水平井完井及找堵水技术

水平井完井及 找堵水技术 一 水平井基础知识二 水平井完井技术三 油田水平井完井工艺现状四 油田水平井找堵水技术 水平井是指井眼轨迹达到水平 900左右 以后 再继续延伸一定长度的井 延伸的长度一般大于油层厚度的六倍 有时为了某种特殊的需要 井斜角可以超过90 向上翘 一 水平井基础知识 全世界的水平井井数为5万多口 主要分布在美国 加拿大 俄罗斯等69个国家 其中美国和加拿大占88 4 截止2011年12月 中石化累计完成水平井3488口 其中2011年当年就增加713口 水平井目前的发展是突飞猛进 一 水平井基础知识 最大限度裸露油气层 增加泄油面积 提高油气井产量和采收率 减少水锥和气锥的影响 可减少占地和其它工程费用 大幅降低油田综合成本 实施水平井的目的 一 水平井基础知识 边底水油藏 水平井可以控制边水突进和底水锥进 气顶油藏 水平井可以控制气窜 天然裂缝油藏 水平井可以横穿多条裂缝 获得更高的产能和采收率 适合水平井开采的油藏 一 水平井基础知识 低渗透油藏 水平井可以显著提高单井产能 提高经济效益 常规稠油油藏 水平井可以获得较高产液量 从而保持井筒及井口油流温度 砂体单一 延伸长 连通性好的砂岩油藏 利用水平井开发可以实现少井高产及高采收率 一 水平井基础知识 适合水平井开采的油藏 一 水平井基础知识二 水平井完井技术三 油田水平井完井工艺现状四 油田水平井找堵水技术 二 水平井完井技术 完井 采油 钻井 完井是衔接钻井和采油而又相对独立的工程 包括从钻开油气层开始 到下生产套管 注水泥固井 射孔 下生产管柱 排液 直至投产的系统工程 目前 水平井的完井方法多达近30种 主要是针对防砂 控水和储层改造等方面发展的 常用的完井方式有 水平井裸眼完井水平井筛管完井水平井射孔完井水平井砾石充填完井 每种完井方法都有各自的优缺点 都有各自的适应条件 选择合适的完井方法 可以延长油井的开采寿命 提高开发的经济效益 二 水平井完井技术 优点 油层无固井水泥浆的污染 储层保护好 井眼泄油面积大 完井成本最低 缺点 不能实行分段开采 不能进行压裂等储层改造措施 有井眼坍塌 出砂的风险 1 水平井裸眼完井 在油气层段不下套管 不注入水泥 使井眼裸露的完井方法 裸眼完井 二 水平井完井技术 岩性坚硬致密 井壁稳定不坍塌的碳酸盐岩或砂岩储层 无气顶 无底水 无含水夹层及易塌夹层的储层 单一厚储层 或压力 岩性基本一致的多储层 不准备实施分隔层段 选择性处理的储层 对砂岩地层 还要求地层不出砂 适用地质条件 1 水平井裸眼完井 二 水平井完井技术 2 水平井筛管完井 预先在地面将套管制做成筛管 然后下入油层井段的一种完井方式 可分为悬挂筛管完井 顶部注水泥筛管完井和带ESP的筛管完井 二 水平井完井技术 2 水平井筛管完井 悬挂筛管完井 优点 上部的固井水泥浆对油层无污染 钻油层段时 可以换油层专打泥浆 利于保护油层 当筛管发生损坏失效时也可以起出更换 缺点 井眼的直径相对小一些 泄油面积小一些 小井眼不利于后期的作业施工 悬挂筛管完井 钻头钻至油层顶界 下技术套管注水泥固井 而后再从技术套管中下入直径较小的钻头 钻开油层至设计井深 悬挂筛管完井 二 水平井完井技术 2 水平井筛管完井 顶部注水泥筛管完井 用同一尺寸钻头钻穿油层后 套管柱下端连接筛管下入油层部位 通过管外封隔器和分级箍固井封隔油层顶界以上的环形空间 优点 井眼直径较大 泄油面积更大 也利于后期的采油作业 缺点 钻油层时不方便更换油层专打泥浆 当筛管损坏后 无法修理或更换 顶部注水泥筛管完井 二 水平井完井技术 2 水平井筛管完井 带ECP的筛管完井 优点 可以对油井进行分段开采 有利于水平井的控水 缺点 现场施工工艺复杂 成本高 二 水平井完井技术 一 基础知识 2 水平井筛管完井 适用地质条件 无气顶 无底水 无含水夹层及易塌夹层的储层 单一厚储层 或压力 岩性基本一致的多储层 不准备实施分隔层段 选择性处理的储层 岩性较为疏松的中 粗砂粒储层 二 水平井完井技术 一 基础知识 3 水平井射孔完井 钻穿油层至设计井深 然后下套管至油层底部 注水泥固井 最后射孔 优点 可选择性地射开不同压力 不同物性的油层 以避免层间于扰 可避开夹层水 底水和气顶 可分层采油 注水 可选择性的分层压裂或酸化 缺点 泄油面积小 完善程度较差 固井水泥浆可能损害油气层 完井成本高 二 水平井完井技术 一 基础知识 3 水平井射孔完井 有气顶 或有底水 或有含水夹层 易塌夹层等复杂地质条件 因而要求实施分隔层段的储层 各分层之间存在压力 岩性等差异 因而要求实施分层测试 分层采油 分层注水 分层处理的储层 要求实施大规模水力压裂作业的低渗透储层 砂岩储层 碳酸盐岩裂缝性储层 适用地质条件 二 水平井完井技术 一 基础知识 4 水平井砾石充填完井 先将绕丝筛管下入井内油层部位 然后用充填液将砾石泵送至筛管与井眼的环形空间内 构成一个砾石充填层 以阻挡油层砂流入井筒 达到保护井壁 防砂入井的目的 优点 可消除注水泥和射孔作业对油层的损害 防砂效果好 缺点 完井工艺复杂 成本高 二 水平井完井技术 一 基础知识 4 水平井砾石充填完井 裸眼砾石完井适用地质条件 无气顶 无底水 无含水夹层的储层 单一厚储层 或压力 物性基本一致的多储层 不准备实施分隔层段 选择性处理的储层 岩性疏松出砂严重的中 粗 细砂粒储层 二 水平井完井技术 一 基础知识 5 水平井完井方法的选择 储层和井筒之间应保持最佳的连通条件 储层所受的损害最小 储层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积 油 气入井的阻力最小 能有效封隔油气水层 防止气窜或水窜 防止层间的相互干扰 能有效控制油层出砂 防止井壁垮塌 确保油井长期生产 1 完井方法选择的基本原则 二 水平井完井技术 一 基础知识 5 水平井完井方法的选择 1 完井方法选择的基本原则 能进行分层压裂 酸化等分层处理措施 便于后期的采油和作业 稠油油藏则能满足热采 蒸汽吞吐和蒸汽驱 的要求 油田开发后期具备侧钻定向井及水平井的条件 施工工艺尽可能简便 成本尽可能低 二 水平井完井技术 一 基础知识 5 水平井完井方法的选择 2 完井方法选择的思路和步骤 判断井眼是否稳定 从大的方面选择是否采用支撑井壁的完井方法 判断地层是否出砂 从大的方面选择是否采用防砂型的完井方法 根据油气藏类型 油气层特性和工程技术及措施要求等几方面的因素 初选出多种符合条件的完井方法 针对初选的几种完井方法 分别预测完井产能和单井生产动态 再进行经济效益评价 结合完井工艺的成熟度和经济效益 优选最佳的完井方法 二 水平井完井技术 一 水平井基础知识二 水平井完井技术三 油田水平井完井工艺现状四 油田水平井找堵水技术 江苏油田目前投产为水平井总数为168口 开井143口 日产液3238 1t 日产油680t 综合含水率为79 完井方式有两种 套管射孔完井筛管 套管复合完井其中套管射孔完井158口 占总数的94 三 油田水平井完井技术 1 油田水平井套管射孔完井技术 1 射孔参数优化技术 三 油田水平井完井技术 1 油田水平井套管射孔完井技术 1 射孔参数优化技术 两个端点附近因球状流的影响使得流入量比中间段高 U型剖面 井筒内压力损失 重力 摩擦 加速 影响使井筒各点生产压差不同 地层的非均质性 水平井流入剖面不均匀的原因 三 油田水平井完井技术 1 油田水平井套管射孔完井技术 1 射孔参数优化技术 优化前流入剖面 优化后流入剖面 水平井射孔参数优化的目的是在最优产能的情况下实现流入剖面相对均一化 以提高水平井低渗段动用程度 延缓边底水脊进 提高单井产能和采收率 三 油田水平井完井技术 1 油田水平井套管射孔完井技术 1 射孔参数优化技术 宏观 射孔枪 射孔弹 孔深 孔径 压实程度 压实厚度 孔密 布孔方式 相位 局部 打开程度 打开位置 射孔方位 工艺 射孔压差 射孔液 水平井射孔参数优化设计的主要内容 三 油田水平井完井技术 1 油田水平井套管射孔完井技术 三 油田水平井完井技术 螺旋布孔技术 常规砂岩油藏一般选用127弹或复合弹全方位 螺旋布孔的射孔方式 定向射孔技术 对于防砂井 油水同层的井 井身轨迹不在油层中间的井采用定向射孔 1 油田水平井套管射孔完井技术 2 射孔工艺技术 三 油田水平井完井技术 1 油田水平井套管射孔完井技术 2 射孔工艺技术 压力开孔起爆技术 三 油田水平井完井技术 1 油田水平井套管射孔完井技术 2 射孔工艺技术 针对水平井射孔井段较长 一次引爆可能会出现不完全引爆或引爆时将产生强烈冲击 采用了分级延时引爆射孔技术 能有效防止长井段同时起爆对井筒造成的伤害 分级延时引爆射孔技术 三 油田水平井完井技术 2 油田水平井筛管完井技术 精密微孔复合防砂筛管 应用井 周43平1 周43平2 周43平3 1 顶部注水泥筛管完井 三 油田水平井完井技术 2 油田水平井筛管完井技术 1 顶部注水泥筛管完井 冲缝筛管 韦2平1 瓦2平1 三 油田水平井完井技术 2 油田水平井筛管完井技术 1 顶部注水泥筛管完井 等离子割缝筛管 富43平4 秦3平1 高6平15等 三 油田水平井完井技术 2 油田水平井筛管完井技术 2 悬挂筛管完井 黄88支平1井 自洁筛管 强度高 不易堵塞 三 油田水平井完井技术 2 油田水平井筛管完井技术 3 带ECP筛管完井 黄88平2井 管外封隔器卡封泥岩井段 可实现分段开采 三 油田水平井完井技术 尾管实际悬挂点2443 51m 尾管实际下深 3499 90m 完钻井深 3592m 桥7平1井 压裂完井管柱主要组成 1个顶部套管悬挂封隔器 6个裸眼封隔器 5个投球打开滑套 1个压力打开滑套 6个裸眼封隔器及滑套距离均为100m 2 油田水平井筛管完井技术 4 裸眼封隔器滑套分段压裂完井 三 油田水平井完井技术 一 水平井基础知识二 水平井完井技术三 油田水平井完井工艺现状四 油田水平井找堵水技术 四 油田水平井找堵水技术 江苏油田目前投产为水平井总数为168口 综合含水率为79 含水90 上的水平井高达43口 油藏分析认为 约44 高含水的水平井均具有开发潜力 因此 如何准确找到水平井的出水点 并实行可行的堵水措施 对提高水平井的开发效果具有重要的意义 四 油田水平井找堵水技术 找水技术 机械找水 测井找水 测产液剖面找水 机械找水 由于水平井筒的特殊性 机械找水施工困难 且找水准确度不高 一般不用 测井找水 硼中子测吸水剖面 PNN或PND等测剩余油饱和度找水 在水平井静态找水技术中效果较好 现场应用多 中等水淹 强水淹 1 水平井找水方法 水平井测产液剖面找水 在水平井正常生产时 利用测井手段 测试水平井的实际产液的情况 可以清楚的发现水平井的出水点 找水准确度最高 该工艺在大套管里容易实现 小套管里操作困难 目前在139 7mm套管里无应用 四 油田水平井找堵水技术 找水技术 水平井测产液剖面的模拟抽汲泵的工作过程 入井 下胀封工具 座封 丢手 关闭加压开关 四 油田水平井找堵水技术 找水技术 2 水平井找水输送方式 1 液力输送 1 丝堵 2 筛管 3 测试仪 4 连接头 5 水力塞 6 测井电缆 按管柱结构连接好管串 下放测井仪器串至自然遇阻 水泥车正洗井 通过水力塞在测井仪器上下建立流动压差 产生一定的推力 推动仪器继续下行油管底部 上提电缆连续测试 四 油田水平井找堵水技术 找水技术 2 水平井找水输送方式 1 液力输送 所输送测井仪器的质量有限 当水平段摩擦力大于循环水推力时仪器无法下入 水力循环时有水进入井筒 当井底压力大于地层压力时 水会进入地层 从而影响测试解释的结果 工艺简单 实施比较方便 在输送过程中不易遇阻 仪器落井后打捞比较容易 优点 缺点 四 油田水平井找堵水技术 找水技术 2 水平井找水输送方式 1 液力输送 应用井例 永25平1剩余油饱和度测井 永25平1井利用油管水力输送测井工艺进行了PND PNN 注钆中子测井 通过 组合测井 综合解释 找出了井段的出水位置 中等水淹 强水淹 四 油田水平井找堵水技术 找水技术 2 水平井找水输送方式 2 爬行器输送 爬行器连接在测试仪器的尾部 下放电缆使仪器下放至井底自然遇阻 地面通过电缆给爬行器供电 爬行器运行推动仪器至测试井段 拖动测井电缆实施剩余油饱和度测井 1 扶正器 2 饱和度测试仪 3 爬行器 四 油田水平井找堵水技术 找水技术 2 水平井找水输送方式 要求水平井井斜变化率不能太大 井壁要光滑 对井筒要求高 输送的测试仪器及工具质量不能太大 操作简单 可将测试仪推送至水平段的任意段 无需作业井架 油管等设备 施工成本低 优点 缺点 2 爬行器输送 四 油田水平井找堵水技术 找水技术 2 水平井找水输送方式 2 爬行器输送 应用井例 花24平1 沙49平2剩余油饱和度测井 花24平1井利用爬行器输送测井工艺进行了PND测井 经解释分析 该井射开段水淹严重 四 油田水平井找堵水技术 找水技术 2 水平井找水输送方式 3 连续油管输送 3 连续油管 4 测井电缆 5 测试仪 测井电缆穿在连续油管内 下部与测井仪器相连 下放连续油管 输送测井仪器至设计深度 上提连续油管 实施测井 四 油田水平井找堵水技术 找水技