“曲线”钻井创造枯井“复活”神话
2005-7-1中国石油网
    在中国美丽神奇的西部边陲,位于新疆塔里木盆地的塔河油田,是以奥陶系碳酸盐岩为主要储集层的超亿吨级大型油气藏。近几年,西北分公司充分发挥科技对生产力的促进作用,使塔河油田储量和产量连年大幅增长,目前石油累计探明储量已达5.3亿吨,天然气储量达590亿立方米,三级储量累计达12.1亿吨(油当量),原油年产量将达到420万吨,已经成为中国石化储量、产量的主要增长地区。
    储量巨大钻探困难
    塔河油田以勘探开发奥陶系非均质性极强的碳酸盐油藏为主,其油藏类型既不同于常规的孔隙性砂岩油藏,也不同于中东地区和我国东部典型的裂缝性碳酸岩油藏。油藏埋深在5500米以下,且经历多期运移,是一种以灰岩溶为起因,以缝洞系统储集体控藏的复杂油藏,储集空间主要为溶蚀缝洞,空间分布具有相当的随机性,表现为不规则形态和不均匀分布。
    根据实钻情况分析,塔河油田地层分为三个压力系统:第四系至三叠系(0~4890米)为正常压力系统,地层压力当量密度1.07~1.17千克/平方厘米;石炭系(4890~5650米)地层压力当量密度为1.24千克/平方厘米,为异常高压;奥陶系(5650~5925米)地层压力当量密度为1.08~1.10千克/平方厘米,为异常低压。由于地层的复杂性,塔河油田有相当一部分直井钻成后无产能。如果重钻一口新井,钻井周期长,投资大,而7英寸套管下深位于油层顶界,封隔上部压力较高的石炭系油层,受两套压力系统限制,很难进行套管开窗侧钻施工改造。
    “侧钻短半径水平井技术”浮出水面
    鉴于以上情况,2001年,西北分公司在塔河油田开发中,开始采用在7英寸套管鞋以下,实施侧钻短半径水平井的钻井技术,即通过开侧窗技术或裸眼侧钻造斜,采取短半径(靶前位移60米内)完成造斜,用于对无产能的直井进行改造利用,成功钻成了一批造斜率变化在2度/米以内的侧钻短半径水平井,并获得了高产油气流。
    目前,塔河油田称得上是国内侧钻短半径水平井技术应用最成功的油田,并创造了国内水平井施工的多项纪录,为国内侧钻短半径水平井钻井技术的进一步发展奠定了基础。
    侧钻短半径水平井在油田钻井施工中存在诸多难题。该技术要求造斜率高,采用铰接式井下动力马达局限性大且成本高,常规井下动力钻具造斜,需对井下工具进行优选和技术配套;轨迹控制几乎没有调整井段,加之随钻测量数据存在滞后问题,螺杆钻具造斜规律不易掌握,轨迹控制难度大;井眼曲率变化大,动力钻具在井眼中受弯曲应力影响,易发生钻具脱落、折断等钻具事故;采用滑动方式钻进,由于摩阻大,常常导致钻柱“自锁”现象的发生,钻柱无法有效传递钻压;采用旋转方式钻进时,处于高曲率井段的钻柱,受到较高的弯曲应力影响,易发生疲劳破坏……
    新技术效果显著,但诸多难题也让科技人员头疼不已
    针对以上难点,西北分公司根据塔河油田油藏特性,利用配套的侧钻水平井技术,结合负压钻井技术,对干井或老井进行侧钻短半径水平井,创造了枯井“复活”的神话。
    在油田施工侧钻短半径水平井过程中,该公司总结成功经验,进行了井下工具、仪器的改进和钻井工艺的科技创新,优化井身剖面设计,加强施工监督,减摩降阻,强化轨迹控制,应用水平段导向钻进技术,采用科学的钻井液体系,在塔河油田钻成了一批垂深在5300米以下,造斜率变化在1度/米~2度/米的侧钻短半径水平井,创国内水平井多项指标纪录,并取得了良好的经济效益。
    TK425井是塔河4号油田一口开发井。该井1999年钻成后,经近两年开采,产量逐渐降低,含水不断上升。西北分公司地质、工程部门经科学论证,决定在7英寸尾管鞋以下裸眼井段,采用侧钻短半径水平井的方法对老井进行改造,探明了边界的含油气性,逐步实现了滚动开发的目的。TK425CH井是塔河油田第一口短半径侧钻水平井。该井平均造斜率为1.16度/米,B靶较A靶上抬41.38米,创造了3项国内短半径水平井纪录。该井采用裸眼完井,初产原油430吨/天,稳产380吨/天。
    自TK425CH井以后,西北分公司相继在塔河油田对30余口井应用侧钻短半径水平井技术进行了施工,其中TK405CH井创造了钻井周期20.5天的最短纪录,TK419CH井、TK731CH井等也不断刷新国内短半径水平位移长度纪录。截至目前,西北分公司在塔河油田共对40余口干井或老井成功进行了侧钻施工,均取得良好的增油效果。
    塔河油田侧钻短半径水平井的成功钻成,并获得良好的油气,展示了该技术在西部油气勘探开发领域的广阔前景,为塔河油田奥陶系油藏已钻无产能直井的合理开发利用,提供了有效技术手段和成功经验。
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