冀东油田--井身结构优化设计及下步工作目标

冀东油田井身结构优化设计及下步工作部署,二OO八年元月,目录,概述冀东油田井身结构设计情况2008年井身结构优化的工作目标,冀东油田位于渤海湾盆地黄骅坳陷北部，属典型的复杂断块油藏，其勘探开发区域包括南堡陆地和南堡滩海两个部分。南堡陆地主要有高尚堡、柳赞、老爷庙、唐海、北堡等五个油田。2004年南堡滩海勘探取得重大突破，发现了南堡油田。南堡油田包括5个构造，其中1、2、4号构造已发现三级储量11.8亿吨。主力开发油气藏为新生界第三系地层，年生产原油200多万吨。,冀东油田地处渤海之滨，周围均是盐田、稻田、虾池，人群密集，特别是南堡油田为滩海油田，环境十分敏感，属于典型的“三高”地区，油田主要以定向井、丛式井形式开发，井口密集，交叉生产与作业，安全环保工作十分重要，因此井身结构主体思路是依据这一特定的环境来开展其研究与设计工作，以适应科学、绿色、和谐现代化大油田建设的需要。,目录,概述冀东油田井身结构设计情况2008年井身结构优化的工作目标,井身结构设计是钻井工程的一项关键技术，它与地层压力、井眼稳定、井身剖面、全井施工难度、完井方案、采油方式等因素密切相关，其设计科学合理与否，直接关系到下步井眼安全钻进、优快钻井、油层保护、钻井工程施工的经济性、后继采油作业和老井的再利用。,井身结构设计的基本原则：满足井控安全的需要满足油田勘探与油藏开发的需要-高产高效能有效的保护油气层能保证钻井安全顺利实现地质目的有利于提高钻井速度和降低钻井成本为老井重复利用和多次完井尽力创造条件,冀东油田井身结构设计情况,依据井身结构设计的基本原则和设计方法，冀东油田先后开展了地层岩性特性分析研究、井壁稳定分析研究和地层三压力预测分析研究，研究优化形成适合于冀东油田不同区块、不同储层、不同井型的井身结构类型，较好地满足了油田勘探开发工作的需要。,冀东油田井身结构设计情况,井身结构优化设计基础研究工作,地层岩性特性研究,冀东油田主要钻探层系为第四系的平原组，第三系的明化镇、馆陶、东营和沙河街，主要岩性为砂泥岩互层剖面，地层较稳定。主要复杂地层是馆陶底和南堡5号构造沙河街的火成岩，易塌易漏，东二、东三的泥页岩，易剥落掉块，南堡油田1号构造明化镇地层承压能力低，易漏失。,冀东油田井身结构设计情况,地质力学模型,颗粒状岩相泥状岩相变形机理,力学层序,应用,井壁稳定性,地层力学特性参数,井壁稳定技术的研究,冀东油田井身结构设计情况,最大水平主应力方向为NEE-SWW,冀东油田井身结构设计情况,坍塌压力与井斜和方位的关系,破裂压力与井斜和方位的关系,稳定窗口与井斜关系,稳定窗口与方位关系,南堡1-3馆陶地层32153225m,南堡油田坍塌压力规律图,地层三压力预测分析研究,动态分析研究：冀东南堡陆地先后滚动开发了高尚堡、柳赞、老爷庙、唐海、北堡等五个油田，按油藏类型和油层条件划分为五套开发层系，其中明化、馆陶油藏为第一套开发层系，主要依靠边底水驱开发；东营、沙一和沙三1油藏分别为第二、第三套开发层系，以注水和边底水相结合的驱动方式进行开发；沙三2+3和沙三5油藏分别为第四和第五套开发层系，依靠注水补充能量开发。南堡油田主要开发层位为南堡1号构造Nm、Ng、Ed1储层，依靠天然能量进行了开发。,冀东油田井身结构设计情况,通过实测地层压力、破裂压力和注采动态分析，以及邻井钻井情况的研究，在柳北、高尚堡的沙河街储层由于注水存在着蹩压层和异常高压层，曾多次发生过井涌、溢流和井喷等复杂事故；南堡1号构造Ng储层由于高速开采造成地层严重亏空，地层压力系数降至0.86，多口邻井钻开该层时均发生了严重漏失，固井质量不合格，甚至水泥浆全部漏失，给钻井设计与施工提出了严重的挑战。,冀东油田井身结构设计情况,静态分析研究：通过动态分析研究，利用测井资料开展了对地层岩石力学分析研究，建立了适合于冀东油田各区块三项压力预测模型，预测出了各区块三项压力分布规律，Nm、Ng、Ed和柳赞油田沙河街地层原始地层压力为正常孔隙压力，高尚堡和南堡油田沙河街地层部分油层为异常高压，并得出了相应的三项压力曲线，为科学设计井身结构提供了理论依据。,冀东油田井身结构设计情况,南堡陆地三项压力,南堡陆地三压力预测曲线,冀东油田井身结构设计情况,南堡陆地三压力分布规律预测曲线,沙三地层坍塌压力分布规律,沙三地层破裂压力分布规律,沙三地层孔隙压力分布规律,南堡油田三压力预测曲线,冀东油田井身结构设计情况,南堡油田三项压力,南堡油田三项压力分布规律预测曲线,东一段岩地层坍塌压力分布规律三维视图,东一段地层破裂压力分布规律三维视图,冀东油田井身结构设计情况,目前冀东油田井身结构主要类型南堡陆地,常规井,339.7/273.05mm,177.8/139.7mm,339.7mm,339.7mm,244.5mm,244.5mm,177.8/139.7mm,139.7mm,二开井,三开井,三开井,中深深井,中深深井,浅井（小于2500m）,钻井液密度小于1.15的井,开发层位为玄武岩以下的井,水平井Nm、Ng浅层油气藏井（井深小于2500m）,二开井身结构,三开井身结构,冀东油田井身结构设计情况,Ed、Es的中深层、深层油气藏井（2500m）,单一油层水平井,多套油水层系水平井,尾管筛管完井井身结构图,套管完井井身结构图,冀东油田井身结构设计情况,南堡油田海上钻井,冀东油田井身结构设计情况,Nm、Ng浅层的设计为二开井身结构，中深层和深层设计三开井身结构隔水导管下深80m，座入吃力层表层套管下深600-800m，以满足海上钻井特殊环境条件下井控的需要技术套管封隔馆陶底易塌易漏火成岩和底砾岩，以保证下部钻井安全、降低密度发现和保护油层的需要,三开井身结构示意图,二开井身结构示意图,冀东油田井身结构设计情况,中深深井,浅井,339.7mm,177.8mm,339.7mm,244.5mm,139.7mm,南堡海油陆探陆采井,冀东油田井身结构设计情况,井身结构设计的主要难点：主要以井口槽形式进行勘探开发，密集井口，井控要求高馆陶底火成岩厚，易塌易漏1号构造Nm地层承压能力，易产生激动压力漏失油藏开发要求高产高效，采油强度大，地层亏空迅速Nm地层存在气层浅层气水平位移、井斜角一般较大,冀东油田井身结构设计情况,主要井身结构设计类型：常规井：Nm、Ng浅层的设计为二开井Ed中深、深层设计为三开井水平井：Nm、Ng设计为二开井Ng、Ed1设计为三开井,冀东油田井身结构设计情况,导管下深55m，座入吃力层吹沙造地表层套管下深不少于600m，以满足密集井口井控的需要技术套管封隔馆陶底易塌易漏火成岩或下至油层顶部，以保证下部钻井安全、降低密度发现和保护油层及水平段油层专打的需要,海油陆探陆采常规井井身结构示意图,冀东油田井身结构设计情况,三开井,二开井,浅井,中深深井,Ed1、Ng油藏水平井示意图,海油陆采水平井井身结构示意图,Nm、Ng油藏水平井示意图,冀东油田井身结构设计情况,以适应高危地区安全环保要求，开发海洋、保护海洋为目的井身结构设计，努力实现本质安全。,冀东油田井身结构设计情况,冀东油田井身结构设计特色,以适应油藏开发需要，以完井为目的的井身结构设计。使井身结构设计从以钻井为主体转向钻采一体化发展，形成了钻井为采油服务，并向油藏延伸的理念转化，达到了高产高效开发的要求，井身结构设计更加合理、完善。,冀东油田井身结构设计情况,技术套管下至目的层顶部，应用油层保护效果好的优质钻井液实现水平段油层专打，完井时悬挂滤砂管，不固井不钻盲板，减少了完井作业和投产时间。,中、浅层水平井井身结构由二开井(339.7+177.8(139.7),变为三开井(339.7+244.5(177.8)+139.7(177.8、139.7、101.6),冀东油田井身结构设计情况,油层专打井身结构设计,无固相甲酸盐油层专打应用效果表,南堡陆地：无固相甲酸盐累计应用了71口，均未发生井下复杂，平均完钻密度1.09g/cm3，与邻井相比降低了0.07g/cm3(1.4MPa)。,冀东油田井身结构设计情况,G104-5区块Ng12层无固相甲酸盐应用效果对比图,冀东油田井身结构设计情况,G104-5区块Ng132层无固相甲酸盐应用效果对比图,冀东油田井身结构设计情况,冀东油田井身结构设计情况,FLOPRONT无固相钻井液油层专打投产效果表,南堡油田：Ng储层引进应用麦克巴无固相钻井液水平段油层专打，平均完钻密度1.07g/cm3，与邻井相比降低了0.2g/cm3(4.3MPa)，不酸化一次性投产成功。,冀东油田井身结构设计情况,顶部注水泥+裸眼封隔器分段筛管,悬挂尾管+裸眼封隔器分段筛管,筛管完井井身结构设计,水平井不同完井方式初期产量统计表,冀东油田井身结构设计情况,冀东油田井身结构设计情况,以适应老井重复利用和多次完井为目的井身结构设计,在油藏合适和工程条件具备的前提条件，积极实施悬挂尾管完井技术，用7或95/8套管作为生产套管，为电泵、螺杆泵等先进采油工艺技术的应用及老井重复利用、多次完井创造了条件。,冀东油田井身结构设计情况,常规完井,尾管完井,多次完井,优化,冀东油田井身结构设计情况,以满足欠平衡等特殊钻井工艺需要的井身结构设计，提升了冀东油田钻井技术水平。,南堡5-10欠平衡钻井的成功应用，不仅有效发现和保护了油气层，实现冀东欠平衡钻井零的突破，而且有效地解决南堡5号构造深层钻进井漏问题，并为深层提高钻井速度提供了有效途径。,四开采用1.181.23的钻井液(三开1.41)欠平衡钻井，钻至5095m发现良好显示，井口控压13MPa，出口点火焰高79m，最大瞬时流量：10774.0m3/h。完井测试，9.53mm油嘴放喷，油压24.2-22.43MPa，日产天然气33.06-30.95万方,NP5-10井,施工单位：川东70582服务单位：四川钻采院,冀东油田井身结构设计情况,冀东油田井身结构设计情况,南堡5-10与邻井钻井速度对比表,提高24倍,冀东油田井身结构设计情况,套管柱设计,品种：海上钻井-进口套管、陆上钻井-国产套管钢级：J55、N80、P110扣型：短圆（表层）、长圆、梯扣、气密扣（气井）管串：组合管串设计,目录,概述冀东油田井身结构设计情况2008年井身结构优化的工作目标,2008年井身结构优化的工作目标,参加这次会议，听取了青海、长庆等油田在井身结构优化方面所做的工作和取得的成绩，深受启发，我们将把这次会议的精神带回去，进一步解放思想，认真学习，认真研究，进一步深入开展井身结构优化工作，有效降低钻井成本，把中石油井身结构优化工作推进到一个新的阶段，为中国石油节能减排做出应有的贡献，具体做好以下几个方面的工作：,2008年井身结构优化的工作目标,认真开展井身结构优化设计工作，做到能