萨中油田二次开发井位优化设计及实施方法

2013-12-23吴忠臣

石油地质与工程 2013年3期

吴忠臣

（中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

二次开发重构开发井网既是老油田恢复旺盛生产力的重要手段，又是其他二次开发技术实施的基础，但萨中油田独特的地质开发情况和地面现状给二次开发井位的设计带来了一系列难题，因此必须对二次开发的井位设计进行优化研究。

1 二次开发井位设计遇到的问题

（1）萨中油田地质开发情况复杂，二次开发井网部署难度大。一是萨中油田油层发育多，各类油层交互发育，非均质性严重，自上而下发育了萨尔图、葡萄花、高台子油层，共分9 个油层组，41 个砂岩组，136个小层，150个细分沉积单元，可分为10种大型河流-三角洲沉积体系砂体，总地层厚度约为500 m，二次开发井网兼顾开发各类油层难度大。二是经过五十多年的开发，萨中油田水驱井网已经由基础井网发展到一、二、三次加密调整井网，聚合物驱已由单纯主力油层聚驱发展为主力油层聚合物驱、二类油层聚合物驱以及三元复合驱等井网，不同区块的水、聚驱井网又采取了不同的井网部署方式和层系组合模式，目前多套井网共同开发，二次开发新老井网利用难度大。

（2）地处市中心，地面建筑物密集，二次开发地面井位设计难度大。萨中油田地处主城区，油田和市政建筑密集，目前城市设施、生产设施等已占地面的67%，其余的33%都为零散空地，地面井位选择难度大，需要大量钻定向井，甚至局部出现定向井都无法实施的情况。

（3）二次开发井距小，斜井比例大，井眼轨迹易在油层段偏移，造成井网井距不规则，影响开发效果。萨中二次开发过程中定向井占新钻井的80%以上，通过数值模拟，钻定向井造成地下实际的井与井间距离过大或过小，导致目的层段井眼轨迹偏离目的层（设计坐标），井网井距极不规则，对采收率的影响较大。

2 二次开发井位优化设计方法

为了便于解决二次开发井位设计及实施中存在的问题，从油藏井位设计、地面井位设计、钻井实施保障手段三个方面进行了研究，共同保障二次开发井网的开发效果。

2.1 二次开发油藏井网部署方法［1-5］

（1）各类油层采用不同的井网部署方式。根据近年来室内实验成果和现场试验结果，对三次采油阶段油层分类，对于不同的油层，设计出不同的开发井网方式。分别设计了针对一类、二类、三类油层的3套井网，合理利用老井网，在其基础上加密新井，共同开发各类油层，以满足各类油层都有井网开发，各套井网都有足够的油层可以开采，见表1。

表1 各类油层合理的二次开发井网部署方式

（2）各套井网同时部署，同时钻建。萨中油田实施老油田二次开发工程以来，井网密度将由现在的78口／km2增加到186口／km2。结合萨中油田地面建筑较多的实际情况，为避免后期钻建与城建用地冲突，提出了区块井网部署应一次到位、同步钻建的方案，既解决了产量递减快的问题，又减少了重复钻建用地紧张的问题。

2.2 二次开发地面井位优化设计方法［6-8］

将地下油藏井位的部署与地面井位的选择相结合，地上地下井位同时部署，统筹考虑。具体操作方法是，首先按照常规方法部署地下油藏井网，然后将地下井位坐标落在最新版的油田地面矢量地图上，运用计算机程序，自动优化设计地面井位。当程序无法找到合适的地面井位时，井位设计人员再根据地面地下情况调整地下井位或地面动迁方案。井位设计一次成型，无需修改，既有效提高了井位设计工作效率和设计精度，减少了井网部署和钻井井位设计人员的工作强度，又缩短了钻建投产周期，确保产量运行进度。

2.3 油层段井网井距保障方法［9-12］

油藏数值模拟计算结果表明，小井距情况下定向井轨迹在油层段偏离开发设计靶点越远，导致井网越不规则，影响采收率也就越大。通过数值模拟计算，若采用常规定向井钻井技术，萨中油田二次开发井网由于钻定向井平均影响采收率1.6 个百分点，减少可采储量900余万吨，相当于损失了一个油田。因此，研究如何减少定向井对油田采收率的影响，保证二次开发油层段井网井距规则的技术，具有至关重要的意义。通过一系列的研究，取得了以下成果：

（1）钻井剖面设计优化方法。普通定向井井眼轨迹采用有利于加快钻井速度的三段制钻井设计，即垂直段＋增斜段＋稳斜段，稳斜段斜穿越油层，就会出现定向井在油层内部轨迹过长的现象，特别是对于大位移井，导致油层段实际井网与设计井网不相符，影响开发方效果。针对二次开发区块井距小、定向井比例大、水平位移大的情况，提出了定向垂直井的概念。定向垂直井是在普通定向井的基础上，通过倒换钟摆钻具和使用导向螺杆钻具等工艺，来实现定向井井眼轨迹在进入油层时保持井斜角小于10°的技术。在小井距情况下，采用五段制设计，无论定向井水平位移是多少米，不管定向井相对、相邻还是相向，井眼轨迹在油层中的水平偏移不会超过25 m，这对于老油田二次开发100～125 m 开发井距来说，基本可以保证其注采井距相对规则，最大限度地降低了定向井对采收率的影响。

（2）钻井平台、钻进方向优化方法。对处于同一井组的定向井，采用三维空间井眼轨迹设计方法，调整单井钻井平台位置，保证油层段靶点位移不超过25 m 和注采井距相对均匀。

（3）入靶点位置优化方法。对于受地面建筑及地下老井轨迹影响，既不能调整设计轨迹方向，又不能调整钻井平台位置的个别井，采取入靶点深度下移的方式，保证大部分油层靶点位移不超过25 m。

另外，为了便于随钻检查和调整定向井轨迹，可应用三维井眼轨迹设计技术，随时对比油层顶部、中部、底部的实钻轨迹和设计轨迹，跟踪钻进过程中的井网井距，并为钻井验收提供依据。