T 型井深层钻井成本简化评估方法及应用

马溢，倪益民，田峥，张强，左坤

(1.中海石油(中国)有限公司深圳分公司，广东 深圳 518067;2.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452)

0 引言

因T 型井有成本低、易实现多分支以增加油气藏暴露面积、着陆段短、侧钻开窗套管损伤小等优点，目前在某些特殊油藏、井位条件下，有良好的适用性。T 型井技术在海上深部储层应用时，因其相对较低的机械钻速影响作业时效，加之海上钻井日费较高，在一定程度上增加了钻井作业成本。在此情况下，T 型井的成本就成为钻井方案的重要决策因素。

文章讨论的是在钻井方案设计时，普通侧钻井和T 型井方案优选中的成本问题。目前海上油田T 型井应用较少，缺乏基础参考资料，而深层T 型井还未得到应用，准确评价两种钻井类型的成本差异变得非常有挑战。

20 世纪80 年代，美国公司开发了超短半径水平井技术，采用高压射流辅助破岩的方式进行径向钻进[1]。该技术在煤层气开发中多有应用，也可以应用在鱼骨刺径向钻井作业当中，因其单个分支进尺较少，钻进方向无法控制，轨迹不可测量，钻具回收等问题，应用场景受限。T 型钻井是近期发展成熟的一种新型钻井技术，依靠钻杆与柔性短接构成的钻具组合，及各种配套工具进行超短半径水平井的钻进。目前，T 型井主要应用于煤层气[2-5]水平分支钻井作业、部分应用于套管井的侧钻作业中。

笔者通过对常规海上钻井作业费用构成、深层T 型井机械钻速预测等进行研究，建立简化评估T 型井深层钻井费用的测算模型，并将其应用于海上一口侧钻井钻井方案的对比中，实现了T 型井和常规侧钻井工期和费用的快速对比，有助于设计决策[1]。

1 T 型井的概念

T 型井，是一种超短半径水平井，曲率半径范围为1.5～3.6 m，采用单根长度为0.15 m 的钻杆与柔性短接相连构成的钻具组合进行钻进，通常可钻多个分支以增加泄油面积。T 型井的井眼曲率半径示意(与常规井对比)如图1：

2 钻井费用

常规海上钻井作业的费用组成：作业准备、钻井服务、钻井器材、间接费用[6]4 大类。

图1 T型井与普通井曲率对比示意图

作业准备：包括井场调查费、钻井平台费、安全费用等，作业准备费用是钻井成本中很重要的一部分；

钻井服务费：包括钻机服务、钻井作业服务和租赁、支持服务等设备及人员的服务费用，这部分费用是钻井作业费用的主要部分；

钻井器材：包括钻井工具和钻井材料费用。

间接费用：包括保险费、税费、管理费等。

2.1 T 型井和常规侧钻井的钻井费用对比

费用对比关注钻井作业期间产生的费用差别，主要体现在钻井服务费和钻井器材中[2]。其中，目前T 型井钻井服务通常采用的是大包合同，其他部分费用和常规侧钻井对比，有以下几点区别：

(1)钻井服务费用(日费相关)：因钻井工期不同产生的日费差别。海洋钻井钻机日费较高，该区别在两种钻井费用中体现最为明显；

(2)钻井器材费用：主要为节省的套管相关费用；

(3)钻井服务费用(工具服务费)：节省的钻井工具使用服务费用。

根据以上区别点，对于T 型井，需确定钻井工期进行日费相关服务费的测算；对于常规侧钻井，需确定钻井服务费用和钻井器材费用，不属于本文讨论内容。

2.2 T 型井深层钻井费用确定

从T 型井钻井工艺流程、深层钻井工期测算、费用测算几个方面确定T 型井深层钻井的费用。

2.2.1 T 型井钻井工艺流程

T 型井工期的确定，按其主要作业流程进行核算。T 型井钻井主要工艺流程如表1 所示。

表1 T型井钻井工艺流程

2.2.2 T 型井深层钻井工期确定

根据2.2.1 内容，T 型井深层钻进时的工期主要需要确定于水平段钻进的时间，取决于平均机械钻速。其余项目为固定时间，或与井深相关上提下放钻具时长，与常规钻井工期确定方法无差别[3]。

在已有浅层T 型钻井实钻数据分析的基础上，通过建立T型井机械钻速预测模型进行深层水平段钻进时间的测算。模型对基本钻速模型进行了简化，主要考虑了钻压、转速对机械钻速的影响，钻速方程如下

式中：k 为常数系数；W 为钻压；N 为转速；a 和λ 为指数系数。

根据该区域常规井机械钻速、T 型井浅层实钻机械数据，代入公式(1)，通过给定不同的a 值，即可获得λ 的数值及T 型井深层钻进的机械钻速范围。对于某油田，有实钻数据如表2[4]。

表2 T型井和常规井钻井参数

根据a 值和λ 值取值范围，通过试算可以得到表3。

表3 T型井深层机械钻速预测范围

通过以上试算，可以获得该区域内，T 型井深层钻井的机械钻速范围为0.62～1.84 m /h，取平均值1.1 m/h。

2.2.3 T 型井深层钻井费用测算

在以上研究的基础上，建立了T 型井深层钻井费用预算公式

式中：c1与T 型井大包合同无关的以日计费项目，主要为平台钻井服务费用(日费相关)，依据平台相关费率确定；c2为大包合同相关费用；c3为与工期无关的以单井计费项目及其他项目，如：井口、钻井液处理、支持服务等。

据此，可以求得T 型井深层钻井的费用。其中，与工期无关的以单井计费项目与常规侧钻水平井区别不大，不计入费用比较内容中[5]。

3 设计应用案例

某油田设计一口套管侧钻井，有常规侧钻井和T 型井两种方案供选，如表4 所示。

表4 1H井基础数据表

设计方案如下：常规侧钻井进行9-5/8”套管侧钻，侧钻点选在2 000 m，钻8-1/2”井眼至着陆点至4 300 m，下7”尾管固井，后钻6”井眼500m，设计轨迹长共2 800 m；T 型井自3 500 m垂深处，侧钻5 个水平分支，每分支100m。

根据测算，得到工期费用。其中，费用数据以常规侧钻井为1，T 型井费用为对比常规侧钻井费用所得。

图2 钻井费用测算对比

由图2 可以得到，在平台钻机日费较低的情况下，T 型井钻井费用方面仍有优势，可以作为实施考虑对象[6]。

4 结语

(1)T 型井有成本低、易实现多分支以增加油气藏暴露面积、着陆段短、侧钻开窗套管损伤小等优点，特定情形下可代替常规套管侧钻，作为油田调整的一种有效手段；

(2)基于已钻井资料，通过简化的钻速方程，可以预测深层T 型井机械钻速范围，为钻井费用测算提供基础；

(3)T 型井深层钻井耗时较长，但费用方面仍有优势，在海上深层钻井中有应用前景。