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文檔簡介

徑向鉆井工藝技術與應用實例徑向鉆井工藝技術與應用實例1主要內容一、發展現狀二、原理簡介三、技術概況四、現場應用五、存在問題六、結論主要內容2滴水穿石形容持之以恒必有所得,但滴水的確可以穿石。中國古代就已經發現了液滴憑借自有落體運動賦予的質量打擊力擊穿巖石這一漫長的現象。隨著科技的發展,人們給液滴賦予了比自由落體運動大得多的打擊能量,使持之以恒才能觀察到滴水穿石現象在瞬間便可完成。這就是水射流。一、發展現狀滴水穿石形容持之以恒必有所得,但滴水的確可以穿3

高壓水射流技術是上世界70年代初在國外迅速發展起來的一門高新技術,它廣泛應用于冶金、航空、機械、石油、化工等國民經濟各個領域,并取得了可喜的經濟效益。我國從上世紀70年代末開始從事這一領域的研究和應用,20多年來,這一新技術已擴展到我國工業清洗、除銹、切割、采煤和石油鉆采工程等領域。同時,在高壓水射流理論、應用研究及產品研制中,結合我國國情,逐步發展了具有中國特色的高壓水射流設備和具有自主知識產權的核心技術。一、發展現狀高壓水射流技術是上世界70年代初在國外迅4一、發展現狀國外現狀:美國Petrolphysics公司于20世紀70~80年代成功研制的徑向水平鉆井系統是早期徑向鉆井技術的代表。目前國外從事徑向鉆井的公司有美國RadialDrillingService(RDS)、Blast、WellEnhancementSerbices(WES)、RADJET公司等。與國內徑向鉆井技術相比,國外徑向鉆井技術施工壓力高,噴射鉆進距離長,噴射壓力最高可達15000psi,噴射鉆進距離最長可達103m,開窗套管鋼級P110。一、發展現狀5一、發展現狀

國內現狀:國內第一口高壓水射流徑向鉆井錦04-19井,該井是由遼河石油勘探局工程技術研究院于1997年8月在遼河油田完成,徑向進尺達到15.86m。在隨后的幾年里國內相繼出現了天津波特奈爾、上海宏睿、安東石油等從事徑向鉆井的公司,早期徑向鉆井技術施工壓力低,徑向鉆進進尺距離短,目前國內徑向鉆井技術施工壓力最高達5000psi,噴射鉆進距離30-50m,開窗套管鋼級低。

一、發展現狀6

2011年9月長城鉆探井下作業公司引進美國艾迪士RDS(RadialDrillingServices)徑向鉆井技術,艾迪士徑向鉆井有限公司是一家專門提供徑向鉆井服務的石油技術服務公司。總部位于美國德州休斯敦石油城,從事專業的徑向鉆井技術研發、設備制造以及現場作業服務,在全球30多個國家開展了1000余口井的徑向鉆井服務。到目前為止公司已經于RDS公司合作完成了7口徑向鉆井。一、發展現狀2011年9月長城鉆探井下作業公司引進美國艾7主要內容一、發展現狀二、原理簡介三、技術概況四、現場應用五、存在問題六、結論主要內容8二、原理簡介高壓水射流徑向鉆井拋棄了常規水平并靠鉆頭旋轉機械破巖的方法,采用的是高壓水射流破巖成孔技術。這種新工藝技術避免了傳統水平井鉆井所遇到的鉆壓施加困難及鉆柱旋轉帶來的一系列復雜情況,大大地提高了水平井眼鉆進效率。同時特殊的曲率半徑保證了水平井段準確地進人油氣儲層,極大地提高了水平段鉆進成功率和經濟效益。二、原理簡介9二、原理簡介徑向鉆井技術是一種油氣田增產及完井技術,主要為低滲透、稠油、老油田和邊際油氣提供一種經濟高效的開采途徑;同時也是煤層氣高效開發的主要手段之一,尤其適用于低壓、低滲、低產層的開發。原理是先用鉆頭在油層部位的套管上磨銑開孔,然后使用帶噴射鉆頭的軟管,借助高壓射流的水力破巖作用,在油層中的不同方向上鉆出多個井眼的一種工藝技術。

二、原理簡介10二、原理簡介和其它工藝的對比1、復合射孔,穿透地層1米左右。2、壓裂酸化,可以有效穿透地層,但是只能形成單縫,不能控制裂縫走向,對靠水油層不利,需要的施工液量很大。3、鉆水平井,投資大,工期長,污染油層。二、原理簡介11注入頭(井深>3000m)(5)開窗能力有限,主要是涉及套管尺寸、鋼級、壁厚。8天,累計產油170噸,累計產水1452噸,即每天產油1.同時特殊的曲率半徑保證了水平井段準確地進人油氣儲層,極大地提高了水平段鉆進成功率和經濟效益。2)不需要鉆柱與鉆頭的旋轉,減少了井下復雜情況的發生。收集試井和地層測試數據,壓力不低于原始地層壓力的45%;套管沒有明顯套變,保證導向器通過2002年4月份補孔注汽作業,7月份開始采油,2004年12月由于水淹關井,有效生產時間316.8,并取v1=245m/s,取θ1、θ2=15°。徑向鉆井技術是一種油氣田增產及完井技術,主要為低滲透、稠油、老油田和邊際油氣提供一種經濟高效的開采途徑;5in噴射鉆頭,高壓勢能轉換成動能,產生高速射流,射流以沖量做功穿透地層,并在射流推動下形成深度超過100m,直徑1—3in的水平井眼。遼河油區:完成7口徑向鉆井,平均井深1700m,平均單井日增產3-7倍不等。冷37-67-596井自1998年2月份采油,2000年10月份由于產能低關井停采,有效生產時間399.71L/min,得到拉力61g。同時也是煤層氣高效開發的主要手段之一,尤其適用于低壓、低滲、低產層的開發。徑向鉆井技術進行儲層解堵增加日注水量的同時,能夠降低注水壓力,使套管及地面注水管網在較低的注水壓力下運行,減少套管返水,地面管線穿孔發生的頻度。(6)工具的疲勞壽命有限,井下工具連續管、螺桿馬達、萬向節、開窗鉆頭、噴嘴、高壓軟管、導向鞋。我國從上世紀70年代末開始從事這一領域的研究和應用,20多年來,這一新技術已擴展到我國工業清洗、除銹、切割、采煤和石油鉆采工程等領域。國內現狀:國內第一口高壓水射流徑向鉆井錦04-19井,該井是由遼河石油勘探局工程技術研究院于1997年8月在遼河油田完成,徑向進尺達到15.5m,實施徑向鉆井作業后油井增產效果明顯。噴射水平鉆井井身結構示意圖噴射水平鉆井孔眼分布圖二、原理簡介注入頭(井深>3000m)噴射水平鉆井井身結構示意圖噴射水平12

水力噴射鉆進

高壓泵對無固相鉆井液加壓,通過連續油管泵送到井下,鉆井液經0.5in噴射鉆頭,高壓勢能轉換成動能,產生高速射流,射流以沖量做功穿透地層,并在射流推動下形成深度超過100m,直徑1—3in的水平井眼。二、原理簡介水力噴射鉆進二、原理簡介13

1、噴嘴不進入21mm樹脂玻璃管,并且21mm樹脂玻璃管底部放有黃銅,該黃銅中部有10mm深孔道,開泵后將泵壓固定1Mpa恒定,排量6.71L/min,得到拉力-250g。二、原理簡介1、噴嘴不進入21mm樹脂玻璃管,并且21mm14滴2、噴嘴進入21mm樹脂玻璃管,但不進入黃銅,開泵后將泵壓固定1Mpa恒定,排量6.71L/min,得到拉力61g。二、原理簡介滴2、噴嘴進入21mm樹脂玻璃管153、噴嘴進入21mm樹脂玻璃管內的黃銅內,開泵后將泵壓固定1Mpa恒定,排量6.71L/min,得到拉力220g。二、原理簡介3、噴嘴進入21mm樹脂玻璃管內的黃銅內,開泵后將16序號噴嘴嵌入位置泵壓(Mpa)流速(L/min)拉力(g)1110mm管中16.71-250221mm管中16.7161321mm管中黃銅內16.71220總計31二、原理簡介序號噴嘴嵌入位置泵壓(Mpa)流速(L/min)拉力(g)117該井施工地層孔隙度0.2,滲透率200md,井底壓力15Mpa,原油粘度2mPa.s,密度0.72g/cm3,進行4層徑向鉆井,每層4孔,每孔方位90°,共16孔。二、原理簡介該井施工地層孔隙度0.2,滲透率200md,井18二、原理簡介二、原理簡介19二、原理簡介二、原理簡介20二、原理簡介二、原理簡介21徑向鉆井最核心技術,是徑向鉆進水里參數的合理匹配及其對地層的適應性問題。

二、原理簡介徑向鉆井最核心技術,是徑向鉆進水里參數的合理匹22不妨設前向噴嘴的流速系數為1,后向噴嘴的流速系數為0.深井設備安裝現場(帶注入頭)確定套管強度,設計同一水平面的井孔數。2007年5月開井生產,2007年12月由于桿斷停止采油,有效生產時間30.(3)由于設備功率一定,井下工具抗壓能力有限,這就決定了高壓軟管在地層穿越時的水平度,目前所能做到的最大壓力是105Mpa。1)在套管上進行局部開窗,與常規開窗側鉆井相比對套管損傷小。收集試井和地層測試數據,壓力不低于原始地層壓力的45%;72g/cm3,進行4層徑向鉆井,每層4孔,每孔方位90°,共16孔。冷37-67-596井8,并取v1=245m/s,取θ1、θ2=15°。給定不同的q1,當F1=Ff時,可得到如下技術結果:冷37-67-596井噴射數據設計噴射水平鉆井孔眼分布圖同時特殊的曲率半徑保證了水平井段準確地進人油氣儲層,極大地提高了水平段鉆進成功率和經濟效益。2)設計溫度在120℃以下(如遇高溫地層可更換特殊材質高壓軟管和鉆頭,最高可達180℃),壓力15000psi冷37-67-596井噴射數據設計我國從上世紀70年代末開始從事這一領域的研究和應用,20多年來,這一新技術已擴展到我國工業清洗、除銹、切割、采煤和石油鉆采工程等領域。由于使用高壓軟管作噴管且鉆進距離較長,軟管不能通過后續推力送進,必須依靠前端噴嘴的牽引拖動,徑向鉆井使用的噴嘴必須有自牽引能力。一般要求孔隙度煤層高于5%,油層高于10%(適用低孔地層),滲透率煤層高于1mD,油層高于50mD(適用低滲地層)滴水穿石形容持之以恒必有所得,但滴水的確可以穿石。由于使用高壓軟管作噴管且鉆進距離較長,軟管不能通過后續推力送進,必須依靠前端噴嘴的牽引拖動,徑向鉆井使用的噴嘴必須有自牽引能力。自牽引噴嘴分為前向鉆孔噴嘴和后向推進噴嘴兩部分。前后噴嘴利用高速射流鉆入地層形成容許噴嘴軟管進入的導向孔,后向噴嘴利用高速射流產生向前的牽引力拖動高壓軟管實現送進,后向噴射還起到擴孔和輔助排屑的作用。二、原理簡介不妨設前向噴嘴的流速系數為1,后向噴嘴的流速系數為0.23水力參數的匹配必須滿足3個條件:噴嘴的牽引力至少能拖動進入水平段的高壓軟管;前向噴嘴能鉆出導向孔,并在給定地層條件下達到一定鉆進速度;泵源工作壓力不超過限制。

噴嘴牽引參數的測算

高壓軟管的內公稱直徑為1/4"時,單位重量約為3N/m,在水里的懸重約為2.3N/m。假設管體與孔壁的摩擦系數為0.3。

噴嘴的牽引力F可由下式計算:二、原理簡介水力參數的匹配必須滿足3個條件:噴嘴的牽引力至24噴嘴的牽引力F可由下式計算:F=ρq2v2cosθ2-ρq1v1cosθ1式中q1、q2是前后向噴嘴流量;v1、v2是前后向噴嘴射流速度;θ1、θ2是前后向噴嘴射流傾角。不妨設前向噴嘴的流速系數為1,后向噴嘴的流速系數為0.8,并取v1=245m/s,取θ1、θ2=15°。給定不同的q1,當F1=Ff時,可得到如下技術結果:二、原理簡介噴嘴的牽引力F可由下式計算:二、原理簡介25軟管長(m)摩阻Ff(N)前向流量q1(L/min)后向流量q2(L/min)總流量(L/min)(gpm)2013.8510.615.64.15034.517.222.25.91006928.133.18.72013.82029.449.413.15034.535.955.914.81006946.966.917.1二、原理簡介軟管長摩阻Ff前向流量q1后向流量q226通過上表可以得出:在給定射流速度V1下的前向流量q1反映了前向噴嘴鉆孔水功率,流量越大水功率越高,鉆孔速度就越快,適應地層的能力增強。對不同的地層選擇何種參數、能得到多快鉆速,需要通過地層的水射流可鉆性評價試驗確認。二、原理簡介通過上表可以得出:在給定射流速度V1下的前27主要內容一、發展現狀二、原理簡介三、技術概況四、現場應用五、存在問題六、結論主要內容28(1)技術優勢(2)作業流程(3)井下工具(4)施工設備(5)施工參數(6)應用條件三、技術概況(1)技術優勢三、技術概況29

三、技術概況1、技術優勢1)在套管上進行局部開窗,與常規開窗側鉆井相比對套管損傷小。2)不需要鉆柱與鉆頭的旋轉,減少了井下復雜情況的發生。3)采用無固相噴射液,施工周期短,最大限度的降低油層污染。4)疏通稠油井注汽通道,增加注汽量。5)改善地下井網布局,在生產層中創造一個更大的供油區,增大采油面積。

三、技術概況30

三、技術概況1、技術優勢5)改善地下井網布局,在生產層中創造一個更大的供油區,增大采油面積。

10mm普通射孔(1m)孔眼面積約0.8cm2孔眼面積約5cm2孔眼容積約80cm3孔眼容積約53000cm3水力噴射(100m)13mm35mm增加6倍增加670倍三、技術概況10mm普通射孔(1m)孔眼面積約0.8cm231三、技術概況1、技術優勢6)改善地層滲透性,提高孔滲參數。7)取代射孔作業,能夠遠距離打開油氣通道。8)對于出砂嚴重的井實施徑向鉆井后進行壓裂作業,在孔道中加入填充物,防止砂堵孔道,增加生產周期。9)對于出現不同層位造成水竄的老井,可以采用炮孔擠水泥作業方式進行套管外的封堵,然后采用徑向鉆井工藝恢復油層開采。三、技術概況32

三、技術概況

2、作業流程點擊動畫演示三、技術概況

233導斜器管柱組合開窗管柱組合噴射鉆進管柱組合

三、技術概況

3、井下工具導斜器管柱組合開窗管柱組合噴射鉆進管柱組合34導斜器磨孔鉆頭及萬向節高壓軟管4.噴頭

三、技術概況

3、井下工具導斜器三、技術概況35

三、技術概況

3、井下工具三、技術概況

3、井下工36目前已完成1100口徑向鉆井,以下是部分產油井跟蹤。1、復合射孔,穿透地層1米左右。v1、v2是前后向噴嘴射流速度;(5)開窗能力有限,主要是涉及套管尺寸、鋼級、壁厚。該技術是排狀注采井網排距調整的經濟、有效手段。同時特殊的曲率半徑保證了水平井段準確地進人油氣儲層,極大地提高了水平段鉆進成功率和經濟效益。(7)完井技術難度較大。這種新工藝技術避免了傳統水平井鉆井所遇到的鉆壓施加困難及鉆柱旋轉帶來的一系列復雜情況,大大地提高了水平井眼鉆進效率。確定套管強度,設計同一水平面的井孔數。在隨后的幾年里國內相繼出現了天津波特奈爾、上海宏睿、安東石油等從事徑向鉆井的公司,早期徑向鉆井技術施工壓力低,徑向鉆進進尺距離短,目前國內徑向鉆井技術施工壓力最高達5000psi,噴射鉆進距離30-50m,開窗套管鋼級低。前后噴嘴利用高速射流鉆入地層形成容許噴嘴軟管進入的導向孔,后向噴嘴利用高速射流產生向前的牽引力拖動高壓軟管實現送進,后向噴射還起到擴孔和輔助排屑的作用。作業前要求洗井,確保井眼潔凈滴水穿石形容持之以恒必有所得,但滴水的確可以穿石。對于排狀注采井網,應用徑向鉆井技術在注水井中往油井排方向鉆孔,能夠有效縮短注采排距,促使油井注水受效。6天,累計產油1875噸,累計產水245噸,即每天產油4.美國完成29口井,平均單井日增產16桶(約5噸)。同時特殊的曲率半徑保證了水平井段準確地進人油氣儲層,極大地提高了水平段鉆進成功率和經濟效益。噴射水平鉆井孔眼分布圖4)加強縱向低滲透層注水。六、結論連續油管

高壓噴射泵

控制臺注入頭(井深>3000m)

三、技術概況

4、施工設備目前已完成1100口徑向鉆井,以下是部分產油井跟蹤。連續油管37三、技術概況

5、施工參數1)完成一個徑向分支需起下兩次連續油管(0.5in)作業,井眼直徑1~3in,穿透深度100m;2)設計溫度在120℃以下(如遇高溫地層可更換特殊材質高壓軟管和鉆頭,最高可達180℃),壓力15000psi3)最大作業深度3200m;4)無固相鉆井液,液體過濾到10um以下;5)地面陀螺定向系統(Gyro,超過3000m使用);6)假設單井5個井眼,作業時間2-4d。三、技術概況38三、技術概況

6、應用條件1)選井原則和方法應用徑向鉆井增產,關鍵是作業層位的選擇。通過如下的方法尋找適合的井。a.通過地質和測井資料來確定儲層的物性特征,選擇最佳層段;b.監測出砂量,評價地層固結程度,選擇合適的鉆頭和鉆井液;

三、技術概況39三、技術概況6、應用條件1)選井原則和方法c.收集試井和地層測試數據,壓力不低于原始地層壓力的45%;d.收集巖石物性、儲層厚度和生產數據,選擇最合適的井況;e.確定井的類型——直井或斜井;f.進行聲波-變密度測井,確保套管和地層有較好的固結以支撐噴射口;g.確定套管強度,設計同一水平面的井孔數。三、技術概況40三、技術概況6、應用條件2)適應井況三、技術概況41三、技術概況6、應用條件3)井筒條件:套管沒有明顯套變,保證導向器通過作業管柱要求潔凈無油污、下井前要用通井機通井作業前要求洗井,確保井眼潔凈噴射作業時要求留足口袋空間三、技術概況42三、技術概況6、應用條件4)適用地層

要求地層為煤層、砂巖、泥頁巖等,油水分布清楚、油層2m以上、上下隔層發育良好、出砂不嚴重、斷層清楚。三、技術概況43主要內容一、發展現狀二、原理簡介三、技術概況四、現場應用五、存在問題六、結論主要內容44四、現場應用1、井場設備布置圖四、現場應用45四、現場應用2、井口裝置圖四、現場應用46徑向鉆井技術進行儲層解堵增加日注水量的同時,能夠降低注水壓力,使套管及地面注水管網在較低的注水壓力下運行,減少套管返水,地面管線穿孔發生的頻度。(5)開窗能力有限,主要是涉及套管尺寸、鋼級、壁厚。不妨設前向噴嘴的流速系數為1,后向噴嘴的流速系數為0.冷37-67-596井噴射數據設計冷37-67-596井自1998年2月份采油,2000年10月份由于產能低關井停采,有效生產時間399.(3)由于設備功率一定,井下工具抗壓能力有限,這就決定了高壓軟管在地層穿越時的水平度,目前所能做到的最大壓力是105Mpa。不能滿足各類油層的開采要求對徑向水平井的完井,國外較多采用的電化學射孔柔性縫隙襯管完井方法。對不同的地層選擇何種參數、能得到多快鉆速,需要通過地層的水射流可鉆性評價試驗確認。噴嘴牽引參數的測算

高壓軟管的內公稱直徑為1/4"時,單位重量約為3N/m,在水里的懸重約為2.三、技術概況

3、井下工具收集試井和地層測試數據,壓力不低于原始地層壓力的45%;不妨設前向噴嘴的流速系數為1,后向噴嘴的流速系數為0.一般要求孔隙度煤層高于5%,油層高于10%(適用低孔地層),滲透率煤層高于1mD,油層高于50mD(適用低滲地層)這些方法基本能滿足各類油藏的開采要求,但技術含量較高。徑向鉆井技術是一種油氣田增產及完井技術,主要為低滲透、稠油、老油田和邊際油氣提供一種經濟高效的開采途徑;71L/min,得到拉力-250g。原理是先用鉆頭在油層部位的套管上磨銑開孔,然后使用帶噴射鉆頭的軟管,借助高壓射流的水力破巖作用,在油層中的不同方向上鉆出多個井眼的一種工藝技術。冷37-67-59對于排狀注采井網,應用徑向鉆井技術在注水井中往油井排方向鉆孔,能夠有效縮短注采排距,促使油井注水受效。1)在套管上進行局部開窗,與常規開窗側鉆井相比對套管損傷小。原理是先用鉆頭在油層部位的套管上磨銑開孔,然后使用帶噴射鉆頭的軟管,借助高壓射流的水力破巖作用,在油層中的不同方向上鉆出多個井眼的一種工藝技術。同時,在高壓水射流理論、應用研究及產品研制中,結合我國國情,逐步發展了具有中國特色的高壓水射流設備和具有自主知識產權的核心技術。淺井設備安裝現場深井設備安裝現場(帶注入頭)連續油管連接到鵝頸管利用修井機作業現場四、現場應用3、作業施工現場徑向鉆井技術進行儲層解堵增加日注水量的同時,能夠降低注水壓力47四、現場應用4、增產效果目前已完成1100口徑向鉆井,以下是部分產油井跟蹤。遼河油區:完成7口徑向鉆井,平均井深1700m,平均單井日增產3-7倍不等。冷37-67-596井

12月09日對冷37-67-596井實施徑向水平井工藝,共噴射10孔,噴射距離100米,累計1000米。噴射壓力8500PSI。該井套管外徑177.8mm,壁厚8.05mm,套管鋼級N80,最大井斜4°。

四、現場應用48

冷37-67-596井自下而上鉆遇了新生界第四系平原組,上第三系明化鎮組、館陶組、下第三系東營組、沙河街組砂一、二段、三段、四段地層。油氣顯示主要富集在砂三段,油藏埋深1446-2017m,巖性為砂礫巖、含礫不等粒砂巖、細砂巖,油層厚度平均5.6m,最大12.2m。儲層物性較差,根據測井綜合解釋,平均孔隙度17.7%,滲透率15.5-42.4mD,泥質含量25.1%-40.8%。四、現場應用冷37-67-596井自下而上鉆遇了新生界第49序號窗口深度(m)噴射進尺(m)噴射完鉆井深(m)方位(度)11842.01001942.045°21842.01001942.0135°31842.01001942.0225°41842.01001942.0315°51835.01001935.00°61835.01001935.0120°71835.01001935.0240°81822.01001922.0240°91822.01001922.0120°101822.01001922.00°四、現場應用4、增產效果冷37-67-596井噴射數據設計序號窗口深度(m)噴射進尺(m)噴射完鉆井深(m)方位(度)50四、現場應用4、增產效果冷37-67-596井自1998年2月份采油,2000年10月份由于產能低關井停采,有效生產時間399.6天,累計產油1875噸,累計產水245噸,即每天產油4.5噸。

2002年4月份補孔注汽作業,7月份開始采油,2004年12月由于水淹關井,有效生產時間316.1天,累計產油853噸,累計產水3481噸,即每天產油2.7噸。

2007年5月開井生產,2007年12月由于桿斷停止采油,有效生產時間30.9天,累計產油9.6噸,產水4.8噸,即每天產油0.31噸。

四、現場應用51四、現場應用4、增產效果

2010年12月修抽油桿轉注,注汽3500方后采油,2011年3月份抽油桿斷停采,有效生產時間100.8天,累計產油170噸,累計產水1452噸,即每天產油1.7噸,后低產關井。2012年1月實施徑向鉆井,2月注汽恢復生產,平均日產油8-9噸,4-6月平均日穩產5-6噸,7-9月平均日穩產2-3噸,截止9月共累計產油849噸,日產量是原來的3-7倍。四、現場應用524、增產效果冷37-67-59

分析:經過計算發現理論噴射鉆進沉砂量大于實際沉砂量。可能原因:(1)噴射距離不夠(2)裸眼中的砂未完全返出沉于底部(3)由于壓力損耗大,到底部時壓力減小過大造成噴射半徑小未達到理論3-5cm。四、現場應用4、增產效果四、現場應用53四、現場應用4、增產效果國外油區:國外加拿大:完成88口井,08年至今增產3950噸。烏茲別克斯坦:完成92口徑向鉆井,平均井深2500米,平均單井日增產4.9桶(約0.7噸)。美國完成29口井,平均單井日增產16桶(約5噸)。四、現場應用54四、現場應用4、增產效果在烏茲別克斯坦施工的92口徑向井中,施工后最高日產桶數95桶,最低53桶,施工前后產量漲幅最大為45桶。四、現場應用在烏茲別克斯坦施工的92口徑向井中,55在美國施工的29口徑向鉆井增產效果對比,施工后最高日產桶數160桶,最低6桶,10號井最大漲幅150桶,11號井95桶。四、現場應用4、增產效果在美國施工的29口徑向鉆井增產效果對比,施工56收集試井和地層測試數據,壓力不低于原始地層壓力的45%;前后噴嘴利用高速射流鉆入地層形成容許噴嘴軟管進入的導向孔,后向噴嘴利用高速射流產生向前的牽引力拖動高壓軟管實現送進,后向噴射還起到擴孔和輔助排屑的作用。滴水穿石形容持之以恒必有所得,但滴水的確可以穿石。噴嘴的牽引力F可由下式計算:連續油管在徑向鉆井中的應用極大地提高了徑向鉆井作業的效率、降低了作業時間和成本。該井施工地層孔隙度0.總部位于美國德州休斯敦石油城,從事專業的徑向鉆井技術研發、設備制造以及現場作業服務,在全球30多個國家開展了1000余口井的徑向鉆井服務。總流量4)加強縱向低滲透層注水。稠油井注蒸汽長期生產開采導致地層輸油通道堵塞,地層溫度降低,稠油變稠,流動性變差,后期開采產量逐漸降低。三、技術概況

3、井下工具冷37-67-596井自下而上鉆遇了新生界第四系平原組,上第三系明化鎮組、館陶組、下第三系東營組、沙河街組砂一、二段、三段、四段地層。三、技術概況

3、井下工具冷37-67-596井噴射數據設計注入頭(井深>3000m)2002年4月份補孔注汽作業,7月份開始采油,2004年12月由于水淹關井,有效生產時間316.對于排狀注采井網,應用徑向鉆井技術在注水井中往油井排方向鉆孔,能夠有效縮短注采排距,促使油井注水受效。注入頭(井深>3000m)徑向鉆井技術是一種油氣田增產及完井技術,主要為低滲透、稠油、老油田和邊際油氣提供一種經濟高效的開采途徑;高壓水射流徑向鉆井拋棄了常規水平并靠鉆頭旋轉機械破巖的方法,采用的是高壓水射流破巖成孔技術。確定套管強度,設計同一水平面的井孔數。4mD,泥質含量25.主要內容一、發展現狀二、原理簡介三、技術概況四、現場應用五、存在問題六、結論收集試井和地層測試數據,壓力不低于原始地層壓力的45%;主要57由于徑向水平段鉆進過程無方向控制,僅通過向后噴射的射流推動鉆頭前進,這就導致了水平徑向井眼軌跡存在很大的不確定性,特別是鉆薄油層時,水平井眼易脫離儲層。水平井眼長度不能達到設計長度,造成這種現象的主要原因是由于連續管下放速度過慢,高壓軟管自重,向后噴射射流對井眼沖蝕嚴重,徑向水平井眼直徑變大,導致鉆頭向前推力不足,最終無法推動鉆頭前進。五、存在問題1、工程技術由于徑向水平段鉆進過程無方向控制,僅通過向后噴射的射流推動鉆58五、存在問題1、工程技術(3)由于設備功率一定,井下工具抗壓能力有限,這就決定了高壓軟管在地層穿越時的水平度,目前所能做到的最大壓力是105Mpa。(4)連續管長,液體壓力傳輸管程長,壓力損耗大,到噴射鉆頭壓力不足以破巖鉆進,高壓軟管的鋼性準直強度也隨之下降。五、存在問題(3)由于設備功率一定,井下工具抗壓能力有限,這59五、存在問題1、工程技術(5)開窗能力有限,主要是涉及套管尺寸、鋼級、壁厚。套管尺寸決定了導向鞋尺寸,目前施工主要涉及OD4-1/2“到7“套管;開窗鋼級涉及P110、TP100H、N80、J55等;壁厚小于10mm。(6)工具的疲勞壽命有限,井下工具連續管、螺桿馬達、萬向節、開窗鉆頭、噴嘴、高壓軟管、導向鞋。五、存在問題(5)開窗能力有限,主要是涉及套管尺寸、鋼級、壁60(7)完井技術難度較大。不能滿足各類油層的開采要求對徑向水平井的完井,國外較多采用的電化學射孔柔性縫隙襯管完井方法。這些方法基本能滿足各類油藏的開采要求,但技術含量較高。國內尚處于實驗室研究階段,目前國內采用的徑向水平井的完井方法有兩種;裸眼完井和水力壓裂礫石充填完井。五、存在問題1、工程技術(7)完井技術難度較大。不能滿足各類油層的開采要求對徑向水平61五、存在問題2、地質條件(1)要求施工油層厚度有限,由于無法實現裸眼噴射鉆進定向,在噴射鉆頭攜帶高壓管軟噴射鉆進的過程中方向趨于軟地層。(2)噴射鉆進的巖性有限,主要涉及砂巖、煤層、泥頁巖、碳酸巖、泥質粉砂巖,對于凝灰巖、玄武巖、花崗巖等噴射鉆進困難。一般要求孔隙度煤層高于5%,油層高于10%(適用低孔地層),滲透率煤層高于1mD,油層高于50mD(適用低滲地層)五、存在問題(1)要求施工油層厚度有限,由于無法實現裸眼噴射62主要內容一、發展現狀二、原理簡介三、技術概況四、現場應用五、存在問題六、結論主要內容63

徑向鉆井技術為低滲透、超低滲透油氣田的開采提供了一種經濟、快捷地途徑,同時該技術還可用于薄油層、成熟、枯竭油氣田剩余油氣資源的增產、開采,對低產井和老井極其有效,也可取代新井射孔作業,對于注水井、稠油注蒸汽井通道疏通,降低注水、注汽壓力,增加注水、注汽量有明顯效果。連續油管在徑向鉆井中的應用極大地提高了徑向鉆井作業的效率、降低了作業時間和成本。六、結論徑向鉆井技術為低滲透、超低滲透油氣田的開采提供64六、結論徑向鉆井技術為低滲透、超低滲透油氣田的開采提供了一種經濟、快捷地途徑,同時該技術還可用于薄油層、成熟、枯竭油氣田剩余油氣資源的增產、開采,對低產井和老井極其有效,也可取代新井射孔作業,對于注水井、稠油注蒸汽井通道疏通,降低注水、注汽壓力,增加注水、注汽量有明顯效果。連續油管在徑向鉆井中的應用極大地提高了徑向鉆井作業的效率、降低了作業時間和成本。六、結論65六、結論目前徑向鉆井技術可在一個儲層平面最多可鉆出16個徑向井眼,井眼直徑可達50mm,井眼長度達103m,最大作業深度也達到了3592.5m,實施徑向鉆井作業后油井增產效果明顯。新型高效徑向鉆井技術的研究,對提高國內低滲透油氣井單井產量、提高開采經濟效益、降低噸位成本具有重要的意義。六、結論66六、結論1、注水井的應用注水開發油田中由于一口注水井往往對應多口油井,注水井層吸水能力的大小、縱向上吸水均勻程度及平面上向四周推進均質程度決定了水驅油效率的高低,好的注水效果能夠使周圍多口油井受效,因此從某種意義上講,徑向鉆井在注水井施工具有更為廣闊的應用前景。六、結論67六、結論1、注水井的應用1)注水井層污染解堵:注水井長期注水后,受注水水質或井筒內雜質影響,往往在儲層近井地帶形成污染堵塞,使注水壓力升高,注水量下降。徑向鉆井技術進行儲層解堵增加日注水量的同時,能夠降低注水壓力,使套管及地面注水管網在較低的注水壓力下運行,減少套管返水,地面管線穿孔發生的頻度。

六、結論68六、結論1、注水井的應用2)減小注采排距。對于排狀注采井網,應用徑向鉆井技術在注水井中往油井排方向鉆孔,能夠有效縮短注采排距,促使油井注水受效。該技術是排狀注采井網排距調整的經濟、有效手段。3)加強特定方向注水。面積注水井網中,由于平面矛盾的存在,往往存在某一方向油井注水受效差或不受效的情況,利用徑向鉆井技術往某一特定方向鉆孔,能夠縮短注采井距,或穿透低滲區帶,加強特定方向的注水效果。

六、結論69噴嘴的牽引力F可由下式計算:不妨設前向噴嘴的流速系數為1,后向噴嘴的流速系數為0.1)注水井層污染解堵:注水井長期注水后,受注水水質或井筒內雜質影響,往往在儲層近井地帶形成污染堵塞,使注水壓力升高,注水量下降。徑向鉆井技術是一種油氣田增產及完井技術,主要為低滲透、稠油、老油田和邊際油氣提供一種經濟高效的開采途徑;不能滿足各類油層的開采要求對徑向水平井的完井,國外較多采用的電化學射孔柔性縫隙襯管完井方法。4)疏通稠油井注汽通道,增加注汽量。2002年4月份補孔注汽作業,7月份開始采油,2004年12月由于水淹關井,有效生產時間316.1)在套管上進行局部開窗,與常規開窗側鉆井相比對套管損傷小。中國古

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