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1、郑科平 1 井钻井完井技术总结摘要 ：郑科平 1 井是胜利油田第一口利用稠油热采新工艺的科学探索实验水平井，是陆上油田第一口采用大尺寸井眼井身结构和复合套管串结构的水平井。 本文介绍了该井的钻井 地质、钻井工程、钻井液、完井方法等的设计和施工工艺过程，指出了施工中的技术难点， 初步形成了一套大尺寸井眼水平井施工的钻井技术模式， 对今后此类水平井的施工具有指导 意义。关键词 ：水平井；中靶；无线随钻测量；稠油热采；复合套管；侧钻；完井 1 概述郑科平 1 井是胜利油田第一口利用稠油热采新工艺的科学探索实验水平井， 目的是实现 该井水平段与两口直井郑 418井和郑 411井（郑 418 井和郑 4
2、11井分别位于水平段设计线东、 西横向距离各 17.8 米处）相连通。水平井能顺利注入蒸汽，且与两口直井直接建立了热连 通，则水平井注汽，直井采油，实现蒸汽驱和 SAGD ，这种水平井与两口直井的组合方式是 世界首例。 为了满足这一特殊的采油新工艺， 钻井工程首次采用了大尺寸井眼井身结构和复 合套管串结构。 郑科平 1 井的成功完井， 解决了大尺寸井眼井身结构给水平井的施工带来了 一系列的技术难题，并初步形成了一套大尺寸井眼水平井施工的钻井技术模式。2 油藏地质设计1）钻探目的利用水平井配合直井注蒸气采油新技术， 突破本区块超稠油产能关， 为储能上报、 产能 建设提供依据。2）地层预测该井将钻
3、遇地层从上到下依次为第四系平原组285m；上第三系明化镇组 980m ,馆陶组1230m;下第三系沙河街组沙一段1315m、沙三段1357m （未穿）。3）储层特征本井区沙三段是主要的含油层系， 由于构造抬升和剥蚀， 这些砂砾岩体孤立存在， 在聚 集油气后， 由于后期遭受破坏作用， 形成受不整合面控制的地层 岩性稠油油藏， 盖层为沙 一段。储层为沙三上扇三角洲前缘的含砾砂岩、砾状砂岩，砾石以片麻岩成分为主，砾径以26mm为主，部分层段含大于 2cm的中粗砾。储层孔隙类型： 以粒间孔和微孔隙为主， 并 含有少量的次生容孔。具体储层孔隙度7.544%，平均孔隙度 37.8%，渗透率 2.41216
4、23 X 10吊，平均渗透率11311.48X 10-3uni。属于高孔隙、高渗透性储层。4）流体性质本井区沙三段上油层性质变化大，地面原油密度为0.94801.0588g/cm3，粘度为149（50 C）61229 （80C） mP?s,凝固点为1385C，含硫0.440.86%。总体看，原油性 质在区域上变化有一定的规律。既东部略稀，西部郑 411 区块最稠，属于超稠油，地面原油 密度为 1.0113 1.0588g/cm3，粘度为 5024 61229 （80 C） mP?s，凝固点约为 65 C5 ）油层特征、油水关系及油藏类型本区块沙三上亚段油藏上由多个砂砾岩体油藏组成， 各个砂体的
5、含油性不同， 油水关系 也不一致。郑 411 区块是位于最西部的一个砂体，砂体顶面构造西高东低，砂体整体含油， 油藏类型为构造背景上的地层岩性油层，具有含油面积大、油层厚度大，最大油层厚度30米，最薄油层厚度 4米，平均油层厚度为 15米，砂体中部油层相对稳定，且厚度相对大， 适合水平井钻探。 中部油层物性最好， 孔隙度多在 3640%，渗透率值多大于 10000X10-3um2， 油层可分为两个小层，横向延伸稳定。在剖面上油藏大都呈透镜状，表现出岩性油藏的谈顶 特点。6）控制储量测算控制储量：预测本井区沙三段地层岩性圈闭高点埋深1320m，圈闭面积约 4.2km3，闭合幅度50m，含油面积4
6、.2 km3，油层平均厚度15m，按单储系数23.8*10 4t/km 2x m计算， 石油地质储量1500 x 104t。3钻井地质设计1 ）井位坐标及垂深井口坐标：纵X4163118.52m横 Y20608628.75mA靶坐标：纵X4163380.00m横 Y20608658.00m垂深1357.40mB靶坐标：纵X4163940.00m横 Y20608718.00m垂深1352.40mB靶坐标：纵X4163903.20m横 Y20608674.90m垂深1352.40m （侧钻B靶点）2）地层结构概况郑家一王庄地区位于山东省东营市利津县境内，构造上处于东营凹陷北部陡坡带西段， 北部紧靠
7、陈家庄凸起； 是凹陷向凸起的过度部位，易形成大中型地层超覆圈闭，是第三系油藏和潜山藏的有利聚集区。构造面貌较为简单， 地层整体由东北向西南逐渐变低，局部遭受剥蚀。从南北向测线上看在设计井A靶点南侧发育了一条规模较大的近东西向南倾正断层， 断距较大，视断距 50 100m，横贯本区。预测设计井在馆陶组下部钻过断层，其余断层断 距较小，延伸不远。3）邻井测井及钻探成果郑418井 井口位于设计井井口方位：9o 距离335m位于设计井A靶方位：20o 距离74m测井解释：沙三段 1330.90 1402.80m 油层29.80m/3层油水同层11.80m/2层含油水层20.10m/3层郑411井井口位
8、于设计井井口万位：5o距离787m位于设计井A靶方位:4o距离524m测井解释：沙三段1326.80 1355.90m油层29.10m/1 层4）地层岩性描述平原组：土黄色、棕黄色粘土及松散砂层。明化镇组：土黄色、棕黄色、紫红色泥岩为主，夹浅灰色、棕黄色粉砂岩及。馆陶组：上部以棕红色、紫红色泥岩为主， 夹有泥质砂岩与浅灰色、棕黄色粉砂岩及灰白色含砾砂岩；下部棕红色、紫红色、灰色及砂质泥岩与浅灰色、灰白色粉砂岩及含砾砂岩 互层。沙一段：浅灰色泥岩、砂质泥岩与浅灰色生物灰岩互层。夹有浅灰色粉砂岩、灰质砂岩及少量棕褐色油页岩。沙三段：浅灰色厚层含砾砂岩、砂岩为主，夹灰色泥岩、砂质泥岩。4钻井工程设计
9、1 ）井身结构（见表1）表1开数井眼尺寸x井深套管尺寸x下深水泥返高导管 914.4mm x 20m 762mm x 20m地面一开 660.4mm x 301m 508mm x 300m地面二开 346.1mm x 1498.89m+ 273.1mm x 1498.89m+固井设计 311.2mm x 2097.12m 244.5mm x 2097m2 ）剖面设计（见表 2）表2项目井深m井斜deg方位deg垂深m水平位移m南北坐标m东西坐标m造斜率deg/m造斜点1100.900.006.401100.900.000.000.000.00A靶点1498.8990.516.121357.40
10、263.11261.4829.250.30B靶点2062.1290.516.111352.40826.31821.4889.250.00井底2097.1290.516.111352.23861.31856.2892.980.00A靶点靶半高：上1m下0.50m靶半宽：5.00mB靶点靶半高：上1m下0.50m靶半宽：5.00m方位修正角：-6.57o磁倾角：55.45o磁场强度：52.80 （uT）5钻井液设计5.1钻井液体系及配方:1）表层 660.4mm x 301m井眼钻井液体系：淡水高动切力般土浆钻井液。钻井液配方：淡水 + 般土 50-70kg/m3 + 纯碱 2-3kg/m3 +
11、烧碱 1-2 kg/m 3 +MMH3-5 kg/m33 +HV-CMC2-3 kg/m2）二开直井段 346.1mm300-1100米井眼为聚合物防塌润滑钻井液； 二开斜井段 346.1mm1100-1469米井眼为聚合物防塌润滑钻井液； 二开水平段 311.2mm 1469-2094米井眼为醇基抑制性润滑钻井液。钻井液配方：原浆 + 纯碱 1-2 kg/m3+ 烧碱 1-3 kg/ m3+PAM4-6kg/ m3+MMH10-20kg/ m3333+NJ-2 降滤失剂 15-30kg/ m +NH4-HPAN10-20kg/ m +GXW-1-10-15kg/ m + 复合防塌抑制剂333
12、40-60 kg/ m + 聚合醇防塌润滑齐U 40-60kg/ m +SMP-1-20-30kg/ m + 原油380-120 kg/m +XC （根据需要）+固体润滑剂（根据需要）3 ）推荐钻井液性能（见表 3）表3性能一开二开D (g/cm3)1.01-1.05300-11001100-13001300-14961496-20941.05-1.101.05-1.151.10-1.151.10-1.15FV (s)50-8030-4540-8070-10080-120PV ( mPa.s)10-208-1510-2015-2520-30YP (Pa)8-153-86-1210-1512-2
13、0G (Pa/Pa)3-5/5-102-3/5-103-6/8-154-8/10-205-10/15-20PH8-98-98-98-97.5-8.5CS (%)w 0.5w 0.5w 0.3API FL ( ml)20-5w 6w 5w 4MBL (g/l)50-7040-6040-6040-6040-606米油方式通过郑科平1井与郑411、418两口直井的结合，预计可实现四种采油方式：第一种, 水平井能顺利注入蒸汽，且与两口直井直接建立了热连通，则水平井注汽，直井采油，实现 蒸汽驱和SAGD ;第二种，水平井注汽较难，且与两口直井建立不了热连通，则三口井分别 各自进行蒸汽吞吐，等建立热连通厚
14、，转为第一种方式；第三种，直井、水平井均无法注入 高干度蒸汽，则对直井进行大型压裂改造，然后直井注汽，水平井采油，实现 SAGD ；第四 种，水平井进行蒸汽循环，给油层加热，直井进行蒸汽吞吐。依据本区的油层条件，及以往 的试油经验，我们目前准备采用第二种方式。7 施工技术难点1） 采油工艺要求井身轨迹中靶精度要求高，上靶1.00m,下靶0.50m,左右各5.00m。2） 二开 346.1mm井眼造斜段地层较松软，设计造斜率30o/100m较高，增斜困难。3）210mm中空螺杆中空水眼较小，导致排量小、泵压高。4）排量小（仅为 48l/s ）导致泥浆环空返速小,携带岩屑困难。5）排量小导致 MWD 仪器信号不稳定,影响数据测量。6） 采油工艺要求井身轨迹光滑，平均造斜率，局部造斜率w3o/10m, 10m造斜率误差 0. 3o7 ）油层增斜段较长,增斜率难以达到设计要求。8 ）复合井眼通井困难,防止大扶正器在过渡井段附近将地层蹩漏。9 ）下套管前的通井钻具的选择比较困难,通井钻具刚性弱则不能保证套管顺利下入,通 井钻具刚性强则容易造成井下事故。10 ）复合套管刚性大,由于注蒸汽热采的
