井組平臺總體設(shè)計技術(shù) 當一個含油區(qū)塊的開發(fā)方案已定，并決定用叢式井整體開發(fā)時，就要考慮設(shè)置多少個平臺、確定每個平臺的位置、各個平臺井組數(shù)量及每口井的歸屬等問題，對這些問題的綜合考慮并形成最終的最優(yōu)井組平臺設(shè)計方案就是井組平臺總體設(shè)計技術(shù)。在這個設(shè)計過程中，要以鉆井技術(shù)滿足的條件為基礎(chǔ)，全面考慮各項投資，以總投資最小的原則為目標進行設(shè)計。各項投資主要包括鉆井費用、鉆機搬安拆遷費用、油氣集輸費用、其它費用。鉆井費用主要與所鉆地層、井深、水平位移等有關(guān)。在目前的條件下，可根據(jù)油田已鉆井資料為依據(jù)，建立起鉆井費用與鉆井井深、水平位移關(guān)系式，形成鉆井成本計算模型，最終得到各種井組平臺設(shè)計模式下的總的鉆井費用。鉆機搬安拆遷費用主要是根據(jù)平臺內(nèi)的叢式井的排列方式，考慮鉆機的整體拖遷、部分拖遷和拆遷等方式，按不同的搬安拆遷方式計算出平臺井組總的鉆機搬安拆遷費用。油氣集輸費用主要包括井口到計量站、計量站到接轉(zhuǎn)站的管線費用和計量站建站費用。其它費用主要包括征地、公路、輸電線路鋪設(shè)費用等。對上述各項費用利用計算機建立計算模型計算后，可得出最優(yōu)選的井組平臺總體設(shè)計方案。
軌道剖面設(shè)計技術(shù) 對一個已經(jīng)確定井組和地質(zhì)目標的井組方案來說，軌道剖面設(shè)計至關(guān)重要，其涉及到鉆井能否高效完成。軌道剖面設(shè)計就如同從橫交錯的公路網(wǎng)的線路設(shè)計，當整個井組都確定了目標靶，就要考慮怎么樣能使在鉆井的經(jīng)濟性下鉆達目標位置。這其中對于簡單的二維設(shè)計來說，從設(shè)計上很容易達到，但對于錯綜復(fù)雜的三維井，就要考慮各個井眼軌跡之間的防碰及繞障。經(jīng)過多年從普通定向叢式井到叢式定向水平井的應(yīng)用研究，特別是目前遼河油田密集的井網(wǎng)和SAGD重力驅(qū)油成對平行水平井組和灘海大位移叢式井的應(yīng)用過程中，形成了特有的三維水平井軌道剖面設(shè)計技術(shù)和防碰繞障設(shè)計技術(shù)。這些技術(shù)包括水平井井眼軌跡優(yōu)化設(shè)計技術(shù)、蒸汽輔助重力泄油(SAGD)成對水平井井眼軌跡設(shè)計技術(shù)、防止底水的“勺”型水平井井眼軌跡設(shè)計技術(shù)、增補靶前位移的“L”型井眼軌跡設(shè)計技術(shù)和三維繞障防碰設(shè)計技術(shù)等多類型軌道剖面設(shè)計技術(shù)，滿足了對密集井網(wǎng)、平臺大位移井、分支井等的設(shè)計要求。
軌跡控制技術(shù) 在叢式定向井鉆井過程中，對軌跡的控制尤為重要，它是滿足軌跡設(shè)計初衷的一種控制技術(shù)，能否按照設(shè)計的軌跡路線完成鉆井，是軌跡控制技術(shù)的關(guān)鍵。在鉆井過程中，井眼軌跡要同時滿足軌跡的精確性和光滑性，這就要求熟悉地層與造斜工具之間的關(guān)系以及實鉆軌跡的數(shù)據(jù)處理、軌跡預(yù)測等，通過對這些關(guān)系的綜合考慮，完成叢式井組的軌跡控制，達到滿足設(shè)計要求。通過大量的現(xiàn)場應(yīng)用，形成了高精度的軌跡控制技術(shù)。這些技術(shù)包括蒸汽輔助重力泄油(SAGD)成對水平井井眼軌跡控制技術(shù)，有效避開頂、底水的“勺”型水平井井眼軌跡控制技術(shù)，增補靶前位移的“L”型井眼軌跡控制技術(shù)，三維繞障防碰技術(shù)，為叢式井技術(shù)的應(yīng)用提供了技術(shù)保障。
鉆具組合和鉆井參數(shù)優(yōu)化技術(shù) 對于叢式定向井，往往位移都很大，因此為了有效降低鉆井的摩阻以及軌跡控制需要，往往需要對鉆具組合和鉆井參數(shù)進行優(yōu)化。鉆井過程中，鉆柱的摩阻和扭矩數(shù)值的大小與鉆具組合、井眼軌跡、鉆井液的潤滑性等有關(guān)。因此，在鉆井過程中，對鉆具組合和鉆井參數(shù)的優(yōu)化尤為重要，它是軌跡控制和有效鉆井的保證。在鉆井過程中，可根據(jù)井眼情況，對設(shè)計的鉆具組合進行摩阻、扭矩、疲勞破壞及水力參數(shù)分析等，達到優(yōu)化鉆具組合的目的。通常是利用鉆頭選型及參數(shù)分析、大位移井水利參數(shù)設(shè)計、鉆柱力學分析等軟件對鉆具組合進行分析優(yōu)化。
應(yīng)用實例以及未來發(fā)展
2000年3月28日～6月2日，應(yīng)用大位移叢式井技術(shù)開發(fā)了遼河油田遼海西部凹陷的海南斷裂構(gòu)造帶，共鉆15口海油陸采叢式大位移井。在這組叢式井鉆井過程中，應(yīng)用了包括剖面優(yōu)化設(shè)計技術(shù)、導(dǎo)向鉆井技術(shù)、無線隨鉆MWD軌跡控制技術(shù)、優(yōu)化鉆具組合技術(shù)、PDC鉆頭應(yīng)用技術(shù)、大位移井清巖攜砂井眼凈化技術(shù)、摩阻與扭矩的隨鉆監(jiān)測等技術(shù)，為該大位移叢式井組的成功完成提供了可靠的技術(shù)保障。這15口井井身質(zhì)量、固井質(zhì)量合格率均100%，事故率、復(fù)雜率為零�？傔M尺42549.55m，平均井深2836.57m，平均鉆井周期13.6天，平均建井周期18天，平均機械鉆速8.36m/h，平均每口井使用鉆頭4.4只，平均水平位移1361.88m，最大水平位移1912.14m。單只PDC鉆頭最高進尺2043.37m，PDC鉆頭平均進尺 1040.93m。在井組的鉆井實施中，僅從鉆井上就節(jié)省鉆井時間355d，節(jié)約費用860萬元，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。
目前叢式定向井已經(jīng)在各油田中得到廣泛的應(yīng)用，從規(guī)模上看，目前叢式井已經(jīng)占到陸上油田開發(fā)模式的50%以上，而對于灘海和海上平臺來說，超過90%是利用大位移叢式井開發(fā)。遼河油田自應(yīng)用叢式定向井技術(shù)以來，叢式井不僅從節(jié)約的大量土地、鉆井費用、后期采油管理模式、集輸系統(tǒng)、道路建設(shè)等環(huán)節(jié)中大大降低了投入，同時也從降低油井開發(fā)過程中的環(huán)境污染中贏得了巨大的環(huán)境效益，取得了經(jīng)濟與環(huán)境的雙贏。隨著大位移、分支井等鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，叢式定向井技術(shù)將在地表環(huán)境中延伸應(yīng)用到灘海、深海、城市等環(huán)境敏感的油區(qū)中，在油層類型中延伸至多薄層、多裂縫等類型中。
發(fā)布信息
