推进井身结构优化 加强钻井成本控制

摘要:文章针对吉林油田的实际情况,对吉林油田原有的井身结构进行了系统优化和简化,并通过一系列的技术保障措施保证了井身结构优化简化工作的顺利推进,通过2008年和2009年的现场实施取得了令人满意的经济效益和社会效益。

关键词:钻井成本控制;井身结构优化;表层套管优化方案

中图分类号:TE242 文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)21-0195-02

井身结构优化包括一口油气井的套管层数、下入深度、各层套管的直径以及相应的各井段的井眼直径和套管外的水泥返高等,科学合理的井身结构应满足地质、钻井及采油等方面的要求。

井身结构优化是在对钻井地质规律深入认识、钻井设备日益改善以及钻完井工艺技术不断发展和提高的基础上,对以往的井身结构设计模式进行改进和完善,其目的是进一步实现安全、环保、优质、经济地钻井作业,取得预期的钻探目的和更好的经济效益及社会效益。

1井身结构优化的必要性

吉林油田公司目前探明油气田23个,已开发油气田21个。主要开发区块集中在:大情字井、乾安、扶余、新民、新木、新庙、新立、海坨子、红岗、英台、长春岭等区块。吉林油田是典型的多井低产油田,目前平均单井产能 1.3t/d。而百万吨产能投资却从2003年的25亿增加到2007年的38亿,因此如何能够经济、有效地进行开发,如何能够有效地降低钻井投资已经成为吉林油田所面临的一个越来越迫切的问题,而井身结构优化简化能够缩短钻井工期、降低岩屑排量,进而节约钻井综合投资,因此如何做好井身结构优化简化工作对吉林油田具有极其重要的意义。

2井身结构优化的可行性

首先是油藏上可行,吉林油田钻井的特点是井深相对较浅、机械钻速较快、地层相对稳定、钻遇地层中不存在异常高压层和高压浅气层,客观上为优化、简化井身结构奠定了基础。其次是技术上可行,吉林油田最初的井身结构大部分采用浅表套二开制,针对吉林油田各个区块积累了很多的成熟的技术措施及经验。部分井控风险相对较小的区块完全具备井身结构优化的条件。最后是安全上可行,吉林油田只有局部区块存在浅气层,但浅气层的压力相对较低,通过工程上采取措施和完善的井口防喷装置完全能够保证钻井施工的安全顺利。

3井身结构优化方案

3.1井身结构优化和井口防喷装置优化的总体原则

(1)根据吉林油田实际地质情况和工程情况,同时考虑到环保的要求,制定出符合吉林油田实际特点的井身结构和井口装置优化的方案。

(2)在满足安全钻井的前提下尽最大可能降低钻井总投资,降低百万吨产能投资。

(3)优化、简化的井身结构要充分考虑到为油水井后期的生产、维护等一系列工作提供必要的保障条件。

(4)从钻头优选、钻井液体系优化、提高钻井液各方面性能方面来保障井身结构化的顺利实施。

(5)试验先行,稳步推进,在先期试验取得效果后再尽快规模性推广。

3.2井口防喷装置优化、简化

井口防喷装置优化简化的原则为在保证钻井施工安全的前提下,合理对各产能建设区块的井口防喷装置进行简化。

根据油藏部门对产能建设的各区块做的井控风险评估分级结果,最终确定井控风险一级的地区钻井时必须安装防喷器,井控风险二级的区块钻井时根据具体小区块的实际地质情况来决定,储层不含气的区块可以安装导流井口,储层含气的区块必须安装井口防喷器;处于三级井控风险地区的钻井施工时可以安装井口导流装置。同时要求附近有村屯等的高危区钻井时必须按照规定安装井口防喷器。

3.3表层套管优化方案

(1)表层套管优化的总体原则:满足安装井口防喷器和导流装置的需要;封固上部浅水层满足环保要求;封固上部流砂层以保证后续钻井施工安全;部分超浅层井考虑造斜点选择上的需要;水源保护区按照水源保护要求设计表套下深。

表层套管底部要求下入到稳定的泥岩井段至少10m,主要封固:第四系、第三系,水泥浆返至地面。

(2)表层套管优化具体措施:井深2000m以内的井,直井使用Ф244.5mm表层套管,定向井暂使用Ф273.5mm表层套管,待直井取得了Ф244.5mm表套试验效果后再继续推进优化;Ф339.7mm表层套管原则上在深井上应用,2008年主要集中在莫里青开发井、海坨子评价井和特殊工艺井中,探井和水平井等特殊工艺井的井身结构根据实际需要设计;井深在2000m以上的中深井开发井暂采用Ф 273.5mm表层套管;为了实现表套钢级的优化简化,要求所有的表层套管全部采用钢级为H40的套管。

3.4技术套管优化方案

(1)海坨子评价井通过试验更有效的防漏堵漏材料,在防漏堵漏得到明确效果后将进行取消技术套管试验,然后将二开制井身结构逐步规模性推广到海坨子地区的生产井。

(2)莫里青地区的深井(2700～3200m的控制井和生产井),通过优选钻井液体系、提高钻井液的防塌效果等方面的完善后逐步取消原来的技术套管。

3.5油层套管优化方案:

由于吉林油田套变现象比较普遍,因此油层套管的钢级和壁厚均是从延缓和防止套变的角度进行选择的,因此油层套管的优化只能从缩小外径方面来考虑。2008年下半年主要从以下二个方面进行油层套管优化的先导性试验:

(1)扶余、套保及长春岭的热采井:油层套管由过去的φ177.8mm/TP100H/9.19mm优化为φ139.7mm/TP100H/

7.72mm。

(2)扶余部分区块缩小油套外径先导性试验:油层套管由以往的φ139.7mm/P110/7.72mm优化为φ127mm/P110/7.52mm。

4现场执行情况

4.1井口防喷装置优化

现场完全执行设计,除了高危及井控风险高的地区安装井口防喷器外,其它区块均安装井口导流装置。

4.2表层套管优化

钢级和外径方面,在钢级H40套管到货前,现场多采用外径273.5mm钢级J55的表层套管。6月份钢级H40表套到货后已经全部应用于各区块。表套下深则深完全执行年初制定的优化方案内容。

4.3技术套管优化

海坨子地区的评价井在先期堵漏取得效果后,后期的部分评价井已经成功取消技术套管,并取得了较好的效果。同时,莫里青地区的控制井和生产井,通过优化钻井液体系,成功地取消了技术套管。取消技术套管的井身结构能够很好地满足现场钻井施工的需要,为后续的大规模开发打下了良好的基础。

4.4油层套管优化

热采井从7月份开始油层套管全部优化为采用外径139.7mm的TP100H、壁厚7.72mm的套管,外径127mm的P110-7.52mm油层套管加工周期较长暂时没有到货。

5经济效益分析

1～9月份在10个区块的1098口井实施了井身结构优化,实现节约钢材7969t,节约水泥11075t,减少岩屑排放量8963m3,实现钻井投资降低8000余万元。同时由于节能减排,产生的社会效益是不可估量的。

表11～9月份井身结构优化主要指标完成情况

每米进尺套管长度(米) 万米进尺钢材量(吨) 万米进尺水泥量(吨) 万米进尺岩屑体积(方)

优化前 1.15 358.37 570.73 568.79

优化后 1.09 304.56 495.98 508.30

同比降低 15.01% 13.10% 10.64%

6下步工作

吉林油田2008年产能建设的主体区块并没有调整,因此井身结构优化的主体目标区域没有变化,通过井身结构优化工作的不断完善,必将产生更大的经济效益和社会效益。今后我们着手从以下几个方面继续开展、深化井身结构优化的工作。

6.1加快成熟技术的推进

通过1～9月份井身结构优化工作的开展,吉林油田在井身结构优化方面已经取得了一定的经验并且形成了以下一系列比较成熟的优化措施和相应的技术保障措施:一是表层套管外径、钢级及下深的优化;二是井口防喷装置的优化简化;三是莫里青、海坨子地区技术套管的逐步取消。

6.2加快新技术的先导性试验进度

一是组织Ф127mm的油层套管尽快到货。到货后第一时间组织进行先导性现场试验,然后根据试验情况决定推广规模;二是进行Ф244.5mm表层套管在定向井中进行先导性试验;三是配套和Ф244.5mm的表层套管相适应的一系列工具和相应的钻井技术保障措施。同时完善井口导流装置及相应的配套设施。

6.3加强现场跟踪、逐步完善

将已经成熟的技术措施加大推广范围和力度,同时加快油层套管优化的先导性试验进度,再根据现场试验情况进行完善并进行适度推广。同时在现场实施过程中,随时跟踪现场的实施情况,并根据现场实施过程中随时可能出现的问题进行不断完善和改进,最终形成一套具有吉林油田特色、符合吉林油田实际地质特点和工程特点的井身结构优化方案,并形成一系列相应的工程技术配套保障措施。

参考文献

[1] 秦文贵,李国顺.优化油气井井身结构[J].石油科技论坛,2008,(4).

[2] 刘希圣.钻井工艺原理(中册)[M].石油工业出版社,1988.

[3] 钻井手册(甲方)编写组.钻井手册(甲方)[M].石油工业出版社,1990.