上世纪九十年代,华北油田古潜山构造油藏,已进入开发后期,水淹现象严重,有些井含水高达86%,为寻找死油区,防止底水形成的水锥过高,采用水平井钻井新技术,增加油气采收率,为老油田稳产、高产探索出一条新途径。华北油田1990年决心应用水平井技术在老油区进行开发钻井。为此,在任丘地区底水油气构造任11山头布置了第一口水平井—任平1井。在当时,由于仪器、设备技术方面的原因,决定该井钻井施工分两部分:上部井段即上直段和大曲率半径造斜井段由华北石油管理局完成,中曲率造斜段和水平段与国外(美国Anadfill公司)合作,引进国外先进技术和仪器设备合作完成。因该井是华北石油管理局第一口水平井,也是我国第一口中曲率半径水平井,该井成功与否关系华北油田稳产上产。因此,从总公司到华北油田各级领导高度重视,要求华北及全国主要油田到任平1井学习实践,通过合作学习国外先进技术和经验,了解国外水平井状况,学习掌握新技术,为将来依靠自己的力量钻水平井积累经验、培养队伍。
基本情况
任平1井位于河北省任丘市城关镇西关村,构造位置是任丘油田任11山头,完钻层位为震旦系雾迷山组。构造名称冀中坳陷饶阳凹陷任丘油田。钻井目的是了解垂直、水平方向裂缝溶洞发育情况,增加出油厚度,降低水锥高度,提高油井产量。地质目的层JXW。
该井井型水平井,井别生产井。任平1井由华北石油管理局勘探四公司45109钻井队承钻,于1990年10月12日搬迁安装,10月26日5:00开钻,11月6日0:10分二开,1991年2月25日8:38三开,3月27日完钻,4月12日完井。钻井周期152天,完井周期181天。完井垂深2699.43m,设计斜深3164m,实际斜深3180m。裸眼完井。主要技术指标:钻机月台5.343/台月,钻机月速595.165m/台月;平均机械钻速3.741m/h。井身质量合格,固井质量优质。
钻井方案
任平1井邻井任304、303、202等井均为获工业油流后投产井。钻任平1井可望提高碳酸盐岩水油藏的后期开发效果。其地层及岩性见表1.
分层 |
底界深斜深 |
层厚m |
主要岩性描述(注明油气层位置 |
Qp |
250 |
244.05 |
|
Nm |
1340 |
1000 |
|
Ng |
1880 |
540 |
|
Ed |
2460 |
580 |
棕褐、灰绿色泥岩间夹浅灰色砂岩 |
Es |
2631 |
171 |
绿灰色泥岩间夹浅灰色砂岩、灰褐色油页岩 |
Es3 |
2716.5 |
85.5 |
深灰色泥岩间夹浅灰色砂岩、灰褐色油页岩及浅灰色生物碎屑灰岩 |
Jxw |
3180(未穿透) |
403.5 |
浅灰色、灰褐色白云岩、硅质白云岩 |
表1 地层及岩性描述
预计油、气、水层位置为 2652~2703m。地层压力28.4~28.99MPa,压力系数为1.071。岩屑录井:自2000~2703m,每2m取样一次。钻时、气测录井:2000~2703m ,每1m记录一次。井壁取心:全井井壁取心36颗,收获率不低于85%。井斜、水平位移允许范围、井身轨迹:垂深2632m的靶点及垂深2703m的靶点,分别为水平井段始点和水平井段结束点,均为靶区半径≤80m;井斜段97m,水平段300m,水平段始端距潜山面应≤50m。
在钻井方案论证中,主要是针对当时国内陆地尚未打过水平井的技术现状,就如何打好水平井展开讨论。分析认为,1990年我国改革开放方针实施多年,与国外石油工程服务公司技术合作条件具备。为尽快提高我国水平井钻井技术能力,华北油田钻井工艺研究所结合任丘潜山油田打水平井工作部署,于1990年11月~1991年1月对国外水平井进行了情报调研。调研内容主要有:水平井钻井设计、井身剖面设计、钻柱设计、井下钻具组合优选、水力参数设计、套管柱设计;水平井钻井作业;水平井完井类型的选择和水平井注水成功因素;国外水平井钻井工艺及各种技术发展趋势。在情报调研的基础上,钻研所于1991年1月起对“水平钻井轨道控制技术”及“水平井钻井工程优化设计”进行了立项研究,并将初步成果应用于任平1井水平段钻井。
井身结构
一开用F445mm钻头钻至井深503.30米,下入F340mm表层套管至501.829m,目的是为防止钻进潜山后因钻井液漏失而造成上部井段垮塌,封固上部较疏松地层。二开采用F311mm钻头,钻入潜山2m,下入F244mm技术套管,三开用F216mm钻头增至最大井斜90度,然后水平钻进300m,裸眼完井。
据地质设计要求和采油工艺要求,为保证钻井安全施工,经中外双方反复计算和计算机优选,选择了“上直、造斜、稳斜、增斜、水平”类型的井身剖面。上部采用每30米3度的造斜率造至井斜角38度,稳斜进入潜山。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度钻300米水平井段。
上部井段采用聚合物钻井液体系,为防粘卡造斜后钻井液中混入适量的HZN
102固体润滑剂和RH8501无荧光防卡剂,下部为保护油气藏,防止卡钻采用油基钻井液体系,最低密度为0.89g/m
3。
钻井设备
钻机采用ZJ45J;天车为TC—350;游车:yc—350;大钩:DG—350;水龙头:SL—450;井架:JJ3000/43A;转盘:ZP—25;泥浆泵:2台,SL3NB—1300;柴油机3台,PZ12V190B—1;防喷器:KPY35—350。
表层套管:0~500m井段,规格φ339.7,长度500m;钢级N80×13.06,重量54.64T。技术套管:0~1200m井段,规格φ244.5,长度1200m;钢级P 110×11.99,重量83.93T。1200~2757.24m井段,规格φ244.5,长度1557.24m;钢级N80×10.03。
工期进度
2009年10月16日~27日搬迁安装调试设备;27日一开~11月6日二开;11月6日~2010年1月19日钻完垂深2703m, 1月20日~3月28日钻至3180m完钻。
垂深段,重点措施:为防止地层压差漏失,开始采用地沟循环,将含砂量降至2%以下;一开要严格控制钻压<50KN,单泵排量,禁用大钩,水龙头加压;一开钻井液黏度7.25/n,性能符合要求,循环开泵要稳,防止蹩漏地层,下套管不错扣;二开设备在20mp下试运转合格,两筛一除运转正常, 二开优质钻井液;直井段钻进要严格控制钻压,保证直井段井斜<1°。
斜深段重点措施:定向造斜前必须做好涡轮的检查,试运转、仪器检查。钻杆打印等工作;钻头一定要下到井底才能造斜,以免留下老井眼,造成后患;测斜时要注意活动钻具;循环时要将涡轮压死;弯接头在井底时,接单根、起钻时要用内钳松扣,旋绳卸扣,不许停留在固定位置空转,以防在井壁划出台阶;仪器车、仪器要由熟悉其性能和使用方法的专人管理,操作要防止仪器落井;增斜、扭方位、降斜井段起钻均用一档车,严禁高速起钻,要防止抽吸造成井塌,每打500m向井内灌一次钻井液,要求下钻平稳,斜井段尽量不划眼;钻井中发现方位偏离设计方位较大时,要及时扭方位;严格扶正器规范尺寸,若比钻头直径小2mm以上时必须更换;及时倒换钻具,在套管内的钻具加胶皮护箍;完井电测前要下钻通井,下套管尽量多接立柱;保证用好两筛一除,钻井液含砂量小于0.5,性能稳定、均匀、摩阻小;管好用好设备,满足钻井需要。(未完待续)