如何利用钻井技术提高低渗油藏开发效率.ppt

利用钻井技术提高低渗油藏开发效率 汇报人 唐志军二 八年三月 汇报内容 一 前言二 低渗油藏复杂结构井钻井技术三 低渗油藏欠平衡钻井技术四 低渗油藏油气层保护技术五 低渗油藏完井技术六 低渗油藏开发钻井技术方案七 认识与建议 低压 低渗油藏的开发主要存在的问题 低渗透油藏的产层极易受到严重的伤害 这种伤害贯穿于钻井 完井 增产改造 采气采油的整个过程中 经济效益问题 高投入和低产出的矛盾严重地限制了低渗透油气资源的合理开发利用 就目前的认识程度和技术状况而言 要想有效地进行低渗透油气资源的工业性开发 必须在油藏开采的各个技术环节如勘探 钻井 完井 增产改造 驱替开发 井网规划等方面进行一系列的技术突破 一 前言 从钻井工程方面来讲 国内外大量的低效油气资源勘探开发实践证明 采用常规的钻井技术和开发方式进行低效资源的开发 效益将会很差甚至没有效益 而若采用非常规的较成熟 适用于低效油田特点的新工艺 新技术 如水平井 丛式井 欠平衡钻井及鱼骨状水平井等技术 则可以实现最大程度地保护储层 降低钻井综合成本 提高开发综合经济效益 一 前言 汇报内容 一 前言二 低渗油藏复杂结构井钻井技术三 低渗油藏欠平衡钻井技术四 低渗油藏油气层保护技术五 低渗油藏完井技术六 低渗油藏开发钻井技术方案七 认识与建议 二 低渗油藏复杂结构井技术 1 定向井技术 定向井 尤其是大斜度定向井 井斜大于60 在低渗透油藏中特别适用于在一定深度范围内存在多套薄 超薄 低渗透产层的情况 二 低渗油藏复杂结构井技术 胜利油田大斜度定向井技术应用实例 纯梁油田的纯62断块具有这一典型特征 在垂深80m的范围内分布有近30层超薄低渗油层 平面分布稳定 纵向上储层层数多 单层油藏厚度最大不足2m 最薄不足0 15m在该地区的纯70 平1井钻井过程中应用了欠平衡大斜度井 井斜角80 技术一次开发多层超薄油层 取得了成功 该井采用裸眼完井 投产后日产原油24t 是该区块邻井产量3倍 增产效果非常明显 对该区地层复杂性有了进一步认识后 根据小拐油田低压 低渗 裂缝性油藏的特点 采用定向井钻井技术 欠平衡钻井技术 小井眼欠平衡定向井钻井技术实施开发效益评价 取得了可喜的效果 共钻定向井9口 侧钻井11口 其中12口实施了欠平衡钻井技术 截止2003年3月 该区探井和生产井总数为164口 其中探井7口 定向井9口 侧钻井11口 正常生产的井仅为11口 日生产水平49t d 区块累计产油60万吨 二 低渗油藏复杂结构井技术 克拉玛依小拐油田 直井与定向井单井累计产量分类统计 从所钻井单井累计产量数据上分析 定向井的单井见产率以及单井累计产量远远高于常规直井 其中 定向井完井建产过程中仅有两口井落空 但从井史资料上反映出 这些井采取欠平衡方式在钻进过程中均有良好的油气显示 并在钻井过程中有大量的油气返出 但由于当时要求钻完设计进尺 导致钻入水层 造成地层底部大量出水而导致油井不出油 二 低渗油藏复杂结构井技术 克拉玛依小拐油田 截止2001年8月小拐油田167口井 包括10口侧钻井的原直井眼 的产能统计数据 显著反映出 定向井在改善生产模式 提高产能方面的作用 小拐油田各井型井数与相应产量对比图 二 低渗油藏复杂结构井技术 克拉玛依小拐油田 二 低渗油藏复杂结构井技术 2 水平井钻井技术 水平井改变了井筒与油藏的接触方式 从而改变了井附近流动状态 减小了流动阻力 水平井可以连通垂直裂缝 增大油井渗透率 提高低渗透油藏产油量和采油速度 水平井单井控制泄油面积大 单井产量高 可以减少钻井量 实现少井高产 吐哈油田各区块以直井注水开发为主 在红台 鄯勒等区块进行压裂投产 在油田开发过程中 根据各区块的油藏特点 也引入了水平井 侧钻井 欠平衡钻井等钻井工艺进行开发 二 低渗油藏复杂结构井技术 底水油藏开发主力区块井网层系调整稠油油藏开发特低渗裂缝性油藏开发油气产能评价特低渗层状油藏开发低丰度难动用储量开发 吐哈油田自1996年起 相继在红南 吐玉克 神泉等地区实施了水平井钻井技术 并取得了良好的效果 水平井技术 二 低渗油藏复杂结构井技术 水平井技术 共计48口 吐哈油田水平井应用规模 二 低渗油藏复杂结构井技术 吐哈水平井应用总体效果 水平井应用累计新增产量28 64万吨 水平井技术 二 低渗油藏复杂结构井技术 3 鱼骨状水平井技术 二 低渗油藏复杂结构井技术 技术优点 二 低渗油藏复杂结构井技术 埕北26B 支平1鱼骨状分支水平井实钻基本情况表 二 低渗油藏复杂结构井技术 埕北26B 支平1井开发效果 埕北26B 支平1鱼骨状水平井采用防砂筛管先期防砂完井工艺技术 与常规完井相比可进一步减少对油层的污染 增大渗流面积 提高油井产能 该井采用下电泵完井机采工艺 油井初期生产适当控制生产参数 采取电泵变频控制稳定生产 采用5mm油嘴生产 油压6MPa 生产稳定 日产油达100t 为周围油井的3 3倍 目前产量维持在99 5t左右 效果十分理想 达到了预期目标 截止至2008 01 02已累计产油35100t 长庆油田 二 低渗油藏复杂结构井技术 挑战低渗透储层 一直是长庆不懈努力的方向 经过近40年的探索与实践 长庆对0 5毫达西的低渗透油气田已实现规模性开发 如今正在瞄准0 3毫达西的低渗透油气田 以不断突破边际油田的经济有效开发瓶颈而努力 特色低渗透油气田增产技术 为油田快速发展和油气产量连续大幅度攀升提供术支撑 2007年年底油气当量已经达到了2000万吨 长庆油田 二 低渗油藏复杂结构井技术 长庆油田各区块以直井开发 以进行压裂投产为主 在油田开发过程中 根据各区块的油藏特点 也引入了水平井 鱼骨状水平分支井 欠平衡钻井等钻井新工艺进行开发 杏平1水平多分支井于2006年5月1日开钻 8月10日完钻 一开井眼直径444 5mm 二开井眼直径311 1mm 直径244 5mm技术套管下至窗口 三开水平及分支井眼215 9mm 每完成一支井眼施工注原油裸眼完井 长庆油田 二 低渗油藏复杂结构井技术 完成钻井进尺5068米 主水平井眼长1203米 水平位移1574米 比垂深多214米 是垂直井深的1 16倍 完成与主水平井眼成30 40度水平夹角 长度300 422米的7个分支井眼 实钻分支井眼轨迹水平投影如图2 水平井眼总进尺3503米 平均油层钻遇率达到87 7 长庆油田 二 低渗油藏复杂结构井技术 长庆油田长北1 1两个分支井完钻 水平段总长度 米 气举后仅以储层自然压力反排试气获无阻流量230多万立方米的产量 是长庆气田有史以来的最高试气产量 汇报内容 一 前言二 低渗油藏复杂结构井钻井技术三 低渗油藏欠平衡钻井技术四 低渗油藏油气层保护技术五 低渗油藏完井技术六 低渗油藏开发钻井技术方案七 认识与建议 三 欠平衡钻井技术 20世纪90年代 在开发边际油藏 衰竭油藏以及低压和多裂缝油藏时 发现常规钻井对这些油藏所造成的伤害非常严重 影响了油气井产能 保护油藏的欠平衡钻井技术再次得到重视 小拐油田应用欠平衡钻井技术所钻井的产能对比表 通过采用定向井钻遇高角度裂缝的几率 同时配合欠平衡钻井技术保护油气层 产能提高显著 实施定向井 欠平衡等钻井工艺的井累计产量为20 104t 占小拐油田总产量的33 7 欠平衡钻井工艺与定向井结合的井的产量占定向井全部产能的56 5 这充分说明针对裂缝性油藏 钻井新技术 新工艺在该区的应用是成功的 达到了提高单井采收率的目的 取得了显著的经济效益 为今后裂缝性低渗透油藏的开采提供了成功的钻井方式选择经验 三 欠平衡钻井技术 克拉玛依小拐油田应用实例 吐哈油田欠平衡钻井从94年的恰102井开始 2005年在红台2 15井进行纯氮气钻井 该井为国内首次进行的全过程欠平衡纯氮气钻井 取得非常显著的效果 获得了高产油气流 油50t d 气60000 80000m3 d 打破了红台油田日产油不过5m3 日产气不过30000m3的沉闷局面 展现全过程欠平衡钻井在提高产能和发现及准确评价油气层的良好前景 此后 欠平衡钻井作为一种新的开发手段在油田开发中获得推广应用 三 欠平衡钻井技术 吐哈油田应用实例 吐哈油田大部分区块属低压低渗低孔油藏 储层孔隙度在2 7 20 6 之间 渗透率在0 17 14 23毫达西之间 压力系数在0 69 1 08之间 2007年完成欠平衡 气体钻井19口 其中吐哈油田完成16口 欠平衡井平均油气产量提高2 8倍 机械钻速提高1 36 7 83倍 裂缝性储层井漏得到有效解决 欠平衡井钻井技术 三 欠平衡钻井技术 吐哈油田应用实例 牛圈湖浅气层氮气钻井与常规钻井产量对比 三 欠平衡钻井技术 吐哈油田应用实例 针对三塘湖地区强水敏性的浅气层储层遇水无产能的问题 开展浅气层氮气钻井技术研究 完成牛气1井浅气层氮气钻井现场试验 投产后 气产量比邻井大幅度提高 三 欠平衡钻井技术 长庆油田应用情况 长庆油田欠平衡钻井技术自1985年开始 至今完成了泡沫欠平衡钻井3口 天然气欠平衡钻井4口 空气欠平衡钻井8口 通过直井 泡沫钻井试验 在超低渗油藏增产效果不明显 通过直井 天然气钻井试验 在超低渗气藏增产效果不明显 通过直井 空气钻井试验 以降低钻井成本 因地层出水和井斜效果不理想 下一步想开展水平井 欠平衡试验 欠平衡 水平井 导向钻井 用来提高勘探的成功率 欠平衡 水平井 多分支井 超长水平井 用来提高开发效率 欠平衡 超长水平井 多分支水平井 用于特低渗 强水敏油气田增产改造 部分代替水力压裂 三 欠平衡钻井技术 近年来 国外把欠平衡与其它钻井技术结合起来开发新老油田的势头日益增加 实例1GardenPlains油田Glauconitic地层 地层为下白垩系砂岩 实例1GardenPlains油田Glauconitic地层 初期产量平均提高118 10年可多采43 经济分析结果 实例2Kaybob油田GethingX储层 地层为高度不均质河流沉积 岩相砾状 粗到细 实例2Kaybob油田GethingX储层 初期产量平均提高254 10年可多采121 经济分析结果 水平井产层裸露面积大 地层伤害的可能性高 伤害程度也严重 合理地运用欠平衡钻井技术 可以克服这一问题 水平井技术 欠平衡技术最有效的油田开发技术 三 欠平衡钻井技术 汇报内容 一 前言二 低渗油藏复杂结构井钻井技术三 低渗油藏欠平衡钻井技术四 低渗油藏油气层保护技术五 低渗油藏完井技术六 低渗油藏开发钻井技术方案七 认识与建议 四 油气层保护技术 聚合醇钻井完井液技术甲基葡萄糖甙钻井完井液技术非渗透钻井完井液技术可循环充气泡沫钻井液技术强抑制性水基钻井液完井液无固相钻井完井液 目前 国内外常用的低渗透油藏钻井液完井液技术主要有以下几种 吐哈油田目前主要应用成熟的聚合物 聚磺钻井液体系 同时较大规模推广应用了可循环微泡沫钻井液体系 聚醚多元醇钻井液 MEG钻井液体系 乳化原油聚磺钻井液体系 无固相甲酸盐钻井液体系 试验应用的新型钻井液技术包括 超低渗透钻井液 成膜钻井液 快速钻进钻井液 四 油气层保护技术 钻井液体系特点 密度低 0 70 1 05g cm3 泡沫稳定性好 抗盐抗温性好 可实现近 欠平衡钻井 具有防漏堵漏作用 适合于低压低渗易漏储层钻进 有利于发现和保护油气层 固相含量低 可提高机械钻速 抑制性好 防塌能力强 泡沫流体的粘切高 滤失量小 携带洗井能力强 可减少流体对井壁的冲蚀作用 井眼规则 与充气泡沫和空气钻井相比 不需要专门的设备 可循环使用 投资小 成本低 现场施工方便 可循环微泡沫钻井液 四 油气层保护技术 可循环微泡沫钻井液在吐哈的应用始于2003年 截至目前 已在吐哈的雁木西 鄯善 温南 三塘湖区块及玉门等油田的近百口余井上进行了成功应用 应用井在提高机械钻速 稳定井壁及储层保护方面均取得了较好的效果 雁木西区块使用常规钻井液井的平均产液量为18 50m3 d 使用微泡沫钻井液的井平均产液量为27 09m3 d 平均提高了46 机械钻速平均提高了13 6 温南区块应用井平均初期产液量16 7m3 d 较邻井平均初期产液量3 56m3 d提高了3 69倍 鄯善区块应用井初期产液量22 41m3 d 较邻井初期产液量18m3 d提高了24 5 可循环微泡沫钻井液 四 油气层保护技术 无荧光钻井液与乳化原油聚磺钻井液在水平井中应用效果对比 因该体系钻井液没有荧光 应用井地质卡层准确率达100 而非应用井地质卡层准确率为71 4 提高了40 0 无荧光水平井钻井液性能良好 与应用其它钻井液体系的水平井相比 应用井无阻 卡现象 在未混原油的情况下其润滑系数比乳化原油聚磺 15 20 钻井液降低了34 6 MEG钻井液体系现场应用效果 四 油气层保护技术 油层保护效果好 在投产方式完全相同的情况下 应用井初期平均产油量均比邻井有较大幅度的提高 初期产油量对比 MEG钻井液体系现场应用效果 四 油气层保护技术 葡5区块已钻井钻井指标对比表 四 油气层保护技术 吐哈油田 聚醚多元醇钻井液应用效果 钻井周期缩短 钻井成本降低 时间 d 应用后5口井平均钻井周期缩短了8 47天 缩短32 99 建井周期缩短了6 33天 缩短22 35 17 2 25 67 22 28 33 四 油气层保护技术 葡5区块已钻井平均初期产量对比 采用聚醚多元醇的井平均初产36 06t 由于葡5 6为该区边缘井 地层能量低 所以进行比较时该井除外 比其它井平均初产 为29 61t 增加17 89 平均日产油量 吨 天 油层保护效果明显 油井初产油量高 四 油气层保护技术 无固相甲酸盐钻井液技术 无固相甲酸盐钻井液技术 四 油气层保护技术 2007年无固相甲酸盐钻井液在牛东区块16口井进行现场应用 现场应用表明 该体系油层保护效果良好 有效预防了井漏的发生 2007年吐哈油田储层保护技术总体实施情况 储层保护技术推广率100 四 油气层保护技术 吐哈油田保护油气层的主要作法有 从钻井设计入手 每口井储保方案 重点贯彻 收集储层物性 建立数据库 为方案 奠定基础 对储层进行损害评价 做到心中有数 制定 质量指标 检验 抽查 防止 不良后果 打开油层 验收 井浆性能不合格不准打开油层 制定 建井 控制指标 检查考核依据 强化实施 四 油气层保护技术 汇报内容 一 前言二 低渗油藏复杂结构井钻井技术三 低渗油藏欠平衡钻井技术四 低渗油藏油气层保护技术五 低渗油藏完井技术六 低渗油藏开发钻井技术方案七 认识与建议 目前国内各油田主要完井方式为 直井 射孔完井 部分裸眼水平井和欠平衡井 筛管完井 部分射孔完井水平井应用无固相洗井完井液技术 五 完井技术 这些问题的存在一定程度上影响了水平井的开发 不能正常的发挥水平井泻油面积大的优势 常规水平井完井过程中出现的问题 虚泥饼堵塞筛管的部分孔眼岩屑床影响油井产能滞留在筛管中的钻井液不易返排残留钻井液对井下管柱产生腐蚀 无固相洗井完井液技术 五 完井技术 1 无固相 滤失量小 对储层污染小 2 抑制防塌能力强 对井身质量影响小 3 悬浮携带能力强 腐蚀性小 水平井无固相完井液特点 无固相洗井完井液技术 五 完井技术 1 通过原钻井液对水平段的岩屑虚泥饼和岩屑床进行初步清扫 2 替入洗井液对岩屑床进行再次清扫 3 替入性能优良的无固相液体 留在水平段 水平井无固相完井液作用 无固相洗井完井液技术 五 完井技术 施工后能够减少钻井液对油层浸泡时间 施工井采出物中无钻井液 滤饼 钻屑等固相 达到了预期的施工效果 应用井温平5 84井自喷求产 产量为80方 天 神平275气举求产 产量为81 6方 天 达到了油层保护的目的 无固相洗井完井液技术 五 完井技术 汇报内容 一 前言二 低渗油藏复杂结构井钻井技术三 低渗油藏欠平衡钻井技术四 低渗油藏油气层保护技术五 低渗油藏完井技术六 低渗油藏开发钻井技术方案七 认识与建议 六 低渗油藏开发钻井技术方案及建议 方案一 复杂结构井方案二 复杂结构井 油层保护技术方案三 复杂结构井 欠平衡钻井 综合考虑国内外各油田开发低渗油气藏的经验 结合胜利油田低渗透油藏的实际情况 推荐出三套适合于胜利油田低渗透油藏开发技术方案 六 低渗油藏开发钻井技术方案 方案一 复杂结构井 钻井方式 大斜度定向井水平井钻井完井液 屏蔽暂堵技术完井方式 下套管固井射孔完井 六 低渗油藏开发钻井技术方案 方案二 复杂结构井 油层保护技术 钻井方式 大斜度定向井水平井鱼骨状水平井钻井完井液 无固相钻井完井液等完井方式 裸眼完井 筛管完井 目前已具备长裸眼水平井段分段压裂工艺 六 低渗油藏开发钻井技术方案 方案三 复杂结构井 欠平衡钻井技术 钻井方式 大斜度定向井水平井分支井 鱼骨状水平井钻井完井液 无固相钻井完井液体系完井方式 裸眼完井 筛管完井 六 低渗油藏开发钻井技术方案 针对某个区块某口井应该采用哪套钻井方案 建议开展油藏的适应性研究 评价出合理的钻井方案类型 以综合提高整体开发效果 汇报内容 一 前言二 低渗油藏复杂结构井钻井技术三 低渗油藏欠平衡钻井技术四 低渗油藏油气层保护技术五 低渗油藏完井技术六 低渗油藏开发钻井技术方案七 认识与建议 1 重视 特 低渗油气藏渗流机理在渗流机理研究方面 重点研究天然裂缝 人工裂缝和基岩系统组合模型的驱替特征 驱替规律和驱替效率 为数值模拟研究 井位优选 合理评价低渗气油藏开发效果奠定基础 2 加强油气层保护研究低渗透油气藏一般具有泥质胶结物含量高 含水饱和度高 毛细管压力高 水敏性高以及孔喉细小 渗透性差 结构复杂 非均质严重 常伴有天然裂缝等特点 储层伤害可能发生在钻井 固井 完井等各个环节 而且一旦受到损害 恢复起来比渗透率高的油气层更加困难 一个环节中可能会发生多种类型伤害 同一种伤害也可能在不同的环节中表现出不同的伤害程度 因此 储层保护研究应针对具体储层和具体的作业过程 使用合适的钻井液和相应的完井液 六 认识与建议 3 低渗透油气藏完井技术研究完井工程的质量好坏将直接关系到油气井的寿命以及后续作业能否顺利进行 直接影响到低渗透油气藏的产能 必须充分考虑油藏类型 驱动方式 流体性质 底 边水条件 非均质性等地质构造因素同时 还要考虑到储层的岩性 油气层的厚度 层间差异性 钻井目的 油层污染等综合因素 选择出与油气藏相匹配的完井方式 DSS分支井完