巍巍昆侖山下,茫茫鹽堿灘上,柴達木盆地中東部的荒原上坐落著我國目前已開發的最大的第四系氣田——澀北氣田。
3月初,澀北氣田主力氣田之一的臺南氣田26億立方米產能建設工程全面展開。這一工程中最引人注目的亮點就是開發方案,總設計鉆井45口,其中水平井30口,直井15口。這是在青海油田,也是在我國第四系氣田開發中水平井首次占據主導地位,意義非同一般。
當今利用水平井開發油氣藏,已成為各油氣田廣泛推廣應用的新技術、新工藝,為何在第四系氣田打水平井進行大規模開發備受關注?
澀北氣田儲層巖性以泥質粉砂巖、粉砂巖、含泥粉砂巖為主,見少量細砂,儲集空間以原生孔隙為主,儲層尚處于弱壓實成巖階段,氣層埋藏淺,層多且薄,地層較為疏松,成巖膠結差。在疏松粉砂巖上打直井都困難,打水平井更是難上加難。在第四系打水平井在國內和世界上都是一大難題。
打水平井開發油氣田,大勢所趨。在第四系氣田能否打成水平井,能否讓水平井大有作為?面對特殊的地層,特殊的難題,青海油田開始了艱難的探索。從2005年3月我國第四系氣田第一口水平井——澀H1井開鉆,到2007年10月臺南氣田臺H5-2水平井順利完鉆,青海油田在澀北氣田先后進行了6口水平井鉆井先導性試驗。
第四系氣田打水平井最大的難度和風險是地層膠結疏松,承壓能力低,鉆井過程中水平段長,鉆頭加壓困難,防卡潤滑難度高,易發生井噴、井漏、卡鉆等,歷史上曾多次發生過井噴等事故。
經過多次全面深入的探討和分析后,青海油田明確了打水平井的主攻方向——做好精細地質研究和隨鉆分析研究,從而確保水平井順利鉆進到達靶心,并在水平段實現有效鉆遇油氣層的目的。
在每口先導性試驗井開鉆前,主管澀北氣田開發的天然氣開發公司都組織地質技術人員,按設計要求認真對設計的各項內容及要求進行深入剖析,如目標區的構造特征、儲層特征等,尤其對目的層的儲層特征、設計依據和具體要求等都要做細致的分析和掌握。通過優化分析,計算各項參數提供適合于現場實際的水平井設計參數,依據設計的坐標位置,海拔高度,靶點位置以及水平段的各項參數,結合鄰井資料和鉆井現場的實際情況,技術人員計算出靶點的具體位置和水平段的傾角、方位等參數,使之結合錄井、地質導向儀器很好地控制井眼軌跡,確保按設計要求入靶和水平段鉆進的一次性成功。
在6口先導性試驗井的施工中,技術人員緊緊抓住隨鉆分析研究這個關鍵點,采取水平段全套測井,豐富隨鉆測井資料,加上自然電位和電波時差曲線等隨鉆分析研究措施,使施工過程中能精確判斷鉆頭位置。技術人員在現場施工中靈活執行設計,以設計為依據,不斷依據隨鉆資料結合氣測顯示和隨鉆監測曲線,及時和鄰井進行對比并綜合分析,消除實鉆資料與設計的誤差,使定向技術人員能控制好井眼軌跡,達到正中靶心和鉆遇氣層的目的。
天然氣開發公司和鉆井公司等單位通力合作,在總結和分析各氣田以往鉆井經驗和地質資料的基礎上,逐步完善澀北氣田的鉆井技術措施、泥漿技術措施、固井技術措施等。在施工中強化監督管理,鉆井每一道工序由甲方管理人員和鉆井監督一同從資料到現場逐一檢查,對查出的問題限期整改,合格后方可進行下道工序。乙方能夠按照工程設計嚴格執行,各項技術措施由監督督促落實,并且甲方管理人員和現場領導定期或不定期地進行檢查,在重點工序、關鍵環節進行嚴格把關。甲方現場代表每天上井進行抽查,發現問題,及時要求鉆井隊落實整改,對鉆進過程中存在的問題及時協調解決。
2年多的探索實踐取得豐碩成果。6口先導性試驗水平井都確保了一次性入靶成功,水平井段目的層鉆遇率平均為97.2%,按設計要求很好地控制了井眼軌跡,都順利鉆成完工并獲得高產,其產量是相鄰直井的3至10倍。實驗填補了國內第四系地層鉆水平井的空白,而且也為解決第四系地層疏松等問題開辟了新途徑,為澀北氣田的高效開發提供了技術保障。
特別是2007年7月13日順利完井的臺南氣田首口重點水平井——臺H5-1井,水平位移1277.47米,最大井斜角91.7度,氣層鉆遇率 100%,水平段長1009米,創造了在第四系淺層疏松砂巖地層中水平井水平段長度的世界之最,目的層鉆遇率達到100%,井身質量和固井質量合格率均達 100%,獲得日產48萬立方米的高產,是鄰近直井產量的10倍。
第四系打水平井先導性試驗成功和大規模推廣應用,這一重大突破對澀北氣田走又好又快的發展之路具有強勁的推動作用。
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澀北第四系氣田
澀北氣田(包括澀北一號、澀北二號和臺南氣田),位于柴達木盆地東部三湖地區,為第四系疏松砂巖氣田,也是我國目前發現的最大生物氣田,地質儲量約占青海氣區已探明儲量的90%,是青海氣區的主力氣田。第四系是地質學名詞,屬年代地層單位,即新生代第四紀形成的地層。澀北氣田具有特殊的地質條件,主要表現在儲層為第四系粉砂巖和泥質粉砂巖,儲層巖性疏松,成巖性差,氣藏埋藏淺,含氣井段長,氣層層數多,氣水分布復雜,氣田開發面臨的主要難題是儲層出砂氣井產量難以提高,氣藏邊驅開發穩產難度較大等。