水平井采油工艺技术发展现状与实践

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、前言,二、国内外水平井工艺技术现状,三、大庆外围低渗透油田水平井实践,四、对大庆外围低渗透油田水平井发展的建议,一、前言,（一）水平井钻井技术,（二）水平井完井技术,（三）水平井机械举升工艺技术,（一）肇,55-,平,46,井钻井和完井情况,（二）肇,55-,平,46,井采油工艺的选择,（三）肇,55-,平,46,井效益评价,在美国、加拿大、法国等国家得到广泛应用,1928,年,40,年代,80,年代,2001,年,目前,提出水平井技术,水平井付诸实施,全世界的水平井井数超过,24000,多口,已有,34,个国家研究水平井工艺技术,我国,60,年代中期在四川打成了磨,3,井和巴,24,井，但限于当时的技术，未取得应有的效益。,在,“,八五,”,和,“,九五,”,期间开展了对水平井各项技术的研究和应用，取得了很多成果。至,1999,年底，我国完钻水平井,293,口。,我国水平井数量逐年增加，特别是胜利油田水平井发展迅速，已完成水平井,214,口，取得显著效果。,大庆油田自,1992,年共完钻水平井,6,口。,一、前言,二、国内外水平井工艺技术现状,三、大庆外围低渗透油田水平井实践,四、对大庆外围低渗透油田水平井发展的建议,二、国内外水平井工艺技术现状,（一）水平井钻井技术,（二）水平井完井技术,（三）水平井机械举升工艺技术,（一）肇,55-,平,46,井钻井和完井情况,（二）肇,55-,平,46,井采油工艺的选择,（三）肇,55-,平,46,井效益评价,（一）水平井钻井技术,目前，国外水平井技术由单一水平井向整体井组开发、多分支水平井转变。,国外,胜利油田的水平井钻井技术代表了我国水平井钻井技术的水平。,国内,1-8,月实际节余,8.42,万元,一井双探水平井,阶梯式水平井,未付修理费大约,10,万元,套管开窗侧钻水平,三围绕障水平井,短半径水平井,分支水平井,一、前言,二、国内外水平井工艺技术现状,三、大庆外围低渗透油田水平井实践,四、对大庆外围低渗透油田水平井发展的建议,二、国内外水平井工艺技术现状,（一）水平井钻井技术,（二）水平井完井技术,（三）水平井机械举升工艺技术,（一）肇,55-,平,46,井钻井和完井情况,（二）肇,55-,平,46,井采油工艺的选择,（三）肇,55-,平,46,井效益评价,（二）水平井完井技术,裸眼完井,割缝衬管完井,射孔完井,砾石充填完井,完井技术,射 孔 完 井,割 缝 衬 管,管外封隔器,砾 石 充 填,尾 管 射 孔,裸 眼 完 井,115,口,6,口,78,口,6,口,4,口,1,口,国内有资料的,210,口水平井完井情况,裸眼完井方式,技术套管下至预计的水平段顶部，注水泥固井封隔。然后换小一级钻头钻水平井段至设计长度完井。主要用于碳酸岩等坚硬不坍塌地层，特别是一些垂直裂缝地层，如我国新疆油田火山喷发岩裂缝油藏。,割缝衬管完井,将割缝衬管悬挂在技术套管上，依靠悬挂封隔器封隔管外的环行空间。方式简单，既可防止井塌，还可将水平井段分成若干段实施小型措施，如胜利油田。,射孔完井方式,技术套管下过直井段注水泥固井后，在水平井段内下入完井尾管、注水泥固井。最后在水平井段射孔。,管外封隔器完井,依靠管外封隔器实施层段分隔，可以按层段进行作业和生产控制，我国新疆油田部分水平井采用此种完井方式。,砾石充填完井,国内外的实践表明，在水平井段内，不论是进行裸眼井下砾石充填或是套管内井下砾石充填，其工艺都很复杂，目前正处于矿场实验阶段。,砾石充填完井,对于胶结疏松出砂严重的地层，一般应采用砾石充填完井方式。先将金属绕丝筛管下入井内油层部位，然后用充填液将在地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛管与井眼或绕丝筛管与套管之间的环形空间内，构成一个砾石充填层，达到保护井壁、防砂入井的目的。,一、前言,二、国内外水平井工艺技术现状,三、大庆外围低渗透油田水平井实践,四、对大庆外围低渗透油田水平井发展的建议,二、国内外水平井工艺技术现状,（一）水平井钻井技术,（二）水平井完井技术,（三）水平井机械举升工艺技术,（一）肇,55-,平,46,井钻井和完井情况,（二）肇,55-,平,46,井采油工艺的选择,（三）肇,55-,平,46,井效益评价,（三）水平井机械举升工艺技术,加拿大、美、英、法、委内瑞拉和伊朗等国家用于开采水平井的采油工艺技术主要有：,杆式泵,液压泵,电潜泵,国外,主要有杆式泵和电潜泵，进口电潜泵占有相当大的比例。我国对水力射流泵的研究和应用较晚，目前应用,1000,余口井。,国内,水平井分类,曲率半径,造斜率,采油设备下入井段,短曲率半径水平井,9-40m,4-6/m,直井段,中曲率半径水平井,90-300m,6-20/30m,直井段，又可下入弯曲井段，甚至水平段,长曲率半径水平井,300-900m,2-6/30m,直井段，又可顺利地下入弯曲井段和水平井段,不同曲率半径水平井机械采油的特点,由于水平井的曲率半径不同，所以在机械采油方式的选择方面也不尽相同，而且各具特点。,可顺利地通过斜井和长半径水平井的弯曲段，但对于中半径的水平井来说，标准电泵在不产生永久变形的条件下，无法通过弯曲段下入水平段。,电潜泵技术,Oryx,能源公司的,L.W.Sweet3,号井，将特殊的电潜泵机组安装在弯曲段尾端的水平段上，运转后产量明显提高。,中曲率半径水平井,平均造斜率为,12/30m,井斜,92.7,电潜泵技术,Oryx,能源公司的,J.G.Adams 1,号井被选定在水平段安装一台电潜泵。,造斜率,12/30m,完井套管为,177mm,产液量增加,20%,。,电潜泵技术,根据上一口井的经验,其电潜泵在斜井已经成熟，在造斜率小于,10,/30m,的条件下，将机组的连接法兰和弹簧垫圈进行了改进，抗弯曲变形能力提高。,正在攻克在,51/2,和,7,套管中下到水平段的电潜泵。,胜利油田,大庆电泵公司生产的电潜泵在新疆、渤海和南海油田的水平井中均下到直井段，也可下在,5,1,/,2,套管造斜率小于,5,/25m,斜井中和,7,套管造斜率小于,8,/25m,斜井中。,大庆油田,水力活塞泵和水力射流泵,利用采出的原油和水作动力液,操作和安装简便,适应性强,起下作业勿需提出油管,不会在油管内产生任何机械磨损,水力活塞泵和水力射流泵优点,水力活塞泵和水力射流泵,世界上制造和应用水力活塞泵和水力射流泵最成熟的国家是美国，采用水作动力液。,水力活塞泵主要缺点是要求动力液非常清洁,且怕气体影响。,缺点,为了减轻抽油杆柱的磨损,采用模压抽油杆导向器。它采用高强度聚合物制成,在抽油杆柱的每个接头处进行注模。,杆式泵,随着井斜角的增大,泵凡尔的漏失量增加,凡尔座过早磨损。当倾斜角为,15,、,45,和,60,时,泵排量将相应地减少,10%,、,25%,和,40%,。但是将泵安装在井筒倾角,40,以下的井段,泵排量的变化非常小。,杆式泵,抽油杆的免修期随着井筒倾斜的增大而变短。,杆式泵,一、前言,二、国内外水平井工艺技术现状,三、大庆外围低渗透油田水平井实践,四、对大庆外围低渗透油田水平井发展的建议,三、大庆外围低渗透油田水平井实践,（一）水平井钻井技术,（二）水平井完井技术,（三）水平井机械举升工艺技术,（一）肇,55-,平,46,井钻井和完井情况,（二）肇,55-,平,46,井采油工艺的选择,（三）肇,55-,平,46,井效益评价,一、前言,二、国内外水平井工艺技术现状,三、大庆外围低渗透油田水平井实践,四、对大庆外围低渗透油田水平井发展的建议,三、大庆外围低渗透油田水平井实践,（一）水平井钻井技术,（二）水平井完井技术,（三）水平井机械举升工艺技术,（一）肇,55-,平,46,井钻井和完井情况,（二）肇,55-,平,46,井采油工艺的选择,（三）肇,55-,平,46,井效益评价,（一）肇,55-,平,46,井钻井和完井情况,实钻轨迹图,第一层：从井口至,1214m,下入,J55244.5mm,技术套管,第二层：从井口至井底下入,N80139.7mm,油层套管,完钻井深为,2188m,垂深,1444.1m,水平位移,838.16m,最大井斜角为,92.2,最大造斜率为,11.58/25m,砂岩钻遇率为,64.6%,水平段长度,660m,钻遇砂岩厚度,426.2m,肇,55,平,46,井,射孔情况,负压射孔,PTA+,小阳离子聚合物射孔液,油管输送射孔,套管液压引爆,YD,89-III,枪射孔,用射孔弹,5114,发,全方位射孔,射孔后将射孔枪取出，下泵投产。,一、前言,二、国内外水平井工艺技术现状,三、大庆外围低渗透油田水平井实践,四、对大庆外围低渗透油田水平井发展的建议,三、大庆外围低渗透油田水平井实践,（一）水平井钻井技术,（二）水平井完井技术,（三）水平井机械举升工艺技术,（一）肇,55-,平,46,井钻井和完井情况,（二）肇,55-,平,46,井采油工艺的选择,（三）肇,55-,平,46,井效益评价,（二）肇,55-,平,46,井采油工艺的选择,排量大,效率高,能耗较低,产量高,供液能力强,能连续生产的井,电潜泵优点,适用于,排量调节范围小；,沉没度低于,200m,会影响泵的寿命；,在大庆只用于,“,狗腿度,”,小于,5/30m,井；,后续作业维护费用较高。,电潜泵缺点,电潜泵电机保护器冷却液工作原理是重力分离原理，要求其在井筒内尽量保持垂直。,电潜泵缺点,电潜泵工具串长,12.1m,，外径,114mm,受长度的限制，只能下在直井段。,电潜泵缺点,排量调节范围大,调整方便,工艺技术成熟配套,管理维护方便,作业维护费用低,抽油机,-,深井泵,两种方式对比表,序号,项目,电潜泵,抽油机,-,深井泵,1,投资（万元）,27.4763,37.7744,2,检泵作业（万元,/,次）,10,0,3,0,3,清防蜡（万元,/,年）,1,8,0,8,4,检泵周期（天）,1100,530,5,泵挂深度（,m,）,1200,1200,6,排量调整范围,(m,3,/d),30,50,27.69,74.78,7,使用年限（年）,不定,12,8,试验风险性,大,小,通过对两种采油工艺对比，确定肇,55-,平,46,井采用抽油机,-,深井泵采油工艺技术。,工艺选择,曲率半径是从圆心,O,点到井眼中心线,F,点距离,OF=360/(2*k),，由图可以看出,MN,与内弧相切，,OG,垂直与,CD,，,OE=OF-EF,、,OG=OE+EG,。已知,OC=OF+0.062,，由勾股定理可得,CG,长度，求得,CD,70mm,抽油泵,为确定下泵深度,工艺选择,不同规格深井泵在造斜段可下入长度,70mm,抽油泵由于泵本身长度的限制，无法下到造斜段，只能下到直井段。,抽油泵：,70mm,泵挂深度：,1200m,抽油机：,YCYJ12,5,53HB,节能,实际参数,参数设计,抽油泵：,70mm,泵挂深度：,1193.3m,抽油机：,CYJY14-5.5-89HF,冲程：,5.5m,冲次：,4,次,/min,工艺设计,由于泵效较低，只有,22.6%,，于,8,月,6,日，对该井抽汲参数进行调整，冲程由,5.5m,下调到,3.7m,。,8,月,22,日，测恢复。为了进一步放大生产压差，满足测压需求，目前该井正在作业，换,56 mm,整筒泵加深泵挂生产。,一、前言,二、国内外水平井工艺技术现状,三、大庆外围低渗透油田水平井实践,四、对大庆外围低渗透油田水平井发展的建议,三、大庆外围低渗透油田水平井实践,（一）水平井钻井技术,（二）水平井完井技术,（三）水平井机械举升工艺技术,（一）肇,55-,平,46,井钻井和完井情况,（二）肇,55-,平,46,井采油工艺的选择,（三）肇,55-,平,46,井效益评价,（三）肇,55-,平,46,井效益评价,如果不钻水平井，周围,5,口井（肇,52-47,、肇,53-46,、肇,53-47,、肇,54-46,和肇,54-47,）均应基建。,钻井投资：,该井钻井投资,400,万元，若钻,5,口直井需投资,580,万元，钻井投资,节省,180,万元。,节省投资部分,（,1,）节省架线费、电线杆和变台永久占地费及架线时临时征地费为,31.04,万元；,地面投资,（,2,）道路费用：假如钻,5,口直井，应多建,6m,宽井排路（土路）,2400m,，钻水平井节省修路费用和道路征地费用为,33.6,万元。,地面投资,（,3,）机、杆、泵、管节省投资,132.15,万元；井场和装机费节省投资,10,万元。,节省投资部分合计为,386.79,万元。,采油工程节省投资,该井射孔投资,120,万元,5,口直井射孔投资,28.05,万元,该井射孔增加投资,91.95,万元。,增加投资部分,可见，肇,55-,平,46,井与钻,5,口直井相比，共节省投资,294.84,万元。,该井目前的产量为,20t,左右，相当于直井产量的,5,倍。若注水补充压力之后，稳定期产量按直井的,3.5,倍进行经济评价。,不同开采,方式,油 价,（美元,/,桶）,税后内部收益率,(%),税后动态投资回收期,(a),税后净现值,（万元）,1,口水平井,17,5.99,8.47,10.23,20,16.76,5.88,112.36,25,33.69,3.25,369.28,5,口垂直井,17,3.69,9.87,-99.35,20,10.36,6.58,71.93,25,15.87,5.23,180.57,经济效益评价对比表,打水平井经济效益明显好于打垂直井,一、前言,二、国内外水平井工艺技术现状,三、大庆外围低渗透油田水平井实践,四、对大庆外围低渗透油田水平井发展的建议,四、对大庆外围低渗透油田水平井发展的建议,（一）水平井钻井技术,（二）水平井完井技术,（三）水平井机械举升工艺技术,（一）肇,55-,平,46,井钻井和完井情况,（二）肇,55-,平,46,井采油工艺的选择,（三）肇,55-,平,46,井效益评价,随着钻井和完井技术的进步，世界各国的水平井越来越多。目前，国外的水平井采油工艺之所以走在前列，其原因取决于钻井套管的尺寸。如美国的电潜泵之所以能够下到水平井的水平段，是因为其套管尺寸为,7-9,5,/,8,套管，给采油工艺的选择留有很大的余地。,加强各学科密切合作，配套完善水平井工艺技术,今后我们应加强钻井、完井和采油工程各学科的密切协作，在钻井过程中就要考虑采油工艺的选择问题。,加强各学科密切合作，配套完善水平井工艺技术,2.,当今世界水平井的钻井、完井及采油工艺技术日新月异。目前，大庆油田的水平井技术与国内外先进技术相比还具有较大的差距，今后应探索短半径水平井、分支水平井、阶梯式水平井、扶余油层的水平井等技术。,结合具体实际，吸收和引进国外先进的技术及其设备，进行深入研究和大胆尝试，加快水平井技术的发展。,3.,在大力推广水平井技术的同时，我们还应该清楚地看到水平井技术的发展还有很多不完善的地方。,如水平井地下渗流机理研究落后于其他技术，地下渗流机理很不清楚，许多传统的开发原理和开采工艺技术已经不再适用，有些设计计算方法也不精确，这些问题都影响着水平井技术的推广和应用。,为了适应水平井技术的发展和应用，必须对水平井的渗流机理进行系统的研究，建立和完善一套基础的水平井开发理论。,汇报结束,不足之处,敬请批评指正,