胜利油田水平井完井采油技术

一、胜利油田水平井开发概述一、胜利油田水平井开发概述八五八五：攻关试验：攻关试验投产：投产：32九五九五：快速发展：快速发展投产：投产：132十五十五：扩大应用：扩大应用投产：投产：339十一五十一五：创新发展：创新发展投产：投产：390 “八五”、“九五”期间 依托国家级课题：依托国家级课题：水平井、侧钻水平井钻采技术研究水平井、侧钻水平井钻采技术研究，首先在热采，首先在热采稠油油藏开展了技术攻关，初步形成水平井开采配套技术。稠油油藏开展了技术攻关，初步形成水平井开采配套技术。 一、胜利油田水平井开发技术现状一、胜利油田水平井开发技术现状 “八五”、“九五”期间 进入进入“九五九五”期间，水平井技术得到快速发展，应用领域扩展到多期间，水平井技术得到快速发展，应用领域扩展到多种油藏类型，广泛应用于老区调整和新区产能建设。种油藏类型，广泛应用于老区调整和新区产能建设。 截止截止“九五九五”末，共投产水平井末，共投产水平井160160余口余口。 一、胜利油田水平井开发技术现状一、胜利油田水平井开发技术现状 “十五”、“十一五”期间 伴随集团公司科技攻关项目：伴随集团公司科技攻关项目：分支井、大位移井钻采技术研究分支井、大位移井钻采技术研究 ，水，水平井进入扩大应用阶段，应用领域、应用规模进一步扩大，年投产水平井平井进入扩大应用阶段，应用领域、应用规模进一步扩大，年投产水平井数在数在5050口口以上，水平井开采技术日趋成熟。以上，水平井开采技术日趋成熟。一、胜利油田水平井开发技术现状一、胜利油田水平井开发技术现状 胜利油区水平井分布于胜利油区水平井分布于6868个油田中的个油田中的4242个，覆盖比例个，覆盖比例6262。应用无禁应用无禁区，覆盖范围广。区，覆盖范围广。 20032003年水平井年产油突破百万吨大关年水平井年产油突破百万吨大关, 2007, 2007年产油年产油148148104t104t， 20082008年年8 8月底，累计设计水平井月底，累计设计水平井13271327口，投产水平井口，投产水平井10991099口，水平井为胜利油田口，水平井为胜利油田增产稳产发挥了重要作用。增产稳产发挥了重要作用。一、胜利油田水平井开发技术现状一、胜利油田水平井开发技术现状 “十五”、“十一五”期间一、胜利油田水平井开发概述一、胜利油田水平井开发概述实现两大技术转变：实现两大技术转变： 完井方式的转变完井方式的转变 射孔投产方式的转变射孔投产方式的转变近期取得三大技术突破：近期取得三大技术突破： 疏松砂岩油藏水平井裸眼防砂、完井一体化技术疏松砂岩油藏水平井裸眼防砂、完井一体化技术 水平井砾石充填防砂技术水平井砾石充填防砂技术 低渗透油藏水平井分段压裂技术低渗透油藏水平井分段压裂技术一、胜利油田水平井开发概述一、胜利油田水平井开发概述9 9项项配配套套技技术术水平井完井方式优化技术水平井完井方式优化技术水平井、侧钻水平井完井技术水平井、侧钻水平井完井技术水平井防砂工艺技术水平井防砂工艺技术水平井分段开采工艺技术水平井分段开采工艺技术水平井射孔工艺技术水平井射孔工艺技术分支水平井完井、采油技术分支水平井完井、采油技术水平井修井工艺技术水平井修井工艺技术热采水平井注汽工艺技术热采水平井注汽工艺技术水平井油层保护及储层改造技术水平井油层保护及储层改造技术 胜利油田前期实施的水平井大部分采用固井胜利油田前期实施的水平井大部分采用固井射孔完井方式，经过攻关、配套和大量的应用，射孔完井方式，经过攻关、配套和大量的应用，该项技术已趋成熟。该项技术已趋成熟。水平井套管固井完井技术水平井套管固井完井技术水平井尾管固井完井技术水平井尾管固井完井技术水平井射孔工艺及定向射孔技术水平井射孔工艺及定向射孔技术 二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术套管套管水泥环水泥环地层地层 水平井套管固井完井技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术套管套管水泥环水泥环地层地层 水平井尾管固井完井技术水平井固井质量差的原因u水平段套管在重力作用下往往偏向下井壁，水泥浆容易从宽间隙处顶替钻井液，而在窄间隙处形成钻井液滞留，注水泥后形成的水泥环薄厚不均，甚至有些地方没有形成水泥环，严重影响固井质量。二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术 开发滚轮扶正器，提高套管居中度 滚轮旋流套管扶正器变滑动摩擦为滚动摩擦，降低下套管阻力。 注水泥时扶正器螺旋形的外表面会在扶正器周围产生局部的螺旋流，获得更好的顶替效果。 二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术提高水平井固井质量的措施 优选水泥浆体系，开发应用微失水水泥浆微失水水泥浆可严格控制水泥浆自由水和API失水，提高水泥环韧性，避免固井和压裂时的油气水窜。 充分分散的SCL颗粒SCL颗粒脱水形成的不具备渗透性膜层二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术 管外封隔器辅助固井技术，提高水平段封隔效果n 在水平段套管柱上串接若干个管外封隔器n 注水泥碰压后继续打压用顶替液打开压缩式管外封隔器n 利用水泥环和橡胶塞联合作用实现地层有效隔离二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术套管固井射孔完井套管固井射孔完井尾管固井射孔完井尾管固井射孔完井 有利于避开夹层有利于避开夹层水、底水、气顶，可实水、底水、气顶，可实施水平段分段射孔、试施水平段分段射孔、试油、注采和进行选择性油、注采和进行选择性增产措施。增产措施。 有利于提高固井质量和保护有利于提高固井质量和保护油气层，在钻水平段过程中采用油气层，在钻水平段过程中采用与油气层相配伍的钻井液，采用与油气层相配伍的钻井液，采用近平衡钻井或欠平衡钻井技术，近平衡钻井或欠平衡钻井技术，最大限度的降低对油层的污染，最大限度的降低对油层的污染，保持油井产能保持油井产能 。一、水平井基本知识一、水平井基本知识二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术 水平井射孔技术高压地层和地层压力情况不明的采用正压射孔高压地层和地层压力情况不明的采用正压射孔 射射孔孔方方式式正压射孔正压射孔 负压射孔负压射孔 近平衡射孔近平衡射孔 对于地层疏松、胶结差的砂岩油藏对于地层疏松、胶结差的砂岩油藏以及中高渗透油藏采用近平衡射孔以及中高渗透油藏采用近平衡射孔中低渗透油藏采用负压射孔，通常在中低渗透油藏采用负压射孔，通常在射孔前采用气举排液的方法掏空套管射孔前采用气举排液的方法掏空套管一、水平井基本知识一、水平井基本知识二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术 传送方式传送方式： 油管传送射孔枪，液压引爆油管传送射孔枪，液压引爆 布孔方式布孔方式: : 疏松砂岩油藏疏松砂岩油藏: 180: 180下相位四排布孔下相位四排布孔（内定向（内定向/ /外定向）外定向） 岩性较致密的油藏岩性较致密的油藏: : 全相位螺旋布孔全相位螺旋布孔一、水平井基本知识一、水平井基本知识二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术射孔参数：射孔参数：8989枪、枪、8989弹弹 102102枪、枪、102102弹弹 102102枪、枪、8989增强弹增强弹 127127枪、枪、127127弹弹 孔径孔径10-12mm; 10-12mm; 孔密孔密16-2216-22孔孔/m/m射孔液：射孔液： 常用的射孔液是无固相水基射孔液，基液选用处理过的本地区油田污常用的射孔液是无固相水基射孔液，基液选用处理过的本地区油田污水或卤水，加入粘土稳定剂、破乳剂、防腐剂等添加剂，地层漏失严重的水或卤水，加入粘土稳定剂、破乳剂、防腐剂等添加剂，地层漏失严重的还要加入屏蔽暂堵剂。还要加入屏蔽暂堵剂。 一、水平井基本知识一、水平井基本知识二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术P P 后部油层段的产能得不到充分发挥后部油层段的产能得不到充分发挥 部分井段水淹后，卡堵水困难部分井段水淹后，卡堵水困难二、胜利油田水平井完井采油技术进展二、胜利油田水平井完井采油技术进展 水平井射孔技术提高各射孔段的开发效果提高各射孔段的开发效果有利于各种工艺措施实施有利于各种工艺措施实施提高最终采收率提高最终采收率P PP P根据油藏特性、测井资料、根据油藏特性、测井资料、井身轨迹、固井质量等资井身轨迹、固井质量等资料，优化设计料，优化设计水平井分段水平井分段数量、段长、产能、射孔数量、段长、产能、射孔参数参数分段射孔优化分段射孔优化二、胜利油田水平井完井采油技术进展二、胜利油田水平井完井采油技术进展 水平井射孔工艺分段射孔参数优化系统：分段射孔参数优化系统： 优选出不同射孔段的孔深、孔密和射孔枪弹等参数优选出不同射孔段的孔深、孔密和射孔枪弹等参数对影响产能的对影响产能的12个有关参数进行敏感性分析个有关参数进行敏感性分析 进行负压射孔设计进行负压射孔设计 根据不同的生产制度对近井地带进行油藏数值模拟，根据不同的生产制度对近井地带进行油藏数值模拟，提供压力和产量变化曲线以及不同时间的含油（水）饱提供压力和产量变化曲线以及不同时间的含油（水）饱和度分布图。和度分布图。二、胜利油田水平井完井采油技术进展二、胜利油田水平井完井采油技术进展一、水平井基本知识一、水平井基本知识二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术钻孔钻孔/ /割缝衬管完井适用于：割缝衬管完井适用于：a a、天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩储层、天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩储层b b、单一厚储层或不要求层段分隔的储层、单一厚储层或不要求层段分隔的储层c c、井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的储层、井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的储层d d、岩性较为疏松的中、粗砂粒储层、岩性较为疏松的中、粗砂粒储层滤砂管防砂完井适用于：滤砂管防砂完井适用于：a a、岩性较为疏松的砂粒储层、岩性较为疏松的砂粒储层 工艺特点工艺特点 与套管固井完井相比，完善程度高，筛管完井水平井增产与套管固井完井相比，完善程度高，筛管完井水平井增产效果显著。效果显著。二、胜利油田水平井完井采油技术进展二、胜利油田水平井完井采油技术进展 可以采用管外封隔器进行水平段有效封隔，为后期配套可以采用管外封隔器进行水平段有效封隔，为后期配套措施的实施提供条件。措施的实施提供条件。二、胜利油田水平井完井采油技术进展二、胜利油田水平井完井采油技术进展 工艺特点工艺特点 完井、防砂一体化完成，工艺简便，完井成本低。完井、防砂一体化完成，工艺简便，完井成本低。 二、胜利油田水平井完井采油技术进展二、胜利油田水平井完井采油技术进展 工艺特点工艺特点 筛管顶部注水泥防砂完井一体化技术筛管顶部注水泥防砂完井一体化技术 悬挂筛管水平井完井技术悬挂筛管水平井完井技术 悬挂滤砂管筛管顶部注水泥防砂完井一体化技术悬挂滤砂管筛管顶部注水泥防砂完井一体化技术 技术系列技术系列二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术 筛管顶部注水泥防砂完井一体化技术筛管顶部注水泥防砂完井一体化技术 工艺过程： 下入完井管柱 膨胀封隔器 打开分级箍 注水泥、关闭分级箍二、胜利油田水平井完井采油技术进展二、胜利油田水平井完井采油技术进展 筛管顶部注水泥防砂完井一体化技术筛管顶部注水泥防砂完井一体化技术 工艺过程： 钻塞 下洗井、酸化、涨封管柱 洗井、酸化、涨封 完井二、胜利油田水平井完井采油技术进展二、胜利油田水平井完井采油技术进展二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术 悬挂筛管水平井完井技术悬挂筛管水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术 悬挂滤砂管筛管顶部注水泥防砂完井一体化技术悬挂滤砂管筛管顶部注水泥防砂完井一体化技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术悬挂滤砂管筛管顶部注水泥防砂完井一体化技术悬挂滤砂管筛管顶部注水泥防砂完井一体化技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术 裸眼完井技术裸眼完井技术 二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术 筛管完井技术筛管完井技术 二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术 管外封隔器筛管完井技术管外封隔器筛管完井技术 二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术 筛管顶部注水泥侧钻井完井技术筛管顶部注水泥侧钻井完井技术 常规侧钻方案常规侧钻方案膨胀管侧钻井完井方案膨胀管侧钻井完井方案 传统的侧钻方案 废弃当前生产层或井底障碍层，然后开窗侧钻到新的井层目标。以51/2in套管为例，套管铣开开窗完钻后安装31/2in或33/4in的生产油管，生产油管的内径为76mm或82mm。 侧钻水平井膨胀管完井技术侧钻水平井膨胀管完井技术 二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术常规侧钻方案常规侧钻方案膨胀管侧钻井完井方案膨胀管侧钻井完井方案 侧钻井膨胀管完井方案 侧钻井膨胀管完井方案磨铣套管段开窗，钻到下节套管深度时，下OHL膨胀管膨胀。以5 1/2 in套管为例，使用的OHL膨胀管为107.95mmx6.35mm的实体膨胀管，膨胀前的内径95.25mm，膨胀后的内径为108.97mm。 侧钻水平井膨胀管完井技术侧钻水平井膨胀管完井技术 二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术安装前安装前安装后安装后钢级钢级LSX80LSX80膨胀率膨胀率13.413.4屈服应力屈服应力80,000ksi80,000ksi接箍外径接箍外径124.409mm124.409mm重量重量10.7lb/ft10.7lb/ft重量重量11.40lb/ft11.40lb/ft外径外径107.95mm107.95mm外径外径120.83mm120.83mm内径内径95.25mm95.25mm内径内径108.97mm108.97mm壁厚壁厚6.35mm6.35mm壁厚壁厚5.93mm5.93mm管体抗内压管体抗内压56.8MPa56.8MPa管体抗内压管体抗内压44.4MPa44.4MPa启动器抗内压启动器抗内压56.7MPa56.7MPa管体抗外挤管体抗外挤25MPa25MPa 侧钻水平井膨胀管完井技术侧钻水平井膨胀管完井技术 二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术分支井分支井5050年代初就已出现年代初就已出现在前苏联，在前苏联，9090年代以来在美国年代以来在美国等西方国家得以大力发展，其等西方国家得以大力发展，其原因是分支井给油气藏的开发原因是分支井给油气藏的开发带来显著的经济效益。目前分带来显著的经济效益。目前分支井技术已在北美、中东、东支井技术已在北美、中东、东南亚等地区广泛应用。南亚等地区广泛应用。二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术：分支井尾管能够以机：分支井尾管能够以机械方式回接到主井眼的套管上械方式回接到主井眼的套管上：分支井眼与主井眼的：分支井眼与主井眼的接合点必须能够液压密封接合点必须能够液压密封：在无钻机的情况下，：在无钻机的情况下，能够重新进入选定的分支井眼能够重新进入选定的分支井眼分支井集中了定向井、水平井、侧钻井的技术难点，重点是完井技术分支井集中了定向井、水平井、侧钻井的技术难点，重点是完井技术分支井分支井级完井技术级完井技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术创新形成了具有自主知识产权的鱼骨状分支水平井创新形成了具有自主知识产权的鱼骨状分支水平井开发技术。开发技术。 完井技术完井技术: : 主井眼：悬挂大通径精密微孔滤砂管裸眼防砂；主井眼：悬挂大通径精密微孔滤砂管裸眼防砂； 分支井眼：裸眼完井。分支井眼：裸眼完井。 完井液：无固相完井液完井液：无固相完井液. .二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术二、胜利油田水平井完井技术三、面临的问题和挑战三、面临的问题和挑战1 1、筛管强度：、筛管强度： 筛管完井热采水平井，前几轮注汽周期后出现筛管断裂的事故筛管完井热采水平井，前几轮注汽周期后出现筛管断裂的事故。2 2、全井段筛管完井，后期措施受限：、全井段筛管完井，后期措施受限： 对于全井段筛管完井的水平井出现高含水后，治理难度大。对于全井段筛管完井的水平井出现高含水后，治理难度大。 测试（找水）难度大测试（找水）难度大 堵水难度大堵水难度大3 3、防砂失效后措施难度大，费用高：、防砂失效后措施难度大，费用高： 筛管完井失效，后期防砂措施少，有效期短，费用高。筛管完井失效，后期防砂措施少，有效期短，费用高。1 1、完井方式单一：、完井方式单一： 全部采用固井射孔完井，全部采用固井射孔完井，油藏适应性差、油藏适应性差、对油藏的污染严重。对油藏的污染严重。2 2、防砂措施受限：、防砂措施受限： 对于疏松砂岩油藏，以化学防砂为主。防对于疏松砂岩油藏，以化学防砂为主。防砂周期太短，增加了作业费用，影响了生产。砂周期太短，增加了作业费用，影响了生产。三、面临的问题和挑战三、面临的问题和挑战 水平井的应用领域越来越广，应用规模越水平井的应用领域越来越广，应用规模越来越大，应用类型越来越丰富，这都给我们完来越大，应用类型越来越丰富，这都给我们完井采油领域提出了更高的要求。我们只有通过井采油领域提出了更高的要求。我们只有通过不断的科技创新与攻关配套，努力提升水平井不断的科技创新与攻关配套，努力提升水平井开采配套技术适应能力，为胜利油田持续稳定开采配套技术适应能力，为胜利油田持续稳定发展做出更大的贡献。发展做出更大的贡献。谢谢