苏里格水平井提速精细化管理

苏里格水平井提速精细化管理2010年苏里格地区开始大量开发水平井，主要开发上古石盒子和下古马家沟气层。实践证明，利用水平井开发苏里格气田是有效解放储层、提高单井产量、提高气田采收率的重要手段，水平井单井产量超过了同等储层条件直井的３倍，开发效果显著。一、实施背景苏里格气田属典型的“三低”气田，主要目的层属冲积平原背景下辫状河沉积体系，叠置砂体具有明显的方向性，气藏规模小，砂体展布范围有限，有效砂体连通性差，储层非均质性强，采用常规井开发难以提高单井产量。水平井开发作为提高单井产量及采收率的重要手段已在苏里格气田得到推广应用，但水平井开发对选井条件要更高，主要表现在：对目标层砂体展布方向要求更加严格，对目标层地质特征认识要求更深，同时还涉及一系列关键技术，水平井选井、入靶前井斜角控制、目标层准确入靶、水平段地质导向等一系列技术问题逐渐显现出来，需要不断提高和完善。如何确保水平井顺利实施、提高储层钻遇率和实施效果已成为水平井开发的技术难点。为此我们系统梳理了近年来水平井实施过程，通过对水平井实施情况进行分析，结合气田基本地质特征，分别从水平井钻井工艺技术、钻井液工艺技术等关键环节入手，总结出了适合苏里格气田水平井开发相关配套技术。建立一套适合苏里格水平井提速精细管理模型。二、苏里格水平井钻井施工流程图三、苏里格水平井提速管理模式实施（一）设计交底项目组管理人员积极组织和参与水平井方案交底会，并邀请相关单位人员做好水平井地质录井和钻井工程技术方面的交底工作。对水平井设计中提出的要求及时讨论和审查，确保参会人员能够吃透设计。对水平井重点工序施工要求、特殊井段施工措施、入井工具要求及井控等问题等要进行提示。（二）施工过程监控1、组织相关部门和单位对水平井井场尺寸、设备摆放、安全距离进行检查，对发现的问题要求限期整改，为水平井的安全顺利实施打好基础。2、认真核查施工井队及服务单位的相关证件，主要包括设备（井控设备）、人员（井控证和坐岗证）状况，为水平井的优质实施提供条件。3、检查水平井地质和工程设计到位情况，做好水平井技术交底工作，并要求井队制定出水平井HSE作业指导书和技术措施。4、查看水平井泥浆池的位置及尺寸，督促钻井队铺泥浆池时要保质保量，满足施工需要。5、认真检查水平井入井工具及入井材料的到位情况并建立台账。6、按要求进行测斜，确保井身质量达到设计要求。在斜井段施工中，要严格监控好井眼轨迹，使实钻轨迹达到设计要求，如遇到井下复杂或卡钻等因素时要认真做好水平井复杂和处理记录。7、认真把好完井作业工作，包括井场筛管悬挂器，入井筛管数量，井口工具及通井工作。现场主要检查尾管厂家、钢级、壁厚和外径，对尾管入井数据进行认真核实，并严格制定技术措施，现场落实措施情况。（三）工程技术精细管理1、井身剖面优化设计技术。水平井井身剖面设计是水平井钻井施工的首要环节，其剖面优化能有效地降低摩阻、扭矩和提高中靶精度。水平井的井身剖面设计，以地质设计给定的入靶点、终止点垂深及大地测量坐标为依据，根据油气藏特性及地质要求、区域地质资料和工程资料，结合螺杆的造斜能力、井眼轨迹控制技术水平，综合选择造斜点深度、造斜率、调整段长度及位置。2、井眼轨迹控制技术。水平井井眼轨迹控制技术是水平井钻井中的关键，是将水平井钻井理论、钻井工具仪器和施工作业紧密结合在一起的综合技术，是水平井钻井技术中的难点。井眼轨迹控制总体要求是：具有一定的控制精度、较强的应变能力、较高的预测精度，能对井眼轨迹连续控制，达到较稳较快的施工水平。3、二开直井段施工采取两趟钻施工模式。优化井眼尺寸，将91/2寸改为9寸井眼，提高钻进效率。两只PDC钻头配合螺杆使用，第一支钻头快速钻进至和尚沟上部，提高机械钻速。第二支钻头为了确保达到造斜点，使用常规钻具完成剩余井段。做好防斜打直，二开下“四合一”钻具把角差量好，在必要的时候可以通过滑动作小幅度调整，尽量避免在直井段形成较大的横向偏移距给斜井段的施工带来较大的难度。4、斜井段是水平井段井眼轨迹控制的基础井段，只有把斜井段的井眼轨迹控制好，才能使水平井钻井顺利完成。在实际施工过程中，根据井眼轨迹变化、随钻测井仪LWD及时对比分析气层位置，及时调整钻井参数，采用滑动和复合钻进相结合的方式控制轨迹，达到施工意图，加快了施工进度，保证了井下安全。5、水平井段以转盘钻配小角度单弯螺杆钻具组合钻进方式，采用MWD进行井眼轨迹随钻监测、LWD随钻监测伽傌、电阻率进行气层位置分析判断。通过邻井测井曲线和随钻所测伽傌、电阻率曲线及时对照分析，根据分析结果及时调整工具面和钻井参数，实现微增、微降有效地将井眼轨迹沿气层钻进。7、提高PDC钻头性能，对包井厂家实行末尾淘汰制，定期进行钻头数据统计，并通报钻头厂家。对性能优越、提速效果显著地钻头厂家扩大使用规模，对指标落后，改进不及时的厂家进行淘汰，形成有序竞争格局，严格执行钻头包井协议，对没有达到协议指标的钻头认真考核。8、严格执行螺杆钻具的计划、发放、使用制度，严把质量关，按月对各型号螺杆使用情况进行使用分析，对出现质量问题的螺杆责成厂家对出现问题的螺杆进行技术分析。严肃考核制度，对出现泵压异常和按照协议扣款，螺杆故障率得到了有效的控制。（四）钻井液精细管理钻井液是水平井钻井中最为关键的技术，突出的表现在井眼净化、井壁稳定、润滑防卡等几项关键技术。苏里格气井水平井钻井液技术除具有以上技术难题外，最关键的技术是如何有效的控制大斜度井段“双石层”防塌和PDC钻头泥包的预防，以提高斜井段的机械钻速为最终目的。1、井眼净化是水平井钻井工程的一个主要组成部分，井眼净化不好会导致摩阻和扭矩增加、卡钻；影响下套管和固井作业正常进行。水平井的井眼净化在现场经常采用机械清洗和水力清洗相结合的措施来解决，实现水平井净化的技术措施可归纳为以下几个方面：①提高环空返速；②选用合理流型与钻井液流变参数；③改变下部钻具组合；④适当增加钻井液密度；⑤转动钻具或上下大范围活动；⑥控制钻进速度；⑦倒划眼。2、井壁稳定是水平井安全、快速钻井的基础。发生井壁不稳定的原因可归纳为力学因素与物理化学因素，当井筒中的液柱压力小于地层坍塌压力时，井壁周围的岩石所受的应力就会超过岩石本身的强度，造成井壁四周岩石发生剪切破坏，水平井稳定井壁的技术措施：①选用合理的钻井液密度：钻井液密度必须大于地层坍塌压力而低于地层破裂压力；②优化井身剖面设计：优选所钻井的方位，尽量选用较小曲率半径的井身剖面；③依据地层组构特性优选钻井液类型与配方、地层的结构特性、钻井液的抑制性和封堵性；④确定合理的环空返速，减少对井壁的冲蚀。3、水平井有害固相的控制十分重要，提高机械钻速，减小井下风险等作用，把规范固控设备的使用作为一项管理重点来抓。固控设备的维护和使用得到了很大改善，为减少井下复杂和提速工作提供了有利保障。4、现场培训。对技术力量薄弱未施工过水平井的井队派泥浆工程师驻井帮促指导，结合现场施工，将泥浆维护处理要点在实际操作中进行现场培训，泥浆体系转化，密度确定，加重注意事项，斜井段及水平段防漏，完钻及下套管泥浆处理。（五）加强重点技术管理，确保安全提速。1、进一步夯实基础技术管理。①加强巡井、重点环节住井帮促把关责任化、施工过程监控整体化，确保基础技术管理措施的执行和落实；②加强针对性的技术培训和阶段性的管理提速交流观摩，提高井队技术管理人员和管理干部的业务素质、技术技能，减少其无知无畏、侥幸冒险、盲目冒进、不计后果的思想，避免人为复杂和故障；③加强新技术措施、新方案的集中培训和学习，统一思想、统一方案和要求，做到措施和要求统一规范；④加强技术总结分析交流，及时总结提速亮点，暴露典型问题和普遍问题及时通报、整改和规范，以提速亮点不断完善提速措施和方案。2、有效预防井下复杂和故障。学习典型故障案例，吸取教训，举一反三，提高对故障、复杂的认识和预防能力；明确安全管理责任，加大监管力度；理清工作思路、加强过程监控，确保一般环节受控、重点环节住井把关，进一步提高井队和项目部两级技术人员的技术管控能力；重点环节严格落实每道工序的技术交底和提醒突出预防；把复杂故障的预防责任明晰到岗位和人头。3、加强工艺危害分析，确保工艺安全。每项新工艺、新技术、新项目试验和开展前，严格按照流程，做好工艺危害分析；做到详细预测和理全各项可能的风险，分析风险危害，制定详细的风险消减和预防措施，并进行工艺危害交底，施工过程中，专人负责具体实施，主要技术管理人员严格监管，确保工艺安全。对以前制定的不完善、不合理的工艺危害分析，在具体实践过程中，根据情况和环境等变化，进行不断的改进、完善，确保工艺安全。（六）井控精细管理1、完善井控管理网络，明确井控管理责任。根据人员、机构变化，及时更新井控管理网络联系电话等基础资料；明确井控管理目标及责任，总公司与各项目部、项目部与钻井队及机关各部门签订目标责任书，通过签定井控目标责任书明确井控管理考核依据和责任追究制度。2、注重井控关键岗位人员的管理。通过落实“直线责任”、“属地管理”及“工艺危害分析”等HSE体系的运行，明确井控安全责任、识别井控风险，抓好“值班干部、司钻、坐岗工”三个关键岗位的管理，坚持“发现溢流立即关井、疑似溢流关井检查”的关井原则，做到“及时发现、迅速关井、正确处置”，确保“不发生、控得住、治得了”。3、落实《井控隐患消项制度》。对井控检查提出的问题，按《井控隐患消项制度》要求制订整改措施、落实整改人、整改责任人及整改期限，明确责任，对存在的问题整改、消项。重点消项整改井控设备安装不规范、井控措施和制度不落实及井控坐岗资料填写不正确等的问题。4、强化井控培训，提高全员井控意识和技能。强化技术人员的二次井控能力和井控设备操作，提高井控险情处置能力；加强坐岗观察发现溢流能力和防喷演习制度的落实，提高操作人员及时发现井控险情、及时正确关井能力；加强井控突发事件专项应急预案演练，提高管理人员及各专业公司井控应急救援、响应能力。（七）生产组织精细管理1、加强生产过程组织，根据各井队工作进度及时落实化工、油料及其他物资送井，并提前组织电测车、套管钳、固井车、洒水车等配属车辆到井，做好作业前各项准备工作。跟踪各项目组催要下一步施工方案，避免等套管数据、等解释、等工具、等施工方案等现象，力争做到完井作业工序“无缝”衔接。2、抓好搬迁阻挡协调工作，积极与各项目组、地方政府部门联系沟通，及时协调解决，减少搬迁过程中的阻挡。提前安排基础摆放、水源踏勘，做到搬迁不等井场、开钻不等供水、打钻不等钻具，确保井队顺利开钻。3、充分发挥每日晨会的作用，主动收集梳理各路、各部门需要解决的问题，进行分析汇总，具体安排到各部门、各人头逐项解决。做到事情不扯皮，问题不过夜。对于开钻验收、井控验收、专项检查等，由副经理带队各部门专人配合迅速前往。4、提前做好天气预警信息提示：加强防洪防汛工作监控力度，关注天气变化，及时发布预警信息。督促井队严格落实防洪防汛措施，在做好防滑坡、坍塌伤害的同时，按要求挖好排洪渠、泄洪道，并做好防洪防汛物资储备及生产用料储备，化工、柴油物资贮备。四、实施效果1、苏里格精细化管理模式建立，钻井速度大幅度的提高了。表1：靖中北上古水平井2014年与2013年指标对比年份完井口数进尺平均井深钻井周期建井周期钻机月速机械机速2014627845464138.98453094.0010.79201321100755463353.0764.642425.009.15对比8-14.09-19.64669.001.64%-26.55-30.3827.5917.92表2：靖中北下古水平井2014年与2013年指标对比年份完井口数进尺平均井深钻井周期建井周期钻机月速机械机速201415409540946.2552.213109.0012.46201315430543065.6777.132321.008.29对比-21-19.42-24.92788.004.17%-29.57-32.3133.9550.30表3：桃2上古水平井2014年与2013年指标对比年份完井口数进尺平均井