吳豐

摘要：本文主要介紹米桑油田鹽膏層下Asmari A組水平井開(kāi)發(fā)軌跡優(yōu)化，通過(guò)對(duì)該油田Asmari油層地層巖性進(jìn)行分析，找出水平井開(kāi)發(fā)作業(yè)技術(shù)難點(diǎn)，針對(duì)技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行水平井軌跡優(yōu)化，需求最優(yōu)軌跡進(jìn)行Asmari油藏水平井開(kāi)發(fā)。

關(guān)鍵詞：鹽膏層水平井軌跡優(yōu)化

一、前言

鹽膏層是以鹽或石膏為主要成分的地層，由于鹽膏層的塑性蠕變、非均質(zhì)性、含鹽泥巖的垮塌等地質(zhì)因素，在鉆井施工過(guò)程中常常引起卡鉆、埋鉆具、套管擠壞、固井管外水泥擠空等工程事故，施工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)極大，甚至因鹽膏層影響而無(wú)法鉆達(dá)設(shè)計(jì)井深或中途報(bào)廢，順利鉆穿鹽膏層是油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)難點(diǎn)之一。

二、米桑油田鹽膏層巖性分析

米桑Asmari油藏包括3個(gè)主力油層，Jeribe地層中下部分別是位于杰瑞比（Jeribe）地層的AsmariA組油層，巖性為白云巖質(zhì)石灰?guī)r與石膏夾層，是目前Asmari油藏的主要開(kāi)發(fā)層位;位于上基爾庫(kù)克（Upper Kirkuk）地層的AsmariB組油層，巖性為白云質(zhì)石灰?guī)r和砂巖互層;位于下基爾庫(kù)克（Lower Kirkuk）地層的AsmariC組油藏，巖性為砂泥巖互層。本文著重討論Lower Far鹽膏層下的Asmari A組的開(kāi)發(fā)。Lower Fars的復(fù)合鹽膏層以鹽巖、硬石膏、頁(yè)巖、軟泥巖為主，中間夾薄層泥巖、泥質(zhì)粉砂巖。鹽巖，石膏、膏泥巖、泥膏巖交互沉積于全井段，在砂泥巖的孔洞、裂隙中充填白色鹽和石膏。石膏在沉積過(guò)程中受高溫高壓的作用，發(fā)生脫水反應(yīng)，井眼鉆開(kāi)前具有硬石膏的性質(zhì)，井眼鉆開(kāi)后，硬石膏吸水膨脹，導(dǎo)致井眼縮徑，夾雜在泥頁(yè)巖中，充填在泥頁(yè)巖裂縫中的硬石膏吸水膨脹后，導(dǎo)致井壁剝落、掉塊或垮塌。鹽巖蠕變縮徑，鹽溶后井壁垮塌等特征，特別是在深井、高溫條件下鹽巖層的蠕變速率可高到立即閉合卡死鉆頭的程度;軟泥巖存在于鹽層、膏層或膏泥巖層中間，厚2～6米，單層最大厚度為31米，其主成分為褐色泥巖，具有含鹽膏、欠壓實(shí)、含水量大、強(qiáng)度低、可鉆性好和易塑性流動(dòng)等特點(diǎn)，當(dāng)鉆井液液柱壓力不能平衡其蠕變時(shí)極易造成縮徑卡鉆。頁(yè)巖由黏土物質(zhì)硬化形成頁(yè)狀或薄片狀層理發(fā)育，極易發(fā)生破碎脫落;這類(lèi)復(fù)合鹽層還普遍受構(gòu)造應(yīng)力和斷層的影響，其鉆井難度很大。

三、Asmari油藏水平井技術(shù)難點(diǎn)分析

米桑油田Asmari油藏水平井定向段設(shè)計(jì)在下法斯（Lower Fars）地層Mb4小層至杰瑞比（Jeribe）地層A3油層之間（垂深范圍2500～3000m），需要分別在12-1/4”井眼完成部分增斜段施工，以及8-1/4”井眼完水平井著陸和水平段鉆進(jìn)。區(qū)域地質(zhì)資料和完成井資料統(tǒng)計(jì)顯示，米桑油田下法斯（Lower Fars）地層mb4至mb2層段存在異常高壓鹽水層，需要使用鉆井液密度2.25～2.32g/cm3平衡地層壓力，高比重飽和鹽水鉆井液體系容易造成鉆具托壓，甚至發(fā)生壓差卡鉆，大幅度降低了定向鉆具組合的造斜能力;鹽巖含量高的層段機(jī)械鉆速高，泥質(zhì)含量高的石膏段機(jī)械鉆速低，容易造成工具面不穩(wěn)，不利于滑動(dòng)鉆進(jìn)過(guò)程中軌跡控制;地層破裂壓力系數(shù)2.41，密度窗口窄，隨著定向井井斜增加，井壁穩(wěn)定性變差，易發(fā)生井壁坍塌;A組油層距離9-5/8”套管鞋的垂深差僅40～50m，A3油層距離A組油層頂部的垂深差僅40～60m（如圖1所示），8-1/4”井眼可用造斜段不多，實(shí)現(xiàn)水平井精確著陸難度大;儲(chǔ)層存的疏松的白云質(zhì)石灰?guī)r層段，易發(fā)生漏失，鉆井液排量受限，螺桿鉆具不能輸出足夠動(dòng)力;受完井管串下入能力的限制，定向段造斜率不能超過(guò)過(guò)12°/30m。

四、Asmari油藏水平井軌跡優(yōu)化

根據(jù)Asmari油藏特性模擬了4條Asmari油藏水平井軌跡（如圖2所示），分別實(shí)現(xiàn)垂深2820、2830、2840和2850m的水平井著陸控制目標(biāo)。軌跡設(shè)計(jì)過(guò)程中需綜合考慮的因素包括：造斜點(diǎn)越靠上，可利用的造斜井段越長(zhǎng)，造斜率越低，但定向控制井段越長(zhǎng)，靶前位移也相應(yīng)增加;Mb2純鹽層厚度不均，考慮12-1/4”井眼進(jìn)入mb1層0.8m中完的技術(shù)要求，盡量在進(jìn)入Mb2純鹽層之前定向施工到最大井斜;同時(shí)考慮鹽膏層最大井斜角與井壁穩(wěn)定的限制;高風(fēng)險(xiǎn)層段需設(shè)計(jì)穩(wěn)斜調(diào)整段;套管鞋上下留足穩(wěn)斜段，避免套管鞋處頻繁起下作業(yè)，造成水泥環(huán)脫落;鉆具組合、完井管串、電潛泵等入井設(shè)備對(duì)狗腿嚴(yán)重度的限制。對(duì)比4條軌跡設(shè)計(jì)并評(píng)價(jià)施工難度結(jié)果顯示：目的層埋深越深，著陸點(diǎn)前位移增加，第二增斜段的增斜率降低，施工難度越低（如圖3所示），根據(jù)模擬建議先期開(kāi)發(fā)Asmari A3油層。

五、總結(jié)

鉆具組合、完井管串、電潛泵等入井設(shè)備特性，控制水平井狗腿嚴(yán)重度低于10°/30m進(jìn)行Asmari A3組油層開(kāi)發(fā)，既可以滿足油藏開(kāi)發(fā)需求，有能保證定向動(dòng)力工具造斜能力，同時(shí)保證井下管串下入安全。隨著鉆井經(jīng)驗(yàn)的積累和對(duì)鹽膏層蠕變特性的進(jìn)一步摸索，可以逐步提高穿鹽膏層最大井斜，從而需求Asmari A1和A2油層水平井開(kāi)發(fā)可能性。

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