上世紀九十年代,華北油田古潛山構造油藏,已進入開發后期,水淹現象嚴重,有些井含水高達86%,為尋找死油區,防止底水形成的水錐過高,采用水平井鉆井新技術,增加油氣采收率,為老油田穩產、高產探索出一條新途徑。華北油田1990年決心應用水平井技術在老油區進行開發鉆井。為此,在任丘地區底水油氣構造任11山頭布置了第一口水平井—任平1井。在當時,由于儀器、設備技術方面的原因,決定該井鉆井施工分兩部分:上部井段即上直段和大曲率半徑造斜井段由華北石油管理局完成,中曲率造斜段和水平段與國外(美國Anadfill公司)合作,引進國外先進技術和儀器設備合作完成。因該井是華北石油管理局第一口水平井,也是我國第一口中曲率半徑水平井,該井成功與否關系華北油田穩產上產。因此,從總公司到華北油田各級領導高度重視,要求華北及全國主要油田到任平1井學習實踐,通過合作學習國外先進技術和經驗,了解國外水平井狀況,學習掌握新技術,為將來依靠自己的力量鉆水平井積累經驗、培養隊伍。
基本情況
任平1井位于河北省任丘市城關鎮西關村,構造位置是任丘油田任11山頭,完鉆層位為震旦系霧迷山組。構造名稱冀中坳陷饒陽凹陷任丘油田。鉆井目的是了解垂直、水平方向裂縫溶洞發育情況,增加出油厚度,降低水錐高度,提高油井產量。地質目的層JXW。
該井井型水平井,井別生產井。任平1井由華北石油管理局勘探四公司45109鉆井隊承鉆,于1990年10月12日搬遷安裝,10月26日5:00開鉆,11月6日0:10分二開,1991年2月25日8:38三開,3月27日完鉆,4月12日完井。鉆井周期152天,完井周期181天。完井垂深2699.43m,設計斜深3164m,實際斜深3180m。裸眼完井。主要技術指標:鉆機月臺5.343/臺月,鉆機月速595.165m/臺月;平均機械鉆速3.741m/h。井身質量合格,固井質量優質。
鉆井方案
任平1井鄰井任304、303、202等井均為獲工業油流后投產井。鉆任平1井可望提高碳酸鹽巖水油藏的后期開發效果。其地層及巖性見表1.
分層 |
底界深斜深 |
層厚m |
主要巖性描述(注明油氣層位置 |
Qp |
250 |
244.05 |
|
Nm |
1340 |
1000 |
|
Ng |
1880 |
540 |
|
Ed |
2460 |
580 |
棕褐、灰綠色泥巖間夾淺灰色砂巖 |
Es |
2631 |
171 |
綠灰色泥巖間夾淺灰色砂巖、灰褐色油頁巖 |
Es3 |
2716.5 |
85.5 |
深灰色泥巖間夾淺灰色砂巖、灰褐色油頁巖及淺灰色生物碎屑灰巖 |
Jxw |
3180(未穿透) |
403.5 |
淺灰色、灰褐色白云巖、硅質白云巖 |
表1 地層及巖性描述
預計油、氣、水層位置為 2652~2703m。地層壓力28.4~28.99MPa,壓力系數為1.071。巖屑錄井:自2000~2703m,每2m取樣一次。鉆時、氣測錄井:2000~2703m ,每1m記錄一次。井壁取心:全井井壁取心36顆,收獲率不低于85%。井斜、水平位移允許范圍、井身軌跡:垂深2632m的靶點及垂深2703m的靶點,分別為水平井段始點和水平井段結束點,均為靶區半徑≤80m;井斜段97m,水平段300m,水平段始端距潛山面應≤50m。
在鉆井方案論證中,主要是針對當時國內陸地尚未打過水平井的技術現狀,就如何打好水平井展開討論。分析認為,1990年我國改革開放方針實施多年,與國外石油工程服務公司技術合作條件具備。為盡快提高我國水平井鉆井技術能力,華北油田鉆井工藝研究所結合任丘潛山油田打水平井工作部署,于1990年11月~1991年1月對國外水平井進行了情報調研。調研內容主要有:水平井鉆井設計、井身剖面設計、鉆柱設計、井下鉆具組合優選、水力參數設計、套管柱設計;水平井鉆井作業;水平井完井類型的選擇和水平井注水成功因素;國外水平井鉆井工藝及各種技術發展趨勢。在情報調研的基礎上,鉆研所于1991年1月起對“水平鉆井軌道控制技術”及“水平井鉆井工程優化設計”進行了立項研究,并將初步成果應用于任平1井水平段鉆井。
井身結構
一開用F445mm鉆頭鉆至井深503.30米,下入F340mm表層套管至501.829m,目的是為防止鉆進潛山后因鉆井液漏失而造成上部井段垮塌,封固上部較疏松地層。二開采用F311mm鉆頭,鉆入潛山2m,下入F244mm技術套管,三開用F216mm鉆頭增至最大井斜90度,然后水平鉆進300m,裸眼完井。
據地質設計要求和采油工藝要求,為保證鉆井安全施工,經中外雙方反復計算和計算機優選,選擇了“上直、造斜、穩斜、增斜、水平”類型的井身剖面。上部采用每30米3度的造斜率造至井斜角38度,穩斜進入潛山。下部以每30米14度的造斜率造至最大井斜90度,再沿水平方向保持井斜角90度鉆300米水平井段。
上部井段采用聚合物鉆井液體系,為防粘卡造斜后鉆井液中混入適量的HZN
102固體潤滑劑和RH8501無熒光防卡劑,下部為保護油氣藏,防止卡鉆采用油基鉆井液體系,最低密度為0.89g/m
3。
鉆井設備
鉆機采用ZJ45J;天車為TC—350;游車:yc—350;大鉤:DG—350;水龍頭:SL—450;井架:JJ3000/43A;轉盤:ZP—25;泥漿泵:2臺,SL3NB—1300;柴油機3臺,PZ12V190B—1;防噴器:KPY35—350。
表層套管:0~500m井段,規格φ339.7,長度500m;鋼級N80×13.06,重量54.64T。技術套管:0~1200m井段,規格φ244.5,長度1200m;鋼級P 110×11.99,重量83.93T。1200~2757.24m井段,規格φ244.5,長度1557.24m;鋼級N80×10.03。
工期進度
2009年10月16日~27日搬遷安裝調試設備;27日一開~11月6日二開;11月6日~2010年1月19日鉆完垂深2703m, 1月20日~3月28日鉆至3180m完鉆。
垂深段,重點措施:為防止地層壓差漏失,開始采用地溝循環,將含砂量降至2%以下;一開要嚴格控制鉆壓<50KN,單泵排量,禁用大鉤,水龍頭加壓;一開鉆井液黏度7.25/n,性能符合要求,循環開泵要穩,防止蹩漏地層,下套管不錯扣;二開設備在20mp下試運轉合格,兩篩一除運轉正常, 二開優質鉆井液;直井段鉆進要嚴格控制鉆壓,保證直井段井斜<1°。
斜深段重點措施:定向造斜前必須做好渦輪的檢查,試運轉、儀器檢查。鉆桿打印等工作;鉆頭一定要下到井底才能造斜,以免留下老井眼,造成后患;測斜時要注意活動鉆具;循環時要將渦輪壓死;彎接頭在井底時,接單根、起鉆時要用內鉗松扣,旋繩卸扣,不許停留在固定位置空轉,以防在井壁劃出臺階;儀器車、儀器要由熟悉其性能和使用方法的專人管理,操作要防止儀器落井;增斜、扭方位、降斜井段起鉆均用一檔車,嚴禁高速起鉆,要防止抽吸造成井塌,每打500m向井內灌一次鉆井液,要求下鉆平穩,斜井段盡量不劃眼;鉆井中發現方位偏離設計方位較大時,要及時扭方位;嚴格扶正器規范尺寸,若比鉆頭直徑小2mm以上時必須更換;及時倒換鉆具,在套管內的鉆具加膠皮護箍;完井電測前要下鉆通井,下套管盡量多接立柱;保證用好兩篩一除,鉆井液含砂量小于0.5,性能穩定、均勻、摩阻?。还芎糜煤迷O備,滿足鉆井需要。(未完待續)