辽河特色水平井钻井技术

陈福军

(中国石油辽河油田公司,辽宁盘锦 124010)

辽河特色水平井钻井技术

陈福军

(中国石油辽河油田公司,辽宁盘锦 124010)

辽河油田水平井钻井技术的发展和应用不刻意追求高、精、尖,而是结合油田开发实际,以常规水平井为主导,坚持分支井、复杂结构井技术攻关,深入开展侧钻水平井间入式挖潜,发展配套了鱼骨井、SAGD成对水平井、分支井、复杂结构井、侧钻水平井、水平井与欠平衡集成技术等十大具有辽河特色水平井钻井工艺技术,为千万吨稳产提供强有力的工程技术支撑。

水平井 鱼骨井 SAGD 分支井 复杂结构井

1 引言

辽河油田自1992年实施第一口水平井以来，经历了技术攻关、现场试验、扩大推广和规模应用四个阶段。水平井井型结构：以常规水平井为主导，复杂结构井做针对性攻关，侧钻水平井做间入式挖潜。

2 十大辽河特色水平井钻井技术

2.1 MRC鱼骨型水平井技术

鱼骨型水平井为辽河油田自主研发、独立设计，技术优势是储藏接触面积最大化[1]。自杜84-兴H238井实施以来，累计完成鱼骨型水平井76口。

典型井：静52-H1Z，该井创分支数量最多(20个鱼骨)、储层进尺最长(4333m)两项中石油纪录。初期4mm油嘴，日产油48.4吨，是同区块直井的24倍(如图1、2、3)。

技术要点：鱼骨分支实施顺序从前往后，防止地层坍塌；裸眼悬空侧钻；确保主井眼重入，鱼骨分支与主井眼采用不同钻头尺寸且存在垂向高差，解决完井管柱的顺利下入。

图1 静52-H1Z结构示意图

图2 上翘型水平井示意图

图3 “Y”型分支轨迹图

2.2 独特的水平井井眼轨道设计技术

2.2.1 创新提出“鱼钩”上翘型水平井

针对边顶水超稠油油藏特点，创造性地提出和发展了上翘型水平井井眼轨迹控制技术。“鱼钩”上翘型轨道设计[2]，实现了技术套管对边顶水的有效封隔。

2.2.2 创新提出“Y”型鱼骨分支水平井技术

“Y”型鱼骨分支技术是用2个鱼骨代替3个鱼骨， 单井节约进尺180m，口井节约钻井成本100万元。

2.3 水平井井眼轨迹精细控制技术

2.3.1 MGT磁导向钻井实现SAGD成对水平井井眼轨迹精准控制

MGT磁导向两项关键指标：水平段的水平度，上下两口井水平段的平行度。钻井实施上，常规仪器由于测量误差，即使使用同一套仪器，也难以确保上下两口井水平段的平行度。并且随着水平段的延伸， 累计误差将逐渐增大。为此，引进哈里伯顿MGT磁导向钻井技术，解决了SAGD水平井井眼轨迹精准控制的难题[3]。国内首例两口井：杜32-兴H313、杜32-兴H314。

图4 深井“瘦身”示意图

图5 大井眼重复利用示意图

2.3.2 薄层油藏水平井随钻地质导向技术

钻井实施难点：入靶难、调整难、轨迹控制难。引进斯伦贝谢随钻地质导向技术，使得水平井油层动用厚度从5米达到2米。累计完成薄层油藏水平井178口井，平均油层钻遇率86.4%。

薄层水平井着陆控制要点：对于无技术套管的水平井，采用控制角度着陆技术。对于有技术套管的水平井：采用提前着陆技术。

2.4 SAGD水平观察井钻井技术

监测SAGD开发油藏动态的水平观察井对井身结构、井眼轨迹控制、连续管的捆绑、配套工具、套管附件改造和完井井口等提出了特殊工艺要求。4口水平观察井为SAGD开发安上了眼睛，属国内首例。

技术难题：(1)井身结构异常：244.5mm技套正常Φ311.2mm钻头，因技套外捆绑空心杆，使用346mm钻头保证套管居中；(2)井眼轨迹控制：井网密，防碰距离小(2.5m)。井眼曲率大，狗腿度最大达14°/30m；(3)连续管的捆绑：套管外捆绑40mm空心抽油杆，套管下入过程不得转动，套管接箍与抽油杆接箍错开，套管与空心杆保持平行。4.特殊井眼固井：二开大井眼，技套固井难。

2.5 分支井技术

分支井技术核心在于窗口力学完整性、窗口水力完整性、分支再进入能力。

典型井：小35-H1Z，该井实现了用一口双分支水平井开发不同压力系统两个断块、三个油层。本井五开井身结构，分支互为反向，阶梯水平井眼轨迹，分支上翘垂深相差100m。Z1分支水平段长850m，Z2分支水平段长320m。

2.6 复杂结构井技术

在分支井的基础上整合鱼骨井技术，发展了分支＋鱼骨为特点的复杂结构井技术。该技术目前处于国内领先地位。技术要点：

(1)井眼轨迹优化设计及控制技术：悬空侧钻、套管开窗、轨迹控制技术，确保第二分支井眼施工安全。(2)中完前随钻堵漏技术及中完潜山段固井技术，确保技术套管固井质量，满足开窗要求。(3)优化完善多分支井完井系统，完井水平达到TAML4级。(4)应用多级滑套完井管柱，实现分段改造。

复杂结构井整体开发边台潜山：边台潜山储量1805×104t，储层裂缝发育程度较差、物性差，为难采储量区块，直井产能低，不能有效开发。2008年开始先后尝试实施了水平井、鱼骨水平井、多分支鱼骨水平井，实现了该块储量的有效动用和低品位潜山油藏的经济开发。区块日产油由42吨上升到294吨。

2.7 水平井井身结构优化技术

2.7.1 推广应用“三开变二开”井身结构

常开式注水泥关闭装置配合ECP，实现了水平井上固下不固的完井工艺。口井节约投资50～80万元。

2.7.2 深井“瘦身”节能降耗(如图4、5）

单井节省套管99.46t、岩屑少返114.51m3、节省水泥98.64t。可用ZJ40替代ZJ50，钻井周期可加快18天，口井钻井成本可节省300万元。

2.7.3 大井眼完井为老井重复利用打下伏笔

陈古潜山采用7寸筛管大井眼完井，二次利用可口井节约费用4100万元。

2.8 水平井完井技术

(1)水平井筛管防砂技术，针对不同的储层类型，研发了多种防砂筛管，满足了开发需求。(2)ECP分段完井技术，解决巨厚潜山完井技术难题，突破水平井后期酸化压裂改造的技术瓶颈。

该技术采用悬挂器、分级箍、遇水膨胀封隔器组合进行上部注水泥固井，水平段采用遇油膨胀封隔器+筛管分段完井工艺。兴隆台潜山完成25口井。

2.9 侧钻水平井技术

侧钻水平井是侧钻井与水平井技术的结合，具有低投入、高回报的特点。

攻克了以下技术难题：合理环空间隙优选技术，侧钻井扩孔技术，套管居中技术，异径窄间隙固井技术，热采井套管损坏防治技术。

解决了以下开发难题：长停井复产，低产低效井二次开发，事故井处理，开发剩余油，改善井网。可以说增油效果显著，侧钻井和侧钻水平井20年累计增油1174万吨。

2.10 两井结合:水平井与欠平衡集成技术

欠平衡钻井是中国石油继规模推广水平井技术之后第二项拳头钻井技术。随着欠平衡技术的不断发展，辽河油田摸索出了欠平衡与水平井技术结合应用的一条特色之路，有效解决了低压潜山油藏的开发难题。

哈3区块：哈3-H3、哈3-H4欠平衡钻井与哈3-H2井对比：钻井提速22%，钻井周期缩短5天，单井产量提高10倍。

3 结论与建议

本文重点介绍了辽河油田特色水平井钻井技术。但随着油田勘探开发的不断深入，新的技术难题与挑战将会不断出现，需要钻井人扎实工作，开拓创新，进一步完善和提高水平井钻井工艺技术配套，为创新辽河特色水平井技术贡献力量。

[1]李庆,耿应春,王敏生.MRC技术及其在胜利油田的应用[J].石油钻采工艺,2009,31(4):109-112.

[2]高富成.上翘型水平井开发边顶水稠油油藏[J].断块油气田,2007,14(5):70-71.

[3]杨明合,夏宏南,屈胜元.磁导向技术在SAGD双水平井轨迹精细控制中的应用[J].钻采工艺,2010,33(3):12-14.

陈福军,1978年生,2003年毕业于江汉石油学院石油工程专业,获学士学位,工程师,主要从事油田钻井科技攻关与技术管理工作。