大庆石油管理局-水平井技术.ppt

1、大 庆 石 油 管 理 局 二五年十二月,水平井技术及2006年水平井工作安排,1、水平井钻井简况,集团公司级科技攻关，“大庆油田低渗透砂岩油藏水平井钻井完井技术”研究，并进行了水平井钻井完井现场试验。,累计完成水平井钻井94口，其中在大庆油田的水平井共计38口，其它水平井分别在冀东油田、吉林油田、阿尔及利亚、委内瑞拉等地，具体数据见表,从试验开始到2005年11月,1、水平井钻井简况,“八五” 期间,在大庆油田的榆树林、头台、朝阳沟地区完成了树平1井、茂平1井、朝平1井和朝平2井等4口中曲率半径水平井，形成了一整套水平井钻井完井配套技术,“九五” 期间,1、水平井钻井简况,“八五” 期间,为

2、挖潜注水开发后期厚油层顶部的剩余油以及恢复套损井，完成了高160-侧平38井和金侧平6井等2口侧钻水平井施工，形成了一套5 1/2套管内侧钻水平井钻井完井技术,“九五” 期间,1、水平井钻井简况,“八五” 期间,在古龙地区青山口组泥岩裂缝地层完成了第一口探井水平井古平1井，形成了一套裂缝性泥岩探井水平井钻井工艺技术，具备了在裂缝性泥岩地层中钻水平段长1000m的能力,“九五” 期间,1、水平井钻井简况,“八五” 期间,在大庆油田东部“三低”油藏地区开展中曲率半径阶梯水平井及波浪式水平井钻井，目的是开采单层平均厚度0.40.8m、隔层0.80.75m的葡萄花油层和其它丰度低的油层，以提高单井产量

3、和采收率，共完成26口水平井，钻井成功率100%；在油田内部喇萨杏油田，利用水平井技术开展挖潜剩余油可行性研究及现场试验，探索水平井挖潜厚油层剩余油的途径，共完成4口水平井，钻井成功率100%,“九五” 期间,在原有YST有线随钻测量的基础上，2002年以来陆续引进了Baker hughes公司生产的MWD、LWD和Halliburton公司生产的FEWD无线测量系统,均属于国际九十年代末先进水平,定向井、水平井随钻测量系统统计表,设有2个不同的发射频率，能够提供8条电阻率曲线,Baker hughes公司,LWD系统,FEWD系统,生产,生产,能够在81/2、121/4井眼中进行井斜、方位、

4、伽玛和电阻率等井眼参数和地质参数的测量,电阻率工具,贝克休斯NaviMPR LWD系统和哈里伯顿FEWD系统主要技术规范,有ZJ70、ZJ50、ZJ40和ZJ30等变频电传动全数字控制钻机，绞车、转盘驱动采用先进的数字化变频控制，实现了绞车和转盘的全程无级调速，配备了3NB-1600、3NB-1300钻井泵，震动筛、除砂器、除泥器、离心机四级固控,目前大庆的装备,能够,满足大庆油田水平井钻井的要求,水平井轨道监控经验丰富，可同时满足810口水平井轨道监控任务,中高级工程师12人 工程师31人,目前大庆油田专业从事水平井轨道控制人员共有56人,优化井身结构 钟摆钻具、大功率螺杆配合高效PDC提高

5、311.2mm井眼机械钻速 复合钻进实现造斜段、稳斜段、着陆段连续施工，大庆地区从造斜段到水平段结束，用两套钻具组合，冀东地区用一套钻具组合 适用直井段、造斜段和水平段的钻头优选 钻井参数优选 水平井井眼轨道精确控制 钻柱、套管柱强度和通过能力评价技术 弹性限位套管扶正器与刚性螺旋套管扶正器组合保证套管顺利下入和套管居中技术,大庆油田经过“八五”期间开展的“低渗透砂岩油藏水平井钻井完井技术”科研攻关，形成了适应大庆油田特点的水平井钻井完井技术系列，较好地满足了油田开发的需求。,从2002年推广水平井以来，进一步完善了水平井钻井完井技术,水平井钻井完井配套技术,形成了,套管内开窗 套管屏蔽条件下

6、造斜 钻头优选 小尺寸钻具井眼轨道控制 水平井尾管完井,为挖潜注水开发后期厚油层顶部的剩余油，1997年和1998年分别完成了高160-侧平38井和金侧平6井等2口侧钻水平井的施工,形成了 5 1/2 套管内侧钻水平井钻井完井技术,大庆油田侧钻水平井主要钻井技术指标,2004年大庆油田的技术人员在委内瑞拉的MPE-3油田完成了2口三维水平井的设计和施工。,针对三维井眼轨道井眼轨迹,控制难度大 卡钻危险性高 钻具摩阻严重,在三维水平井实施过程中，通过对,井斜 方位 水平位移 垂深 东坐标 北坐标,参数的控制,委内瑞拉三维水平井主要技术参数,三维水平井CIS-15实钻三维曲线,1997年在塔里木油

7、田沙漠腹地塔中10-16号构造带的塔中16号背斜轴部上完成了深层水平井TZ163井。施工中除采用常规的水平井钻井技术外，重点进行了提高深层造斜率、防卡和减阻等技术研究，达到了水平井钻井的目的。目的层油层厚度6m，用5mm油嘴试油，日产油500m3，超过设计产量200m3。,TZ-163水平井设计与实钻技术指标,具备了在裂缝性泥岩地层中钻水平段长1000m的能力,是大庆油田古龙地区青山口组泥岩裂缝地层中第一口探井水平井,古平1井,通过钻穿多套纵向裂缝，增大含油井段、增加泥岩裂缝渗流面积，探索在泥岩裂缝储层寻找储量的途径,针对探井对地层预测的局限性，通过在裂缝性泥岩中钻成中半径探井水平井,形成了交

8、替调整工具造斜率、钻具结构优化、录井与电测结合预测目的层深度、水平段控制、浮力引鞋完井管串和筛管完井等裂缝性泥岩探井水平井工艺技术,最大波动幅度在-3m和+2.2m内一趟钻进尺高达322m,水平段稳平控制效果较好,古平1井设计与实钻技术指标,井身结构和剖面优化 利用非线性状态方程优化阶梯水平井的轨迹设计 轨迹跟踪待钻设计 薄油藏井眼轨道入窗口无导眼回填 钻具通过能力和转盘极限转速计算 钻具与井壁摩阻和钻具强度计算 阶梯水平井轨道控制 套管串结构 套管串居中度，套管扶正器安放位置确定,自2002年以来，开展了阶梯水平井钻井完井技术研究，通过理论研究和现场试验,形 成 了,薄层阶梯水平井工艺技术系

9、列,已经具备了在0.61m薄油层内钻水平段长700m以上的单阶梯式、双阶梯式和波浪式水平井的能力,未发生钻井复杂情况,投球安全接头 整体式双轴承扶正内筒和双螺扶扶正外筒的扶正装置 拱式自锁双功能卡箍岩心抓 PDC取芯钻头,1994年开展了水平井取芯工具与工艺技术研究,该工具在250P系列常规取芯工具的基础上，结合螺杆钻具驱动取芯筒在水平段取芯的特点,水平段取芯作业中的定向控制、内外岩心筒居中、井眼清洗、岩心完整回收等关键技术问题，技术指标达到了国内领先水平,设计了,有效地解决了,水平井取芯数据表, 平台优化设计 井身结构优化设计 钻井参数、水力参数的优化设计 井眼轨道设计，待钻井眼三维设计 实

10、钻轨迹控制、预测和防碰计算 下部钻具组合的受力分析和钻具组合优化设计 钻柱摩阻计算,目前拥有以下设计分析软件,利用这些软件可以进行,Landmark公司的COMPASS软件 莫尔公司的设计和计算软件 国产定向井设计与计算软件,三、水平井实施效果,水平井生产数据表,三、水平井实施效果,2、油田内部水平井实施效果,油田内部水平井生产数据,2、油田内部水平井实施效果,南1-2-平25井的主要生产数据,2、油田内部水平井实施效果,3、侧钻水平井实施效果,三、水平井实施效果,3、侧钻水平井实施效果,三、水平井实施效果,侧钻水平井单井日产量对比表,四、降低水平井钻井成本的几点作法,优化井身结构 优化水平井

11、钻具结构 优化钻头设计 “安全着陆法”探油顶技术 油基钻井液重复利用,优化井身结构 优化水平井钻具结构 优化钻头设计 “安全着陆法”探油顶技术 油基钻井液重复利用,“八五”期间，水平井全井施工需6套钻具组合，优化后大庆水平井仅需3套钻具组合，从造斜段到水平段仅用2套钻具组合；冀东油田水平井从造斜段到水平段仅用1套钻具组合，减少了起下钻更换钻具时间，缩短了建井周期。,四、降低水平井钻井成本的几点作法,优化井身结构 优化水平井钻具结构 优化钻头设计 “安全着陆法”探油顶技术 油基钻井液重复利用,表层和技术套管井段由牙轮钻头改为PDC钻头。优选适合所钻地区地层特点的PDC钻头，大幅度提高了机械钻速。

12、,四、降低水平井钻井成本的几点作法,优化井身结构 优化水平井钻具结构 优化钻头设计 “安全着陆法”探油顶技术 油基钻井液重复利用,在油顶、工具造斜率两个不确定性及测量信息滞后的条件下，对薄油层准确探油顶、着陆有较大难度。运用“安全着陆法”探油顶，无需打导眼回填后侧钻，节约了封井和侧钻费用，缩短了钻进周期。,四、降低水平井钻井成本的几点作法,优化井身结构 优化水平井钻具结构 优化钻头设计 “安全着陆法”探油顶技术 油基钻井液重复利用,油基钻井液可重复利用34口井，达到降低钻井液费用的目的。,四、降低水平井钻井成本的几点作法,油层顶界垂深预测有一定的误差，油层单层砂岩厚度薄，平均在1米左右，对探油

13、顶井斜角、准确着陆要求高油层薄且存在一定的视倾角，LWD测量信息滞后，井眼轨迹控制的精度要求非常高开采多个薄油藏，需多次着陆，要尽量减少每次着陆损失的水平段水平段较长（700米左右），受井眼曲率的影响，扭矩和摩阻大，第二水平段滑动钻进钻压传递困难需适时分析地质录井资料和LWD的测井曲线，准确判断地层变化，及时调控井眼轨迹，实现地质导向，提高水平段砂岩钻遇率,五、 2006年水平井钻井准备,1、 技 术 难 题,大庆油田水平井钻井施工遇到的主要技术难题,五、 2006年水平井钻井准备,、存 在 问 题,（1）,大庆油田利用阶梯水平井钻井技术开发超薄多产层的低产油田，由于其油层是砂泥岩薄互层，钻进

14、中极易钻穿油层进入非产层。目前，水平井施工还没有近钻头井眼参数测量系统，应考虑引入国外的油层边界探测仪器,（）,为了提高水平井施工效率和安全性，应配套顶驱设备,（）,2006年的水平井中安排了较多的取芯，如何保证快速和高质量是提高水平井施工效率的关键之一,（）,深井砂砾岩、火成岩的水平井是又一个难点,按照2006年大庆油田预计钻水平井50口的计划，以56支钻井队、目前的钻井周期（20天/口井）计算，每月平均完成45口井，年内可完成50口井的任务。钻机数量和性能可以满足水平井钻井的要求。,五、 2006年水平井钻井准备,、保 障 措 施,大庆油田现有专业从事水平井轨道控制人员共有56人，水平井轨

15、道监控经验丰富，可同时满足810口水平井轨道监控任务。在国内服务的9根LWD、5根MWD和有线随钻测量系统，可以同时满足68支水平井的井眼轨道控制的需求。,技术服务能力,五、 2006年水平井钻井准备,、保 障 措 施,五、 2006年水平井钻井准备,、保 障 措 施,大庆油田的水平井专业技术人员已经熟练掌握了中曲率半径水平井钻井完井技术、薄层阶梯水平井钻井完井技术、水平井取芯技术等水平井配套技术，已经成功地完成了近100口不同地区、不同地质构造、不同井眼轨道的水平井钻井施工，具有比较丰富的水平井施工技术和经验，能够满足大庆地区的水平井钻井施工要求。,成立管理局和油田公司组成的水平井钻井施工项目组，集中管理和统一协调施工中出现的技术问题和管理问题，靠前指挥，随时解决疑难和复杂，减少复杂时间和组织停工。 提前做好水平井施工特殊设备和工具的配套工作，如钻井液循环罐、钻井