彬长和新召西区块钻井工程日费制试点及应用探析_田绘杰.pdf

收稿日期:2 0 2 2-1 1-1 3作者简介:田绘杰(1 9 8 4-),男,河南许昌人,本科,工程师,主要从事钻井工程设计与工艺研究工作。彬长和新召西区块钻井工程日费制试点及应用探析田绘杰(中石化 华北油气分公司 石油工程技术研究院,河南 郑州 4 5 0 0 0 6)摘要:彬长和新召西区块分别位于华北油气分公司的鄂尔多斯盆地南部和北部,华北油气分公司主要矿权区块位于陕西省、甘肃省、内蒙古自治区和宁夏回族自治区境内的鄂尔多斯盆地,2 0 0 3年起开发至今,已形成5 0亿方油气当量的油气田,目前钻井工程普遍采用进尺制承包方式。2 0 2 0年9月启动日费制管理试点工作,在四级组织管理的框架下,相继在彬长和新召西区块完成两口日费制井(彬R井和新R井)的试验,实施过程中有效的贯彻了华北油气分公司的技术方案,在提速降本方面效果显著,目前已经形成了具有华北油气分公司特色的“日费制+进尺制+总承包”的组合承包方式,为钻井工程日费制工作的下步实施提供了借鉴和指导作用。关键词:日费制承包;进尺制承包;总承包;钻井提速中图分类号:T E 2 5 7 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 6-7 9 8 1(2 0 2 3)0 4-0 0 9 2-0 41 前言2 0 2 0年2月,中国石化集团公司正式启动日费制管理实践工作,按照计划部署分为“试点阶段-完善阶段-推广阶段”三个阶段有序开展相关工作,并要求日费制工作必须对标国际先进的管理模式,结合中国石化的实际情况,形成具有中国石化特色的日费制管理体系。第一阶段的主要内容为分别在华东油气分公司南川区块、西北油田分公司顺北区块、华北油气分公司彬长区块进行试点工作。通过日费制承包实践,旨在提高油公司对工程技术的把控能力,提高作业效率、保障成井质量。2 国际钻井工程承包方式分类国际钻井承包商协会将钻井合同分为三种,即日费制承包、进尺制承包和总承包。三种承包方式分别具有各自的适用条件和显著特点,整体而言,目前日费制承包方式是国际上应用最为广泛的承包方式。从上世纪9 0年代开始,某些地区的油公司根据自身情况,在三种承包方式的基础上,又经过组合或改进创新形成了一种新型的鼓励型承包方式1。这几种钻井工程承包方式的本质差别在于承包商对于作业计划的参与度和对于施工风险的承受度,以及对于费用报酬的可控度。表1 钻井工程主要承包方式3承包模式定义优点缺点适用条件日费制按照一 定 的 日 费 率 向 钻井承包商支付报酬直接 控 制 全 部 钻 井 活动,有 利 于 保 证 钻 井质量不利 于 发 挥 承 包 商 的积极性,作业效率较低新探区和环境恶劣地区钻井以及深井、超深井和地质条件复杂且工程风险大的情况进尺制按照单 位 进 尺 费 率 向 钻井承包商支付报酬可以 刺 激 承 包 商 尽 提高作业效率需承 担 地 层 空 隙 压 力异常、漏 失、气 候 等 因素造成的风险常规开发井和地质条件清楚的部分评价井总承包将一口 井 或 一 个 区 块 两口及两 口 以 上 井 的 钻 井工程一 次 发 包 给 钻 井 施工单位钻井 承 包 商 应 对 所 有风险无法保证钻井质量常规开发井和地质条件清楚的部分评价井鼓励性根据钻 井 承 包 商 在 指 定工作范 围 内 承 担 作 业 风险的程度,按照作业性能给钻井承包商支付报酬按照 作 业 性 能 计 酬 并共担分险鼓励 性 承 包 是 建 立 在三种 承 包 方 式 的 基 础上的一种承包方式均适合29 内蒙古石油化工2 0 2 3年第4期 根据相关资料统计:美国在1 9 9 0-2 0 0 1年之间,钻井作业中日费制承包方式应用十分普遍,所占比例较大且呈现不断上升趋势。尤其是在1 9 9 5年之后,日费制承包方式占比逐渐超过了5 0%,2 0 0 1年占比更是高达8 2%。反观国内,中国海洋石油是引进国外管理机制最早的公司,在对外合作勘探与海洋石油施工过程中引入了风险勘探机制,应用了一整套国外先进的石油工程作业理念和管理经验。中国石油在钻井作业中也有一定比例的日费制承包模式,中国石化在钻井作业中日费制承包方式应用相对较少。3 彬长和新召西区块钻井工程日费制承包试验情况3.1 华北油气分公司整体概况华北油气分公司油气区位于陕西省、甘肃省、内蒙古自治区和宁夏回族自治区境内的鄂尔多斯盆地。气田为位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部,油田为位于鄂尔多斯盆地天环向斜南部。2 0 0 3年起开发至今,已形成5 0亿方油气当量的油气田,油气田均为低压低渗低产砂岩岩性油气藏。目前钻井工程普遍采用进尺制承包方式。结合日费制承包方式的特点,华北油气分公司组织专家团队,优选出了彬长区块的彬R井和新召西区块的新R井依次作为试点井进行先期试验。3.2 两口日费制井基本情况3.2.1 彬R井概况及难点彬R井位于位于鄂尔多斯盆地南部伊陕斜坡、渭北隆起和天环坳陷的过渡带上的彬长区块,天然气资源量1 6 7 7亿方。该井设计井深4 0 6 0米,三开井身结构直井。彬长探区钻井主要存在三方面的难点:自上而下纵向发育多处漏层;古生界地层井壁易失稳;古生界地层岩石可钻性较差。表2 彬长区块井漏情况统计漏失次数漏失井深(m)漏失层位漏速(m3/h)漏失量(m3)处理措施损失时间(d)15 0 0志丹群失返7 0 6堵漏不成功强钻下套管固井1 1.5 325 7 41 2 2 0志丹群延长组1 01 21 4 0随钻堵漏0.6 732 1 6 0纸坊组232 0随钻堵漏0.3 543 0 4 8刘家沟组232 4随钻堵漏0.4 33.2.2 新R井概况及难点新R井位于鄂尔多斯盆地北部,横跨伊盟隆起、伊陕斜坡和天环坳陷的杭锦旗区块,天然气资源量1 4 3 1亿方。该井设计井深3 8 5 5米,为二开井身结构直井。杭锦旗区块新召西区带钻井主要存在两方面的难点:山西组煤层发育井壁易失稳;元古界断层发育易漏失。图1 新召西元古界探井漏失量分布图3.3 两口日费制井管理及技术措施2 0 2 0年9月,华北油气分公司钻井日费制管理工作正式启动。以“日费制管理试行实施方案”为框架,结合华北油气分公司现状,分步实施了两口39 2 0 2 3年第4期田绘杰 彬长和新召西区块钻井工程日费制试点及应用探析日费制井,并在组织架构、承包方式和技术措施等方面做了许多努力和创新工作。3.3.1 日费制组织架构建立运行:组织构建了由华北油气分公司日费制工作办公室负责主导,日费制工作实施组负责运行,由日费制协调组、日费制专家组、日费制成本核算组配合辅助,以及现场监督组现场把控的四级管理机制。3.3.2“日费制+”承包方式组合创新:结合华北油气分公司的承包方式现状,确定了钻机和钻井液为主的日费制承包、测井、录井、固井工程为进尺费制承包、监督和提速工具为总承包的组合承包方式。3.3.3 设计方案的技术反复完善:针对彬R井和新R井的钻井难点,分别在钻具组合优化、钻井液体系优选和提高固井质量三个方面进行了深入的论证,最终有效的确保了日费制承包方式下的高效成井。(1)高效破岩工具组合针对两口日费制井钻遇古生界地层岩石可钻性差的情况,彬R井采用减震稳扭工具+射流冲击器+强攻击耐磨P D C钻头,新R井采用扭力冲击器+强攻击耐磨P D C钻头。冲击器工具能够产生高频冲击,消除P D C钻头在井底的“粘滑”现象,减轻钻头复合片磨损,同时增加额外的高频剪切载荷,提高钻头机械钻速和使用寿命。彬R井 推 荐 采 用 锐 石 的S 1 6 5 5 F GA 2和S 1 6 5 5 F G钻头,该型号钻头在邻井钻井过程中进尺和机械钻速都相对较高,稳定性和破岩效率优于其他钻头。表3 彬R井邻井二开钻头使用情况井段井号钻头型号进尺(m)纯钻时间(h)机械钻速(m/h)二开彬L 1井S 1 6 5 5 F G1 5 4 3.0 04 2.5 03 6.3 1S 1 6 5 5 F GA 26 9 5.0 08 1.0 08.5 8S 1 6 5 5 F GA 25 4 4.0 01 0 5.0 05.1 8HT 2 5 5 55 1 9.0 01 1 4.6 74.5 3彬L 2井HT 2 5 5 58 7 3.6 04 2.5 02 0.5 6M 1 6 5 5 F G1 2 6 9.0 01 5 6.5 08.1 1HT 2 5 5 57 6 2.0 01 2 9.5 05.8 8M 1 6 5 5 F G2 3 6.0 06 4.5 03.6 6彬L 3井P 1 6 5 4H9 0 4.4 03 3.5 02 7.0 0J R D P 1 6 5 5 J8 9 1.4 04 1.0 02 1.7 4S 1 6 5 5 F GA 21 0 0 9.2 09 0.6 71 1.1 3M 1 6 5 5 F C1 9 4.6 08 2.1 72.3 7 新R井推荐采用莱州原野H S 5 1 6 2 1 1 6 5 J 1 D R T和江钻K S 1 6 5 3 D G R钻头,同样该型号钻头在该区块实际应用过程中表现优于其他钻头。(2)防塌防漏钻井液体系针对两口日费制井分别钻遇泥岩和煤层发育、裂缝和断层发育的情况,彬R井优选出了以胺基聚醇+纳微米封堵剂+成膜防塌剂为主处理剂的钻井液体系;新R井优选出了以聚胺抑制剂+抗高温降滤失剂+纳米封堵剂+防水锁剂为主处理剂的防塌防漏钻井液体系。表4 新R井邻井二开钻头使用情况井段井号钻头型号进尺(m)机械钻速(m/h)新L 1井H S 5 1 6 1 1 6 5 J 1 D R T2 5 9 32 8.1 8新L 2井H S 5 1 6 1 1 6 5 J 1 D R T2 1 7 93 3.0 2新L 4井H S 5 1 6 1 1 6 5 J 1 D R T2 6 0 0.32 8.6二开新L 5井H S 5 1 6 1 1 6 5 J 1 D R T2 3 7 63 8.9 5新L 6井K S 1 6 5 3 D GR2 3 7 53 2.0 2K S 1 6 5 2 AD GR7 0 2.88.0 1新L 7井K S 1 6 5 3 D GR2 8 1 32 2.4 1K S 1 6 5 3 D GR6 1 6.66.7 9新L 8井K S 1 6 5 3 D GR2 5 0 22 6.2 7K S 1 6 5 2 AD GR4 5 28.6 9表5 彬R井三开钻井液体系配方井眼尺寸钻井液类型配方维护重点1 5 2.4mm强封堵强抑制聚醇成膜钻井液原钻井液+0.3-1%抑制剂+0.2-0.4%流型调节剂+0.3-0.5%聚醚醇+1-2%随钻封堵剂+1-2%超微细封堵剂+2-4%抗温降滤失剂+1-3%抗温封堵防塌剂+0.5-1%液体润滑剂储层保护,携岩、防塌、防漏表6 新R井二开钻井液体系配方井眼尺寸钻井液类型配方维护重点1 5 2.4mm强抑制聚胺钻井液0.2%N a OH+0.3-0.5%F A-3 6 7+0.5-1%聚胺抑制剂+8-1 0%K C l+1-2%P A C-LV+0.5-1%X C+1-2%降滤失剂+4-6%高酸溶磺化沥青+2-3%多级配超细碳酸钙+3-4%聚合醇+3-4%纳米封堵剂+2-3%润滑剂储层保护,防塌、防漏 (3)高质量水泥浆体系针对两口日费制井钻遇地层承压能力较低的情况,彬R井优选了弹韧性水泥浆体系和胶乳防气窜水泥浆体系,新R井优选了电厂漂珠高强水泥浆体系,通过低密度水泥浆体系解决地层承压能力低的问题,从而提高固井质量。3.4 两口日费制井实施效果与取得的成果3.4.1 彬R井钻井实施效果彬R井完钻井深4 0 5 6米,钻井周期3 5.0 6天,完井周期3 9.7 9天,机械钻速1 5.5 9 m/h,取心三回次,取心总进尺2 1.3 7米,岩心收获率1 0 0%。彬R井在钻井周期、完井周期、机械钻速等钻井指标方面均突破了彬长探区最高记录。49 内蒙古石油化工2 0 2 3年第4期 3.4.2 新R井钻井实施效果新R井完钻井深3 8 6 0米,钻井周期2 0.4 2天,完井周期2 6.4