钻井工程井身结构优化技术.ppt

二八年十一月,钻井工程 井身结构优化技术,中国石油,一 概述 二 技术成果 三 技术创新点 四 技术应用 五 效益分析与评价 六 结论,汇报提纲,中国石油,为实现加快钻井速度、缩短钻井周期，减少钢材、水泥用量，减少钻机油料、泥浆材料消耗，减少岩屑、废液排放，实现节能减排。我们进行了钻井工程井身结构优化技术的研究。井身结构优化的实质是将先进适用技术发挥到极致。,概 述,中国石油,井身结构优化是集团公司工程技术领域2008年实现节能、减排、降耗目标，体现科学发展观，闯出一条又好又快发展途径的重要工作之一。 集团公司廖永远副总经理分别于2007年12月15日和19日在集团公司学习研讨会和井身结构及套管优化专题讨论会上作了重要指示。,概 述,中国石油,勘探与生产公司、工程技术分公司、集团公司钻井工程技术研究院于2008年1月组织召开了井身结构优化工作部署会。,概 述,中国石油,概 述,优化目标,1）平均每万米进尺钢材用量减少7% 2）平均每万米进尺水泥用量减少7% 3）平均每万米进尺岩屑体积减少7% 4）套管国产化率提高10%,为实现优化目标，完成集团公司下达的任务，必须进行井身结构优化技术的研究。,中国石油,概 述,辽河油田公司井身结构优化领导小组 组 长：刘喜林 副组长：薄 珉 尹万泉 张占文 朱玉瑰 成 员：曹传文 陈 勋 齐海鹰 于天忠 罗海炳 檀德库 孙厚利 张洪林,中国石油,概 述,辽河油田公司井身结构优化实施小组 组 长：薄 珉 成 员：曹传文 刘大为 张洪林 李明葵 董明利 王永君 朱业耘 宋学义 各采油厂（公司）、勘探（开发） 项目部分管钻井工程工作的领导,中国石油,工作思路,概 述,地层孔隙、坍塌和破裂压力预测,在潜山和低渗透油藏钻井工程中大力推广使用多分支井、鱼骨型水平井等辽河油田特色钻井工艺技术,优化稠油水平井的井身结构,进一步优化表层套管的设计参数,综合考虑当前 钻井设备现状、 钻井工艺技术 水平及施工能力,分段优化设计套管钢级和壁厚，减少套管柱总重量；超前组织套管采购，保障专用套管的供应；提高下套管的设计符合率,在保证钻井安全的前提下 减少套管层次,中国石油,一 概述 二 技术成果 三 技术创新点 四 技术应用 五 效益分析与评价 六 结论,汇报提纲,中国石油,1）井身结构设计系数的确定 2）改进的井身结构设计方法 3）针对不同类型油藏的井身结构优化 4）特殊工艺井的完井方式,技术成果,中国石油,1）井身结构设计系数的确定,技术成果,井身结构设计系数包括: 抽吸压力系数sb、激动压力系数sg、地层破裂压力安全系数sf、井涌条件sk、压差允值（pn和pa）,根据辽河油田多年研究和钻井实践，得出： sb和sg取值为0.0150.04g/cm3 sf=0.03g/cm3 sk=0.050.1g/cm3 压差允值(pn 和pa ) 分别为12mpa、15mpa,表层套管下深：fd =ph2 + sb + sf +（h2/h1）sk,中国石油,2）改进的井身结构设计方法,技术成果,传统设计方法是采取由下而上的设计方法：从目的层生产套管开始自下而上逐层确定每层套管的下入深度和尺寸。,改进的设计方法采用自上而下的设计方法：该方法除考虑裸眼井段必须满足的压力平衡约束条件外，还考虑了井眼坍塌压力的影响以及必封点问题。在已确定了表层套管下深的基础上，根据裸眼井段需满足的约束条件，从表层套管鞋处开始向下逐层设计每一层技术套管的下入深度，直至目的层的生产套管。,两种设计方法联合应用，可以给出套管的合理下深区间。,中国石油,3）针对不同类型油藏的井身结构优化,技术成果,疏松地层稠油油藏 稀油油藏 潜山油藏 高凝油油藏 高危地区,中国石油,4）特殊工艺井的完井方式,技术成果,“尾管+筛管”上固下不固方式完井。 激光割缝的缝宽、割缝密度系列化，适应了不同防砂粒径的需要，改善了稠油热采油藏的吸汽剖面。 试验应用了绕丝筛管、弹性筛管。 水平井套管完井。,中国石油,一 概述 二 技术成果 三 技术创新点 四 技术应用 五 效益分析与评价 六 结论,汇报提纲,中国石油,研制出常开式注水泥关闭装置，使部分稠油水平井免下技术套管，节约了套管用量； 分支井的分支数最多达20个，为目前国内最多分支井眼的鱼骨型分支水平井。降低了每米进尺套管用量； 非常规尺寸钻头系列的应用，减少了单井岩屑排放体积； 地层三个压力剖面的预测使用drillwork软件，增加了地层压力预测的精度； 应用国产erw套管，降低了钻井成本，支持了民族工业的发展。,技术创新点,中国石油,研制出常开式注水泥关闭装置，使部分稠油水平井免下技术套管。从而节约了套管用量，缩小了钻头尺寸，减少了岩屑排放，提高了机械钻速。,技术创新点,前,后,中国石油,分支井的分支数最多达20个，为目前国内最多分支井眼的鱼骨型分支水平井。增加了单井进尺，,技术创新点,降低了每米进尺套管用量；减少了征地工作量。,中国石油,非常规尺寸钻头系列的应用，减少了单井岩屑排放体积，提高了机械钻速，缩短了钻井周期。,技术创新点,后：16或153/4钻头与133/8套管配合使用,前：171/2钻头与133/8套管配合使用,后：135/8钻头与103/4套管配合使用,前：151/2钻头与103/4套管配合使用,中国石油,地层三个压力剖面的预测使用drillwork软件，增加了地层压力预测的精度，为井身结构优化奠定了坚实基础。,技术创新点,中国石油,应用国产erw套管，降低了钻井成本，支持了民族工业的发展。,技术创新点,钻井工艺技术水平的提高 压力剖面预测精度的提高 井身结构设计系数的确定,设计不再过于保守,国产erw套管发挥作用 表层套管普遍应用,中国石油,这些创新技术使井身结构优化的目标得以实现，极大推动了集团公司井身结构优化工作的进展，对辽河油田公司的降本增效起着至关重要的作用。,技术创新点,中国石油,一 概述 二 技术成果 三 技术创新点 四 技术应用 五 效益分析与评价 六 结论,汇报提纲,中国石油,技术应用统计表,技术应用,中国石油,技术应用,中国石油,技术应用,中国石油,技术应用,套管节约2614.25吨;岩屑减少2319.49方;水泥节约2596.84吨;投资节约3365.31万元,中国石油,技术应用,典型应用之一,由于稀油区块曙4区的地质条件比较复杂，要求下技术套管封隔馆陶组底界。在井身结构优化技术应用之前，表层套管要下至200300m；应用了井身结构优化技术之后，将表层套管由200300m变更为50m的导管，不仅减少了表层套管的用量，也减少了表层井段的钻进时间，同时减少了岩屑的排放量。节约钻井投资1213万元/口。,中国石油,技术应用,典型应用之一,套管节约11.68吨 岩屑减少11.54方 水泥节约21.97吨 投资节约12.63万元,套管节约12.03吨 岩屑减少11.72方 水泥节约22.27吨 投资节约12.99万元,曙4-hk106,曙4-h108新,中国石油,技术应用,研发应用了常开式注水泥关闭装置，部分稠油水平井油层管柱采用套管+筛管、上固下不固完井。节约244.5mm技术套管、缩小井眼尺寸。 应用的井包括:锦612-兴h11、锦612-兴h8、锦8-于h1、洼60-2802等18口井。每口井节约钻井成本75120万元不等。,177.8mm套管+筛管上固下不固 （或177.8mm套管固井）,二开完井的稠油井，一般采用273.05mm表套取代339.7mm表套。每口井节约钻井费用6-8万元 着陆前不下技术套管，有利于调整轨迹，提高着陆准确度。,典型应用之二,中国石油,技术应用,在保证安全的前提下，根据油藏特性及地质特点，将部分水平井的表层套管下深适度减少，每口井降低钻井成本3-7万元。,部分浅层稠油区块水平井适度减少表层套管下深统计表,典型应用之三,中国石油,技术应用,部分浅层稠油区块水平井适度减少表层套管下深统计表（续）,典型应用之三,中国石油,技术应用,多级分支水平井和鱼骨型水平井钻完井技术应用得越来越广泛，而且鱼骨型水平井钻完井技术已经不断完善配套。,兴古潜山油藏鱼骨型分支水平井井身结构示意图,典型应用之四,中国石油,技术应用,静52-h1z井身结构示意图,套管节约211.78吨 岩屑减少126.76方 水泥节约196.98吨 投资节约214.98万元 另外，增加单井钻井进尺，节约征地费用。,典型应用之四,中国石油,技术应用,边台多级多分支水平井边台-h2z井井身结构示意图,套管节约72.98吨 岩屑减少43.74方 水泥节约67.09吨 投资节约74.03万元,典型应用之四,中国石油,技术应用,松散砂岩稠油油藏采用鱼骨型水平井统计表,典型应用之四,中国石油,技术应用,潜山和低渗透油藏采用鱼骨型水平井统计表,典型应用之四,中国石油,技术应用,桃30井,典型应用之五,套管节约62.16吨 岩屑减少56.57方 水泥节约95.38吨 投资节约100.72万元,前,后,中国石油,一 概述 二 技术成果 三 技术创新点 四 技术应用 五 效益分析与评价 六 结论,汇报提纲,中国石油,效益分析与评价,套管节约2614.25吨 岩屑减少2319.49方 水泥节约2596.84吨 投资节约3365.31万元,直接经济效益,中国石油,效益分析与评价,减少下套管工作量 减少固井工作量 减少岩屑处理工作量 减少征地面积,间接经济效益,社会效益：岩屑减少利于环保,中国石