水平井开发技术在苏54区块的应用

2017-07-18高路恒张毅马强张家騛武渝陕西延长石油集团有限责任公司研究院陕西西安710069

化工管理 2017年17期

高路恒张毅马强张家騛武渝(陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院，陕西西安 710069)

水平井开发技术在苏54区块的应用

高路恒张毅马强张家騛武渝(陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院，陕西西安 710069)

为提高单井产量和采收率，优化气田开发效果，针对苏54区生产开发中出现的单井产量低、压降速度快、稳产期限短等问题，水平井开发技术开始在目的区进行试点应用。本文从水平井开发优势、井位优选、层位优选、开发参数优选等方面全方位介绍了水平井的部署要点，利用随钻跟踪导向技术进行实时钻进跟踪并及时调整，最终取得良好的开发效果，日产气达到相邻直井的3-5倍。该项研究为水平井开发技术在苏54区的全面推广应用提供了技术保障。

水平井开发技术；优化开发效果;随钻跟踪技术

1 概况及存在问题

苏54区位于苏里格气田西北区，基于苏里格气田整体地质特征，苏54区直井生产暴露出单井储量低、压力下降快、稳产能力较差、气井产量低等一系列问题。而水平井可以将静态上互相分割的储层连接起来，增加薄层、低渗透率储层的供气面积。针对苏54区具体地质情况合理利用水平井技术可以大大提高开采率。

2 水平井开发优势分析

2.1 增加泄气面积，控制储层厚度，提高产量

水平井具有泄油面积大，井筒压差小，流动阻力小等特殊的优点，随着完井方式优选技术和复杂水平井井眼轨迹控制技术，尤其是地质向导技术的发展，已经能将水平段轨迹控制在垂深变化小于0.5m，左右摆动小于2.5m的水平范围内，设计水平井油层厚度的筛选标准由大于6m降到目前的1m左右，为有效开采薄气层和超薄气层提供有效手段[1]。

2.2 提高性价比，利于环保

虽然水平井的造价远高于直井造价，但结合其所产生的经济效益来看，采用水平井开发气藏，可以减少井场数量及地面建设的费用[2]。此外，由于井场数量的减少，施工作业过程，包括工作人员日常生活对环境产生的危害也大幅降低，可以起到明显的环保作用。

2.3 低压垫气，持续增产

水平井技术可以有效的降低气藏开发对垫气或蓄压气的要求，使供气能力较弱的气藏仍然可以维持正常的运作。即水平井在不降低气藏最高供气能力的前提下，就可以减少所需要的垫气量，在较低的压力梯度下，确保产气量的增加。同时，由于产气量的增加，仅需要少数井就可以确保最优的采出量和注入量。此外，减少井数的同时，维修费用也随之降低。

2.4 降低钻遇风险，延长稳产期

地下裂缝和溶洞如同人体经脉，有主动脉和支脉之分；碳酸盐岩大多数油气存在“主动脉”中，其余部分分散在“支脉”中。而水平井技术受沉积相带的影响较小，通过水平井井眼轨迹控制技术，尤其是地质向导技术对水平井的控制，我们既可以钻遇“主动脉”也可以兼顾“支脉”，大大提高水平井钻遇率，降低钻遇低类井的风险。尽管产能自然递减是无可避免的必然趋势，但基于各个优势环节，水平井具有更长的稳产期。

3 水平井技术的实施

3.1 井位优选原则

宏观上讲，水平井的井位优选原则分为以下六点[3]：

(1)井控程度高，含气砂体落实的富集区；

(2)砂体厚度大，横向展布相对稳定，有效储层厚度大，物性较好；

(3)主要气层段纵向上连续分布，主要气层段内无隔（夹）层或隔（夹）层厚度小于2.0m；

(4)具有质量可靠的“十”字地震测线或单测线，水平段方向在地震测线上或靠近测线；

(5)水平段延伸方向及长度满足目前井网井距；

(6)主要气层顶部构造落实。

基于上述优选原则，以苏X水平井为例优选出水平井井位，主要依据如下：

苏X井区水平井位于盒8下主河道带上，该区域目的层盒8下2平均砂岩厚度12.6m，有效储层厚度在5.0～11.3m，平均8.1m，平均渗透率0.59×10-3μm2，平均孔隙度10.2%，平均含气饱和度60.8%，整体表现为有效砂体发育，是天然气相对富集区。井区水平井位于地震预测的有利储层区，该井点南北向发育一个相对稳定的有效砂体条带。所在区域盒8下2砂体较为发育，呈条带状分布，岩性较纯，易形成有效层，为主要目的层。由盒8下2砂体顶、底部构造看出，苏X井沿水平段方向构造变化平缓，该井区完钻开发井盒8下2段储量丰度0.7～1.5×108m3∕km2，预测该井区水平井盒8下2储量丰度1.0～1.5×108m3∕km2，满足井位优选原则。

3.2 层位优选

根据该区域地质综合特征，并结合开发评价结果，确定苏X井区水平井目的层段为石盒子组盒8下2小层，预测该井区盒8下2有效砂体厚度约5.0～11.3m，分布稳定，平面上具有一定规模，并且根据其盒8下2砂体厚度、有效砂体厚度图及砂体顶、底部构造等值线图，结合盒8下气藏剖面图，掌握了入靶点处砂体顶底海拔及储层发育情况。

3.3 参数优选

(1)水平段方向

水平段方向主要依据储层平面展布、邻井井距、地应力方向、储层平面非均质性等因素进行确定。综合分析，设计苏X井向正北钻探，水平段方位0。

(2)水平段长度

水平段长度直接影响水平井的泄气面积、控制可采储量等，所以长度越长，该井的潜力越大。然而，水平井筒内存在压降，特别是气井，当产气量很大时，水平井筒内的流动会产生较大的流动阻力，影响采气效率，所以水平段也并不是越长越好[4]。通过对苏54区块若干口水平井段长度和累产气进行数值模拟，结果表明：气井产能随水平段长度的增加而增大，但当水平段长度超过1000m之后，其增张速度明显放缓，在增大水平段长度对气井产能影响不大。根据目前水平井的钻井工艺技术并考虑砂体展布特征、增产效果、钻井成本等，长度设计为1000m。

(3)靶前距

根据苏里格气田苏54区块盒8下气藏的气层纵、横向展布特点及工程需要，设计靶前距均为400m。

(4)水平段靶点设计

水平段靶点设计考虑储层空间展布及沿水平钻进方向构造变化情况。根据对盒8下2砂体展布及顶部构造分析，苏X井水平段沿盒8下2气层中上部钻进。

靶点A（入靶位置）：位于盒8下2小层气层顶部以下3.0m处。

靶点F：从入靶点A沿水平段钻进1000m，到达靶点F。

根据预测的砂体位置及构造深度变化，设计靶点位置如下（表3-1）：

表3-1 苏X井水平段靶点设计表

4 随钻跟踪地质导向技术的应用

(1)井底岩性快速识别技术

面对地下的未知情况，工作人员在前期只能根据相关地质资料进行分析从而预测地质剖面。由于技术手段有限、地质认识不足，研究结果往往与实际情况有所出入，这就导致实钻地质剖面与前期预测地质剖面有差异，此时快速识别钻遇岩性，及时调整钻进方向就显得尤为重要。具体工作中主要依靠钻时长短、上返岩屑的岩性颜色、地层造斜率大小、钻井液性能数值等各类实时数据来识别所钻遇的岩性，从而判断钻进位置及时调整钻进角度。

(2)提前预测目的层微构造的变化

鄂尔多斯盆地构地质构造稳定、构造起伏较小，在直井生产中对其部署和钻探过程影响较小。由于水平井目的层呈水平状且垂向上厚度很薄，同时在钻进过程中对各个标志层把控要求极为严格，所以小规模的微幅构造就能对水平井的钻进产生很大的影响。一般情况下，目的层与上覆地层产状都具有良好的继承性或者具有协调的规律性变化，为了精细的识别微幅构造，在进入水平段之前应该选取界面稳定、岩性转换界面明显的地层作为标志层，通过预测地质剖面与实钻地质剖面上所选标志层的深度差来预判地层产状，识别微幅构造的起伏规律，从而提前做好调整钻进角度的准备。

(3)依据随钻数据实现可视化

建立前期预测地质剖面模型，并将水平井钻进的实时数据利用专业软件进行数模转换后加载入预测地质剖面模型，实现水平井在地层中钻进过程的可视化，使整个钻进过程一目了然，为水平井施工决策讨论提供有效技术支持。同时根据钻进过程中的反馈资料不断修正预测剖面，使其更加接近地层的实际情况，为提升钻遇率提供有效技术保障。

5 开发效果评价

苏X井2012年6月30日开钻，9月20日完钻，水平段1211m，测井解释砂岩867m，钻遇率71.6%，有效储层635.9m，钻遇率52.5%。采用水力喷射九段改造，获无阻流量102.8万方∕天。目前日均产气6.4×104m3∕d，油压2.8MPa，套压8.6MPa，累计产气1594.3×104m3，生产效果较好，具备较高的生产潜力，是邻近直井产量的3～5倍（图4-1）。