况，可以选择长半径(曲率半径>286 m、狗腿度<6°/30 m)、中半径(曲率半径，85～286 m、狗腿度：(6°～20°)/30 m)、短半径(曲率半径：12～85 m、狗腿度：(20°～140°)/30 m)侧钻。实际作业过程中为减少靶前位移，节约进尺，降低钻机负荷，同时要保证钻井容易实施，完井方式灵活可选，建议渤海油田采用(6°～10°)/30 m的中半径定向井和水平井进行低效井侧钻作业。

侧钻中短半径水平井和定向井的主要优点：①利用老井(废弃井)进行开窗侧钻完成新的勘探开发目的，周期短、材料少、见效快，降本增效;②井眼小、井段短，对井场面积和钻井机具要求低;③在相对稳定的地层中作业可以有效预防和减少井下复杂事故的发生;④靶前位移短，地层变化相对较小，提高了靶点的确认精度，可在小断块油藏内获得较长的水平段，在较薄油气层中的靶区命中率较高;⑤造斜井段较短，造斜点距油层垂向距离很短，电泵可设置在造斜点以上的井段进行开采。

同时，侧钻中短半径水平井和定向井也面临一些困难，诸如造斜率高，对导向工具性能要求高；造斜段短，调整空间有限，小钻具柔性强，数据测量滞后对轨迹控制的影响大；井眼曲率大，管柱下入困难；小井眼的层间封隔、固井、防砂难度大等。因此，需要制定详细的工程技术对策，以保障作业的安全顺利进行。

通过国内外钻完井工艺技术及工具调研，以目前的钻完井技术水平，9-5/8 in套管开窗可钻8-1/2 in及以下井眼，7 in套管开窗可钻6 in、5-7/8 in、4-3/4 in井眼。以7 in套管开窗为例，分析适用于渤海油田侧钻小井眼的井身结构、完井方式及具体技术方案，见表1、2。

表1 侧钻中短半径井眼井身结构及完井方式 in

4.2 修井机侧钻能力评估

低效井侧钻首选修井机作业，以降低对大型资源的依赖。一般来说，海洋修井机井架在额定载荷下能满足工作要求，但当海洋修井机用于开窗侧钻作业时，其钻井深度不能等同于修井深度，所以有必要对修井机的侧钻能力进行评估。以钻8.5 in和6.0 in的井眼为例，对修井机的作业能力进行校核，见图7。结果显示，目前渤海油田的修井机均可满足侧钻井作业要求。

4.3 成本估算与对策

按照目前合同模式，侧钻点深度1 500 m，6 in井眼侧钻600 m井段水平井，钻井周期8.5 d，钻井费用为950万元。在老井侧钻施工过程中，可采取以下措施降本增效：船舶及直升机与油矿共享，可节约运输及燃料费100万元；简化录井资料要求及设备，可节约费用10万元；简化测井资料要求(两条线)，可节约费用50万元；井口、套管队等服务由井队承担，可节约费用10万元；采用模块化固井设备，不使用固井拖轮，可节约费用30万元；其他方面采用特殊合同模式，可节约费用100万元。因此钻井费用可控制在650万元左右，加上弃井和完井费用，单井成本可控制在1 100万元左右。

按照当前油价每桶55美元，汇率6.1，操作费每年80万元，以及各种税费30%，假设单井日产量20 m3/d，年收入996.6万元，预期2年收回成本。

表2 侧钻中短半径井眼技术方案分析表

图7 海洋修井机侧钻能力计算图版

利用低效井侧钻中短半径井眼技术，采用以上管理措施可大幅降低钻井成本，提高经济效益。

5 结论

1)海上油田低效井不断增多，投资成本高且产能收益低，解决这一现状是油田面临的重大难题；低成本侧钻技术是治理低效井的有效手段，可改善老油田储藏动用度，提高油田采收率，已在陆地油田广泛应用，并获得了较好的产能和收益，该技术在海上油田也具有广阔的应用前景。

2)低效井治理油藏研究应尽量在低效井周边做文章，进行合理的配产及生产周期预测，争取充分开采老井周边及井间剩余油。根据海上油田各油藏的实际情况，选择合适的老井侧钻方式，制定合理的井身结构以及完井方式，是侧钻成功的关键。

3)钻完井技术研究建议重点考虑管柱下入情况，探讨合适的侧钻井眼曲率及钻井工艺，研究配套的小井眼完井器材并形成技术和工具系列，同时进一步研究成本控制和管理措施。

[1] 许国民,王卫东,高忠敏,等.水平井技术在老区剩余油挖潜中的应用[J].特种油气藏,2007(6)80-82+100.

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On Side Tracking Technology in Inefficient Well in Bohai Reservoir

ZHAO Shao-wei1,2, FAN Bai-tao1,2, YANG Qiu-rong1, LI Chang-lin3

(1.Tianjin Branch of CNOOC (China) Co. Ltd., Tianjin 300452;2.State Key Laboratory of Offshore Oil Exploitation ,Tianjin 300452, China;3.China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China)

Considering of the development of Bohai reservoir carrying forward, there are more and more low-production wells, closed wells and abandoned wells, which drives to tap the latent oil remaining through drilling adjustment well or administering inefficient well in order to improve the field recovery ratio. The sidetracking technology is researched by analyzing different type of remaining oil distribution in Bohai oilfield. According to the survey case of side tracking of land field old well, the authors provide a technique clue and assorted wells engineering scheme that drilling sidetracking inefficient well in middle-short radius wellbore with service rig, and estimate the initial activity costs. The approach is proved to be available that drilling sidetracking inefficient well in middle-short radius wellbore with service rig.

Bohai oilfield; inefficient well; side tracking at low cost; short radius; servicing rig; oil remaining

10.3963/j.issn.1671-7953.2015.06.034

2015-06-15

国家科技重大专项(2011ZX05057)

赵少伟(1984-)，男，硕士，工程师

U665.54；TE243

A

1671-7953(2015)06-0144-05

修回日期：2015-07-10

研究方向:海洋石油钻完井技术研究与应用

E-mail:zhaoshw@cnooc.com.cn