近断层精细控制钻井技术挖潜剩余油应用研究

白秋月

（大庆油田有限责任公司采油工程研究院，黑龙江大庆163453）

近断层精细控制钻井技术挖潜剩余油应用研究

白秋月*

（大庆油田有限责任公司采油工程研究院，黑龙江大庆163453）

大庆长垣油田进入开发中后期后，利用常规技术开发，采收率低，经济效益差，需要进行调整挖潜。运用现代井震结合精细构造描述技术，深入分析井位分布和开发动态后发现，在近断层附近部署多靶点大斜度定向井，能够有效地将断层两盘沟通起来，将那些在以往开发过程中“避而远之”的近断层砂体充分地暴露在同一井眼中，从而达到挖潜断层剩余油的目的。通过对钻井施工难点的充分分析论证，优化了钻井设计，优选随钻测井导向钻井工具和施工工艺，顺利完成钻完井作业，实现了穿断层、抓两盘的目的，试油单井日产油量是同区域直井的数十倍，达到了预期目标，具有良好的经济效益和推广应用价值。

断层；定向井；剩余油；挖潜

大庆长垣油田进入高采出、高含水“两高”开发阶段后，精细挖潜剩余油成为老油田增效的主要途径。经过对长垣油田构造和开发过程多轮次的研究后发现，长期以来为追求单井控制油层厚度围绕“甜点”开发，导致断层附近往往布井较少，断层区注采关系不完善，剩余油富集。经过井震结合构造解释，基本认清了断层发育特征，以杏北开发区为例，断层呈现数量多、延伸长、断距大、断层面弯曲多变、断层相互削截和切割等突出特点［1］。本文以大庆杏北油田275#断层中的X7-20-S632井为例，探讨近断层挖潜剩余油钻完井技术。

1　储集层特征

275#断层上升盘具有一个明显的构造高点，该断层具有分段生长特性，为2条小断层错列叠覆生长而成，由于2小断层倾向一致且相互连接，相交处形成一个半封闭的阶梯状构造。275#断层基础井产液量较高，综合含水较高，平均达94.3%，且断层附近区域存在局部构造高点，断层附近主力油层控制程度低，整体上还有进一步挖潜的空间。

油田的开发实际表明：油层自上而下划分为萨尔图、葡萄花、高台子3套油层，3类油层95个沉积单元，共划分为6种沉积类型，其中外前缘Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类砂体大面积分布。平均单井钻遇3类油层砂岩层数60.6个，砂岩厚度43.4m，有效厚度11.6m。考虑到断层附近储量的控制范围、断层延伸长度、油水井注采关系以及砂体发育状况等因素，采用大斜度定向井能够有效达到挖掘断层附近主力油层剩余油的目的。

2　过断层大斜度定向井施工难点

以往在油田开发早期之所以面对断层要“躲着走”，一方面是由于在当时的技术条件下对断层的认识存在较大的不确定性，另一方面也受制于近断层钻完井技术的不足，与非断层相比，在过断层时由于地层破碎更容易发生井漏、垮塌、卡钻等井下事故复杂，大斜度定向井表现得尤为突出［3-9］，主要体现在：

（1）断层附近地应力不规则导致井眼轨迹控制难度大，中靶难度大；

（2）断层附近多为破碎带，易发生井壁失稳、坍塌掉块，造成卡钻等事故；

（3）由于断层的遮挡作用引起注采不平衡，低压区井漏，高压区溢流，井控风险大；

（4）大斜度定向井在取芯时由于摩阻大和工具偏心等因素导致取芯收获率低。

正是由于在实施过断层大斜度定向井时面临上述“瓶颈”技术难题，使得近断层挖潜剩余油的作用迟迟得不到充分的发挥。

3　关键技术措施

（1）井身结构与防浅气。采用3层套管井身结构设计，杏北开发区上部地层岩性主要为粘土、粘土夹粉砂和砂砾层，表层套管下至第四系，有效封固上部疏松地层；该区嫩三、四段发育有浅气，技术套管下至嫩二段稳定泥岩处，封固浅气层。表层、技套水泥浆均返至地面。井控风险级别为一类，采用FZ35-21单闸板防喷器。

（2）井眼轨迹。井眼轨迹设计思路是“穿断层，钻两盘”，即井口设计在上升盘，井轨迹在上升盘钻至葡Ⅰ33之后穿断层，穿断层之后轨迹继续钻穿下降盘主力油层，延伸至高Ⅰ6+7油层，发挥最大潜力挖掘两盘剩余油。由于该井穿断层，井轨迹要“避让断层核、贴近破碎带”，同时要兼顾河道砂的控制面积，因此，轨迹既要适当贴近断层，又要与断层有一定距离［2-3］。该井从动态分析及新钻的侧斜井电测曲线看，无论上升盘还是下降盘都有剩余油，另外该断层的断距达到了60.8m，断层两盘的主力层葡Ⅰ13在纵向上完全错开，抓主力层的重复段。井眼轨迹采用9个靶点，确保井轨迹“避让断层核、贴近破碎带”。进入萨Ⅱ顶时，与断层面距离为154m，进入主力油层时，井轨迹与断层面距离控制在47m，钻穿葡Ⅰ33时，海拔深度为-866.32m，继续钻进穿断层面，轨迹落在下降盘的葡Ⅰ12油层，最后钻至高Ⅰ6+7油层，井斜角平均62.3°。从入油层算起，轨迹总长629.6m。具体轨迹参数如表1所示。

表1　X7-20-S632井轨道参数表

（3）钾盐共聚物钻井液体系：针对该地区断层破碎带大斜度定向井容易发生井壁坍塌、井漏、卡钻的问题，采用抑制性强、稳定性好、维护处理方便以及钻井液成本相对较低的钾盐共聚物钻井液体系，同时该体系封堵防塌能力较强，对于减少划眼及预防井下复杂事故提供了有力的保障，能够满足目前钻井施工需要；各次开钻钻井液密度详见表2。

表2　杏北开发区各开次钻井液密度

现场钻井液应用技术措施：

①开钻前用电阻率10Ω·m以上的清水60m3加膨润土3000kg、纯碱240kg，预水化24h后，按配方依次加入复合抑制剂、HX-D、HA、NPAN、SAKH、DYFT-1，将钻井液粘度调整到1.05～1.25g/cm3。

②进入嫩三段前，充分循环洗井，加入纯碱240kg，防止水泥侵；配制密度1.50g/cm3的储备液60m3。

③在穿越嫩二段之前：将密度控制在1.30g/cm3以下；在保证携岩的情况下严格控制钻井液的静切力；在进入嫩二段前50m加入单向裂缝封堵剂，阻止钻井液滤液向井壁深层渗透，以避免诱导型漏失的发生。按照设计要求，需要在进入嫩二段前准备好60m3堵漏泥浆若监测到漏失现象，及时在漏层打入堵漏浆静置观察。

④进入萨零组前将钻井液密度加重至1.60～1.65g/cm3后二开。钻进过程中，主要以3%～5%的WDYZ-1和1.0%～2.0%的铵盐水溶液交替维护，另外每钻进200m补加50～100kg的HX-D。钻进至造斜点（500m）前，加入适量混合油，降低摩阻系数至0.1，防止卡钻。

⑤在大斜度井段特别是井斜角大于55°的井段，较高粘度的钻井液会弱化井壁清洗效果。在临界排量下如不考虑钻具转动效应，则粘度较低的钻井液更易扰动岩屑床，有利于井眼净化。因此低的粘度、高的切力更有利于井眼的清洁，在大斜度精短，严格控制钻井液的粘度低于70s，并且失水控制在4～6mL/30min。

⑥萨二组地层易发生井径扩大，造浆性强，同时葡萄花易发生压差井漏。适量提高钻井液粘度。要保持足量的钻井液量，维持钻井液体系有足够的抑制和絮凝能力。

⑦进入高台子前，补充新浆时，提高SAKH、DYFT-1、HA树脂、NPAN的加量，加强钻井液的封堵能力，提高井壁稳定性，降低泥饼的渗透率。

⑧进入油层前50m在循环罐中一次补加3%的超细碳酸钙，对地层孔隙进行屏蔽暂堵，减少地层的水化膨胀。目的层钻进中，主要以3%～5%的WDYZ-1和1%～2%铵盐的水溶液交替维护。

⑨下套管前通井时，加入2000kg固体润滑剂塑料微珠，提高井壁的刚性强度，在下套管过程中，减少了吸附在井壁上的钻屑的聚集，保证了完井作业的顺利进行。

4　现场应用及效果

X7-20-S632井于2013年9月25日开钻，2013年10月21日钻至井深1588m顺利完钻。钻井过程中采用了MWD随钻测井系统，实钻垂深与设计一致，实钻方位与设计方位偏差为0.67，误差为0.3%，实钻视平移比设计视平移偏差平均2.6m，误差1.54%，实钻轨迹与设计轨迹基本吻合，顺利完成了设计方案。

X7-20-S632井于近期开始试油，目前日产油15.5t，该井日产油量是基础井网单井日产量的10.3倍，是一次井网的19.4倍，是二次井网的77.5倍（详见表3），具有可观的经济效益和推广价值。

5　结论

表3　X7-20-S632井及邻井日产油对比表

（1）大庆油田优质断层多，近断层剩余油富集，采用大斜度定向井能够有效沟通断层两盘，大幅度提高单井控制油层展布面积和厚度，从而达到最大限度挖掘断层附近剩余油的目的。

（2）在近断层附近实施大斜度定向井面临井眼轨迹控制难、易垮塌卡钻、漏喷风险大、取芯收获率低等技术难题，而通过采用随钻测井导向系统能够有效控制井眼轨迹，优化钻井液性能，优选取芯工具和工艺，精心操作等方法能够有效地解决这些难题，确保近断层大斜度定向井的顺利实施。

（3）X7-20-S632井采用优化的技术方案进行地质和钻井设计，经过在实钻过程中的严格执行，高效顺利完成了钻完井作业，实现了沟通断层两盘的地质目的，并在大斜度定向井中成功实现了断层两侧114.51m连续取芯，总体收获率达到99.20%。目前试油结果表明，该井日产油量是邻近直井的数十倍，达到了预期效果。

（4）通过对大庆长垣油田开发中后期地震、地质和开发资料的综合分析，提出在近断层附近采用大斜度定向井方式挖掘剩余油，在对这类井实施过程中的难点和应对技术措施进行深入分析后，经过实例井的设计和现场应用，证明了方案的合理性和可操作性，开发效果也远远超出了预期，为大庆油田和国内外其他同类型油田的开发提供了重要的参考价值。

［1］王俊良，李海峰，袁学峰，等.定向井水平井轨道设计和轨迹计算分析三维可视化技术［J］.钻采工艺，2005，28（1）：25-28，36.

［2］陈军.基于地质导向的给定井眼方向待钻轨道设计［J］.石油天然气学报，2008（1）：232-236.

［3］王智锋，薄万顺，许俊良.大斜度井取心技术［J］.西部探矿工程，2005（4）：84-85.

［4］孙晓飞，韩雪银，和鹏飞，等.防碰技术在金县1-1-A平台的应用［J］.石油钻采工艺，2013，35（5）：48-50.

［5］张宏军，杨立明.复杂断块油藏立体开发钻井完井优化技术［J］.石油钻采工艺，2010，32（6）：38-41.

［6］毕雪亮，阎铁，韩辉，等.大庆油田侧斜井井身剖面设计研究［J］.特种油气藏，2005，12（2）：72-73.

［7］李克向，周煜辉，苏义脑，等.国外大位移井钻井技术［M］.北京：石油工业出版社，1980：10.

TE242

A

1004-5716（2016）02-0042-03

2015-10-12

2015-10-28

白秋月（1983-），女（汉族），辽宁昌图人，工程师，现从事油气田钻井设计工作。