胜利油田水平井完井采油技术

胜利油田水平井完井采油技术胜利油田水平井完井采油技术进展二胜利油田水平井开发技术现状一面临问题与挑战三目录胜利油田水平井完井采油技术下步工作安排四首先在热采稠油油藏开展了技术攻关，初步形成水平井配套技术。应用领域扩展到多种油藏类型，广泛应用于老区调整和新区产能建设。应用阵地进一步扩大，水平井开发技术日趋成熟。“八五〞攻关试验钻井：32口“九五〞快速开展钻井：132口“十五〞扩大应用钻井：339口“十一五〞创新开展

胜利油田于1990年完钻第一口科学试验水平井－埕科1井，截止2007年底，累计投产水平井763口，累产油972×104t。2003年水平井年产油突破百万吨大关，2007年产油147×104t，为胜利油田增产稳产发挥了重要作用。一、胜利油田水平井开发技术现状胜利油区水平井分布于68个油田中的42个，覆盖比例62％。应用无禁区，覆盖范围广。胜利油田水平井投产数据表一、胜利油田水平井开发技术现状应用领域不断扩大“九五”“八五”“十五”“十一五”常规水平井侧钻水平井阶梯式水平井分支水平井大位移水平井鱼骨状分支井分段压裂水平井应用类型不断丰富一、胜利油田水平井开发技术现状一、胜利油田水平井开发技术现状特别是“十五〞期间，针对油藏新类型、应用新领域带来的挑战和机遇，大力攻关水平井新技术，进一步开展完善了五项水平井开发关键技术，成为促进油田稳定开展的重要支撑技术。1、水平井地质建模及剩余油定量描述技术2、水平井一体化优化设计技术3、水平井钻井轨迹测控技术4、水平井油层保护技术5、水平井完井采油配套技术底水锥进底水锥进高部位低部位构造腰部自然伽马井下探管一、胜利油田水平井开发技术现状通过关键技术的完善、提升和推广，胜利油田水平井应用取得了一系列新进展、新成果〔四个突破，一项创新〕。

2、薄油层水平井开发取得突破

1、特高含水期正韵律厚油层挖潜取得突破

3、特超稠油油藏水平井开发取得突破

4、海油陆采大位移水平井开发取得突破创新了具有自主知识产权的鱼骨状分支水平井技术一、胜利油田水平井开发技术现状2007年胜利油田共投产水平井177口，初期单井平均日产油12.5t，新井年产油到达30.7×104t。水平井技术已成为胜利油田新区高效开发、老区挖潜提高采收率的重要手段。胜利油田水平井开发技术现状一胜利油田水平井完井采油技术进展二目录胜利油田水平井完井采油技术面临问题与挑战三下步工作安排四二、胜利油田水平井完井采油技术进展随着油藏地质研究、钻井技术的开展，胜利油田水平井完井、采油工艺技术从无到有，逐步开展提高，相继完成了“八五〞、“九五〞期间国家级课题：水平井、侧钻水平井完井采油技术研究，“十五〞期间集团公司科技攻关工程：分支井、大位移井完井采油技术研究等重大工程的研究攻关和技术配套，形成了具有胜利特色、适合不同油藏和工艺要求的水平井完井、采油技术。形成的水平井系列配套技术9项配套技术水平井完井方式优化技术水平井、侧钻水平井完井技术水平井防砂工艺技术水平井分段开采工艺技术水平井射孔工艺技术分支水平井完井、采油技术水平井修井工艺技术热采水平井注汽工艺技术水平井油层保护及储层改造技术筛管完井11.1％裸眼完井1.3％固井射孔87.6％`两大转变提高了油井的完善程度，降低了完井成本完井方式固井射孔完井筛管完井裸眼完井转变为固井射孔完井二、胜利油田水平井完井采油技术进展裸眼防砂完井56.62％`固井射孔完井36.98％打孔筛管完井5.94％各种筛管完井的比例已经达到62.56％两大转变实现了分段采油，分段卡水，提高了采收率开采方式全井段射孔转变为分段开采二、胜利油田水平井完井采油技术进展三项技术突破水平井裸眼防砂完井一体化技术水平井砾石充填防砂完井技术低渗透油藏水平井分段压裂技术二、胜利油田水平井完井采油技术进展二、胜利油田水平井完井采油技术进展1.水平井完井方式优化技术根据油藏特点、工艺技术现状、经济因素进行综合评价和优化水平井完井设计软件包：不同类型油藏完井方式适应性评价与优选出砂预测及防砂参数设计水平井产能预测及动态分析完井工程设计经济效益评价二、胜利油田水平井完井采油技术进展1.水平井完井方式优化技术通过对胜利油田不同类型油藏和工艺特点的水平井完井方式适应性进行评价和优选，得出了主要完井模式，为水平井开发提供了理论支持。整装砂岩油藏：滤砂管裸眼防砂完井中高渗复杂断块油藏：滤砂管裸眼防砂完井ECP＋滤砂管裸眼防砂完井稠油砂砾岩油藏：滤砂管裸眼防砂完井低渗透油藏：套管固井、分段射孔完井天然裂缝性油藏：裸眼完井、筛管完井二、胜利油田水平井完井采油技术进展2.水平井套管固井射孔完井技术水平井套管固井完井技术水平井尾管固井完井技术水平井射孔工艺及定向射孔技术胜利油田前期实施的水平井大局部采用固井射孔完井方式，经过攻关、配套和大量的应用，该项技术已趋成熟。二、胜利油田水平井完井采油技术进展2.水平井套管固井射孔完井技术△P

全井段射孔完井后部油层段的产能得不到充分发挥部分井段水淹后，卡堵水困难提高各射孔段的开发效果有利于各种工艺措施实施提高最终采收率△P△P根据油藏特性、测井资料、井身轨迹、固井质量等资料，优化设计水平井分段数量、段长、产能、射孔参数分段射孔优化二、胜利油田水平井完井采油技术进展2.水平井套管固井射孔完井技术分段射孔参数优化软件：

优化孔深、孔密和射孔枪弹等参数对产能影响因素进行敏感性分析产能预测及动态分析负压射孔设计根据辛151平1井的地质特点、测井资料、井身轨迹、固井质量等资料，进行了水平井分段射孔优化，设计该井水平井段长248m，分两段射孔，第一段147m，第二段长31.5m，射孔参数采用全相位螺旋布孔。

1998年4月先射开第一段投产。初期日油81t/d，含水0.4％。2002年7月含水97％，累计产油8.53万吨。卡封后补射水平段31.5m。初期日产油82t，含水下降到32％。该井累计产油10.3×104t，效益显著。分段开采实例SPY型水平井封隔器水平井卡水管柱示意图SPD水平井丢手工具丝堵该工艺技术已在东辛、纯梁、临盘、孤岛等采油厂实施150井次，卡水成功率在90%

。仅在东辛采油厂就实施58井次，取得了较好的经济效益。

研制了四种分段生产工艺管柱。二、胜利油田水平井完井采油技术进展2.水平井套管固井射孔完井技术水平井分段生产工艺技术水平井段选择性采油管柱（液控开关）智能完井管柱〔一〕水平井完井技术3.水平井裸眼防砂完井一体化技术适用于整装砂岩油藏、复杂断块油藏、稠油油藏防砂方式：滤砂管裸眼防砂造斜段固井：水泥封固复杂层位套管外封隔器：分段生产、分段卡水替浆及酸化：打开油层、酸化解堵观念创新水层油层套管精密复合滤砂管分级箍管外封隔器管外封隔器下入完井管柱盲板施工工艺水层油层膨胀封隔器水层油层翻开分级箍水层油层注水泥水层油层注水泥水层油层注水泥水层油层碰压关闭分级箍关闭分级箍水层油层候凝水层油层钻塞水层油层钻塞水层油层起出钻塞管柱水层油层下入洗井、酸化、胀封一次管柱洗井封隔器胀封总成洗井总成水层油层洗井，酸化酸洗翻开油层技术：采用反循环方式，裸眼及井壁污物、砂粒从底部多功能循环阀经油管排出，防止滤砂管堵塞。国外技术：采用连续油管酸洗井壁，污物及残酸从滤砂管排出，对钻井液、完井液要求较高〔要求无固相〕。费用高，且易堵塞滤砂管。水层油层坐封水层油层起出管柱，生产工艺特点：完井、防砂一体化完成，工艺简便，完井本钱低。大通径精密微孔滤砂管裸眼防砂完井，防砂寿命长效果好，渗流面积大流动阻力小，可满足大排量生产及稠油开采的需要。采用管外封隔器进行水平段有效封隔，为选择性生产、后期措施提供条件。采用酸洗+暂堵段塞工艺解除全井段泥饼堵塞，翻开油流通道，同时又可去除泥砂对滤砂管的堵塞。二、胜利油田水平井完井采油技术进展二、胜利油田水平井完井采油技术进展关键工具研制大通径精密微孔滤砂管过滤精度：60-350μm〔根据地层砂的粒度组成确定〕；基管：51/2in、7in套管，钻孔150－200孔/m；精密复合过滤〔多层过滤网＋导流网〕，过滤层及外管均为不锈钢材料。具有带侧流孔的保护套，过滤面积大，流动阻力小。滤孔均匀，渗透率高，防堵能力强，堵塞周期是普通筛管的2～3倍。采用不锈钢防砂层及厚壁保护套，强度高，寿命长。内通径大，便于后期措施的实施。关键工具研制水平井液压分级箍规格：4in－95/8in打开压差：17～18MPa关闭压差：20MPa套管外封隔器规格：27/8in－95/8in长度：1m－12m密封压力：15－35MPa耐温：150℃二、胜利油田水平井完井采油技术进展Ng下1油水界面稠油底水油藏开发取得成功存在问题：油稠、出砂、底水活泼，由于底水锥进，产量大幅度递减。沾18块：含油面积2.9Km2，单储系数17.9，地质储量304×104t。地面原油粘度：4336-10185mPa.s，平均8185mPa.s。太平油田沾18块Ng1

针对该块特点，利用数模技术对沾18水平井进行了优化设计，采用裸眼防砂完井一体化及热采配套技术进行开发。设计动用储量946万吨，新钻水平井19口，年产油能力5万吨，新增可采储量81万吨，提高采收率8.6％。太平油田沾18块Ng2〔沾18块实现整体水平井开发〕

设计了水平井自补偿封隔器和配汽器，实现水平段全段均匀注汽，提高油层动用程度和油井产量热采水平井均匀注汽工艺根据储层条件和油层状况设计多个出汽点提高采油速度和采收率一个出汽点水平井均匀注汽参数优化形成注汽方案优化软件热采水平井举升工艺注采一体化泵截至2007年底，沾18块投产油井13口，初期平均单井日液19.39t，日油15.7t/d,综合含水18.8%，目前平均单井日液18.9t，日油12.7t/d,综合含水32.7%，(比邻近老井高10.3t，综合含水低51.4%)，新井累积增油2.39万吨。特别是3口热采水平井平均单井日油16.3吨，含水50.5％。超稠油〔＞10万mPa.s〕油藏开采开发难点：注汽压力高，蒸汽比容下降大，热涉及范围大幅减小。领域拓宽：郑411、坨826块超稠油油藏水平井热采挖潜取得成功领域拓宽：郑411、坨826块超稠油油藏水平井热采挖潜取得成功HDCS技术：水平井＋油溶性降粘剂+CO2+亚临界锅炉注蒸汽(Steam)

地层内协同降粘，降低注汽压力，提高蒸汽热涉及体积完井方式：裸眼滤砂管防砂、裸眼砾石充填防砂生产工艺：注采一体化管柱、空心杆高效抽稠工艺注汽采油一次管柱示意图领域拓宽：郑411、坨826块超稠油油藏水平井热采挖潜取得成功坨826-平1井指标对比图1.29t/t1.62t/t2128.5t2450.3t周期产油油汽比直井热采无法正常生产，利用HDCS技术投产水平井16口，平均单井日产油能力10-15.2t/d。坨826－平１井采油曲线峰值油40.2t/d峰值油39.4t/d应用规模：到2007年底，该项技术已在胜利、冀东、大港等近400口水平井上成功应用，胜利油田仅2007年就推广应用122口井。使草20、草13、坨826、郑411等稠油难动用区块得以高效开发。完井方式初期效果目前生产情况(2007年12月)投产

油井单井日油t含水%开井单井日油t含水%筛管7418.037.07213.550.4套管7612.264.4757.977.5套管+筛管2621.151.92313.866.0裸眼10.195.214.8

合计17715.852.117111.065.92007年胜利油田不同完井方式水平井效果表应用效果：该项技术比套管固井射孔完井方式每口井节约投资30～50万元，平均单井日油18t，比同区相邻的套管固井射孔完井的水平井提高5.8t，效益显著。二、胜利油田水平井完井采油技术进展4.水平井砾石充填防砂完井技术

随着水平井应用规模的不断加大，应用油藏类型不断增多，以及油田开发阶段的变化，对于地层砂分选性差、泥质含量高的砂岩油藏，往往造成滤砂管堵塞或出砂。研发了水平井裸眼砾石充填防砂完井技术。二、胜利油田水平井完井采油技术进展试验井筒起升系统工艺流程数据采集处理“九五”初，开展了“水平井内的砾石充填规律”研究，建立了大型水平井实尺寸物理模型，揭示了“平衡堤充填”机理。并据此对施工参数进行了优化。水平井砾石充填机理二、胜利油田水平井完井采油技术进展技术方案：精密复合滤砂管裸眼完井，管外进行逆向砾石充填。管柱设计二、胜利油田水平井完井采油技术进展逆向充填装置换向示意图压差式阻流装置提高充填密实度水平段采用逆向环空充填，工艺简便，平安性高。双精度结构的防砂筛管，可抗堵塞、挡砂性能好；压差式阻流装置，可实现分段连续充填，提高充填效率。二、胜利油田水平井完井采油技术进展技术特点携砂液优选：选择优质胍胶携砂液、清洁携砂液。粘度为50～80mPa·s，可满足高砂比施工要求，残留率极低，返排率高，适合水平井充填防砂采用。充填砂优选：选择轻质陶粒砂作为充填砂，防止蒸汽碱蚀伤害、减弱粉细砂渗滤堵塞。施工参数优化：人工砂壁按0.5m半径计算铺砂空间，考虑层内不均质性，砂量按理论值的1.2倍准备。优化设计二、胜利油田水平井完井采油技术进展2007年来，分别在现河草27－平1井，草109－平2、草109－平5井、郑411-平9井，中16-平422等9口井实施了裸眼-砾石充填防砂完井，取得了初步效果。部分裸眼砾石充填防砂完井生产数据井号投产日期生产层位日液（m3）日油（t）草109-平507.4.25S32410.2草109-平207.7.10S31310.1郑411-平907.7.7S344.519.3中16-平42207.10.12Ng442.7325.05二、胜利油田水平井完井采油技术进展5.鱼骨状分支水平井完井技术二、胜利油田水平井完井采油技术进展鱼骨状水平分支井：增加泄油面积、提高油藏动用程度改善开发效果，提高采收率。经济、高效创新形成了具有自主知识产权的鱼骨状分支水平井开发技术。

二、胜利油田水平井完井采油技术进展窄时窗储层预测技术精确刻画油砂体的空间展布，储量控制最大化。关键技术井眼悬空侧钻技术防止各分支井眼的再进入；保证分支井眼与主井眼之间快速形成夹壁墙；新的主井眼形成后，确保钻具从分支侧钻点处顺利进入主井眼中。钻井轨迹控制技术利用国产化的地质导向技术，准确判断地层岩性及地层界面，为水平段轨迹调整提供及时有效的信息。主井眼：悬挂大通径精密微孔滤砂管裸眼防砂；分支井眼：裸眼完井。完井技术无固相甲基葡萄糖甙钻井液完井液

钻井完井液技术国内第一口自主设计施工的鱼骨状分支井－埕北26B－支平1二、胜利油田水平井完井采油技术进展位于埕北26块馆上段：高孔(33.9％)、高渗〔3946毫达西〕、常规稠油疏松砂岩油藏〔地层油粘度41.1mPa.s〕，层位Ng1+2，油层厚度6.9m,地质储量206万吨。井身数据：共钻4个分支，水平段总长915m。主井眼：采用95/8in技套悬挂51/2in精密滤砂管裸眼完井分支井眼：裸眼完井。完井液：无固相完井液。至2007年底，已累产油3.45万吨。生产稳定，技术优势明显：生产压差小(0.4MPa),含水低(平均4.5％),单井产量高〔初产105吨，日油稳定在95吨〕，初期产能为直井的3.3倍。区块油藏类型设计井数完钻井数埕北26块海上11垦东34块海上22桩129块滩海11埕北246块海上2

营451块断块11郑6潜山11沾18稠油11

合计97控制面积：0.3km2控制储量：43×104t桩129-支平1三分支，水平段总长度835m

鱼骨状分支水平井应用领域由海上扩展到陆上，由新区扩大到老区，由油扩展到气，由稀油延伸到稠油。2007年设计9口，已完钻投产7口。胜利油田鱼骨分支井统计表鱼骨状分支水平气井控制面积：0.27km2控制储量：26×104t垦东34C-支平1四分支，水平段总长度856m控制面积：0.72km2控制储量：1×108m3两分支，水平段总长度630m垦东34C-支平2，气井二、胜利油田水平井完井采油技术进展营451-支平1井2007年7月26日投产，初期日产油42.9t，含水1.8％；目前日产液量45.7t，日产油45.7t，不含水，累计产油1.1万吨。6月25日投产，目前日产液106t，日产油72.3t，含水31.8%，累产油1.9万吨。垦东34C-支平1井6.低渗透油藏水平井分段压裂技术为了提上下渗、特低渗透油藏储量动用程度和采收率，胜利油田开展了套管限流压裂、封隔器分段压裂等水平井压裂技术研究和试验，完成了高89块〔2个毫达西〕、商75-2〔6.2个毫达西〕、史127-1〔23.5个毫达西〕等6井次的水平井分段压裂施工，取得重要进展。二、胜利油田水平井完井采油技术进展限流压裂先导试验：高89－平1中深层水平井分段压裂高89-平1井压裂〔设计〕参数表2007年7月15日施工，破裂压力65.4MPa，压裂液610m3，支撑剂104t。根据油层分布和固井质量，优化孔密孔径，分三段射孔，采用限流压裂关键技术：水平井地应力剖面和限流射孔优化技术水平井压裂裂缝动态模拟及工作液的优选裂缝参数优选及控缝降滤工艺技术现场小型压裂+加砂压裂联作技术试验效果：高89-P1自喷转抽后日产油稳定在14t，动液面根本稳定，产量递减率明显低于大型压裂投产的直井。试验说明：采用限流压裂方式可以成功地实施水平井分段压裂。裂缝参数及动态模拟限流压裂技术小直径、大膨胀比、高压差SPK344封隔器跨隔密封，降低了工具起下难度和砂卡几率，实现了一次管柱完成逐段压裂；配套了井下压力、温度测试仪器，录取井底压力温度数据；可实现反循环洗井；配备平安接头，便于后期处理。封隔器分段压裂技术封隔器分段压裂技术2007年，先后在大牛地气田进行水平井封隔器分段压裂3井次，均获成功。DP35－1：水平井段长1011.67m，水平段采用4in套管固井完井。封隔器分段：3111.6m-3248.5m；分3段射孔（共26孔）施工排量：3.5－5.5m3/min；最高压力：80.24MPa；加入支撑剂：57.2m3；压后防喷：油压12.3MPa，无阻流量7×104m3/d。随着水平井技术的不断推广应用，水平井修井工作的迫切性也日益显现出来。近年来通过研究攻关和技术配套，初步形成了以水平井井下液压增力打捞技术为主的水平井修井技术系列。水平井修井工艺技术水平井套管修复技术水平井井下增力打捞作业技术水平井冲砂作业技术水平井井下管柱切割技术水平井套磨铣技术7.水平井井下液压增力打捞技术二、胜利油田水平井完井采油技术进展7.水平井井下液压增力打捞技术存在问题：水平井内由于造斜段的作用，井口的上提力、扭矩无法有效传递到井下水平段内，致使常规解卡打捞成功率低。设计思路：采用全新的观念，研制井下液压增力工具，改变管柱的受力方式，通过油管打压的方式直接在卡点处产生拉力，实现水平井井下管柱打捞。二、胜利油田水平井完井采油技术进展扶正器

井下打捞增力器可退捞矛

工作原理：

井下液压增力器由锚定系统、多级液缸增力系统和压力释放系统组成。

①下入打捞管柱，可退捞矛捞获鱼顶；②油管打压，增力器锚定，多级液缸动作，在鱼顶处产生拉力，管柱上行一个行程，并自动泄压；③上提管柱，重复打压；

④捞出井内管柱。

该技术主要用于水平井管内滤砂管、封隔器等管柱的打捞作业。已经在胜利油田孤东7-平3井、孤东7-平4井和角5－平4井等50多口水平井以及中海油大斜度定向井上获得了成功的应用，打捞成功率91%，取得良好的经济效益和社会效益。水平井滤砂管打捞施工井根本数据孤东7－平3井孤东7－平4井角5－平4井A点斜深，m1577.771565.911512.00B点斜深，m2179.081951.181654.00水平段长度，m601.31385147鱼顶位置，m1889.691833.351506.93防砂管柱总长，m184.25123.96182.07滤砂管长度，m127.5107.43153.45胜利油田水平井开发技术现状一胜利油田水平井完井采油技术进展二目录胜利油田水平井完井采油技术下步工作安排四面临问题与挑战三三、面临问题与挑战〔1〕高含水问题：高含水已成为影响水平井正常生产的重要因素之一。在已完钻水平井中，含水90%以上的占28%左右，局部采油厂更严重。2007年底，统计胜利油田11个采油厂628口水平井，停产102口，其中因高含水停产58口。高含水已经严重制约水平井高效生产，急需攻关水平井找堵水配套技术。三、面临问题与挑战〔1〕高含水问题：高含水已成为影响水平井正常生产的重要因素之一。在已完钻水平井中，因水淹停产的58口，含水90%以上的占28%左右，局部采油厂更严重。开井率83.8%62810256.9%9.8%16.7%56.9%3.9%采油厂水平井停产原因分析采油厂水平井开井状况因高含水关井占56.9%单位水平井井数（口）开井数（口）含水≥90%井数（口）所占开井数比例（%）孤岛75682841.2桩西46463678.3孤东53482858.3胜采1513323.1小计1891759554.3高含水已经严重制约水平井高效生产，急需攻关水平井找堵水配套技术。三、面临问题与挑战〔2〕水平井完井：已实施的筛管完井中，大局部没有进行有效分段，一旦水淹，后期措施难度大。热采水平井无法实施预应力固井，套管受热应力影响易损坏。水平井固井质量难以保证。高级别分支井技术尚不成熟。三、面临问题与挑战〔3〕水平井分段压裂技术：套管限流压裂技术需进一步完善，配套实施裂缝检测等。封隔器分段压裂平安可靠性尚需提高。需扩大先导试验规模。〔4〕水平井注水、修井等技术：水平井注水、注聚合物、注氮气等配套技术需研究试验。现有的井筒状况检测技术不能满足水平井的需要。需进一步研究攻关水平井套损修复等修井技术。胜利油田水平井开发技术现状一胜利油田水平井完井采油技术进展二目录胜利油田水平井完井采油技术下步工作安排四面临问题与挑战三四、下步工作安排1、继续深化水平井完井方式、防砂方式优化研究机械防砂效果评价模拟试验不同防砂方式、防砂参数、流体粘度、采液强度、施工参数模拟试验，优选不同防砂工艺。①深化完井方式技术适应性及经济评价研究继续深化完井方式与油藏的适应性研究完井方式与钻采工艺的适应性研究经济评价分析②防砂工艺技术适应性评价及优选：四、下步工作安排2、开展水平井分段筛管完井技术研究①开展水泥膨胀ECP＋滤砂管防砂技术研究实现水平井可靠分段，满足后期生产