水平井完井技術研究

近年來，隨著氣田開發向低滲和厚油藏的發展，水平井開挖技術在勝利油田得到了廣泛應用。隨鉆測量技術、鉆井液技術及水平井完井技術成為推動水平井技術進步的三大支柱。其中,水平井完井技術逐漸受到重視,進入日新月異的發展階段。國外公司相繼研究開發如智能完井、裸眼分段壓裂以及膨脹管完井等完井新技術,取得了顯著經濟效益。國內完井技術則立足國情,采取以獨立篩管完井、篩管+管外封隔器完井、固井射孔完井為主的完井方式,降低施工風險,控制完井成本,保證油氣田開發效益。勝利油田相繼完成了“八五”、“九五”期間國家級課題“水平井、側鉆水平井完井技術研究”、“十五”期間中石化集團公司科技攻關項目“分支井、大位移井完井技術研究”等重大項目的研究攻關,形成了具有勝利特色的水平井完井技術——篩管完井系列技術、水平井提高固井質量特色技術、膨脹管完井技術等,為水平井完井提供了強有力的技術支撐,為勝利油田提高“兩率”奠定了堅實的完井技術基礎。1葉片層壓縮技術的scen語句系統1.1多段壓濾餅洗脫液的多段壓濾膜1.1.1水平井防砂完井技術濾餅酸洗工藝就是在完井外管串底端下入洗井閥,完井內管串連接濾餅清洗密封器,底端連接插入桿,通過清洗密封器與篩管、插入桿與洗井閥的密封配合,起到液流改向、建立管內與管外循環通道、清洗裸眼井壁的目的。水平井先期裸眼防砂完井的技術關鍵是如何有效地解除鉆井過程中的油層污染以及鉆井濾餅對地層油流通道及濾砂管的堵塞。目前最常用的方法就是通過酸洗徹底清洗裸眼井壁,然后再補充完井保護液的方式,提高油層滲透率,防止濾砂管堵塞。1.1.2井壁酸液的流動性傳統的濾餅清洗工藝中只有1個濾餅清洗密封器,酸液在流動阻力較大的井壁與篩管的環空內很難流動,從而導致酸液在篩管和內管之間的環空呈“S”形流動,不能有效清洗井壁。鑒于此,在酸洗內管串上增加濾餅清洗密封器的數量,將篩管和內管間的環空分成許多小室,增加了酸液在篩管與內管環空間的流動阻力,限制酸液沿井壁與篩管環空內流動,提高了酸洗效率。1.1.3控壓濾餅酸性工藝2008年在勝利油田各采油廠120余口水平井上應用了多級控壓濾餅酸洗工藝。結合水平段長度,優化濾餅清洗密封器的數量,形成了成熟的現場施工方案,酸洗效果良好。1.2segmenedcsen技術的segmenedcompositiontechnology1.2.1水平分段完井技術勝利油田許多水平井,由于層位的非均質性比較嚴重,油水夾層、油水同層較多,給水平井分段完井創造了條件。該技術就是在水平篩管段下入管外封隔器,管外封隔器兩端連接套管,通過內管封隔器在管外封隔器兩端覆蓋打壓的方式,依次脹封水平段管外封隔器,達到水平段層間分隔的目的。為后期采油作業、修井作業、增產措施提供條件。1.2.2重復脹封,保壓穩定(1)分段內管封隔器內徑小于外層套管內徑10mm,克服了傳統皮碗封隔器過盲板位置刮壞的弊端,可以重復脹封,保壓效果穩定。(2)分段管外封隔器采用實體壓縮式管外封隔器,壓縮后的橡膠實體嵌入地層,提高了分段質量。1.2.3現場實例該工藝已在勝利、大港等油田實施十余口井,大幅延長油井無水或低含水采油期,提高油井采收率和油藏開發效果,取得了較好的經濟效益。1.3井下防砂工藝對于地層砂分選差、泥質含量高達20%以上的砂巖油藏,單一的濾砂管水平井防砂工藝已不能滿足水平井長期高效開發的要求。為此研制開發了水平井管內礫石充填防砂技術和水平井裸眼礫石充填防砂技術。1.3.1充填支撐劑和充填劑的研制建立水平井全尺寸物理模型,開展水平井“平衡堤充填”機理研究,為管內礫石充填技術的攻關奠定了理論基礎。在工藝管柱方面,研制開發了集水平段坐封、丟手、充填口定位于一體的充填工具,雙精度結構設計的復合繞絲篩管實現了抗堵塞的擋砂功能;壓差式阻流裝置的優化設計,實現了水平段分段連續充填的功能,提高充填效率;研究開發了SPF-1型攜砂液體系以及DM-1型低密度充填支撐劑;建立了液固兩相流體數學模型對水平井充填最小排量進行了科學設計,優化施工參數。該技術已在勝利、大港、冀東等12口井進行了現場試驗,成功率達100%,最長充填井段達到258m,整體技術達到國際先進水平。1.3.2砂管結構優化水平井裸眼礫石充填作為較先進的防砂方法之一在國外廣泛應用。勝利油田近年來開展了該技術的研究與應用,主要采用精密復合濾砂管裸眼完井,管外進行逆向礫石充填的方案。優化設計了集流保護罩及逆向充填裝置,采用三級錐形密封確保插入段密封效果,沖篩增阻器提高了水平井礫石充填密實度;優選了胍膠攜砂液、清潔攜砂液,殘留率低,返排率高;優選輕質陶粒砂作為充填砂,避免蒸汽堿蝕傷害、減弱粉細砂滲濾堵塞。目前已經在埕北701-平1、草109-平2井等5口井上進行了先導試驗,取得了初步效果。1.4在魚骨水平分支的巖石中建造巖石樁的技術包括豐富的cow藻技術的水生祖先1.4.1井型井型開發技術魚骨狀水平分支井具有最大限度地增加油藏泄油面積、充分利用上部主井眼、節約鉆井費用等顯著優點,達到提高油井產量和采收率的目的,成為高效開發油氣藏的理想井型。目前,國內這類井的完井方式主要包括主井眼裸眼、分支井眼裸眼和主井眼下篩管、分支井眼裸眼2種完井方式,主井眼與分支井眼沒有機械連接,更沒有密封,分支井眼容易坍塌、出砂,生產壽命短,一個分支井眼水淹往往導致全井水淹。1.4.2井眼襯管和管口襯管模擬勝利油田即將實施2種新的完井方式,主井眼仍然是裸眼或濾砂管,分支井眼下濾砂管襯管,分支井眼襯管有封隔裝置,另外有倒刺裝置防止襯管滑入主井眼。這種完井方式的進步在于提高了分支井眼的穩定性。2固井中的難水平井固井質量差、長水平段水平井和大位垂比水平井管串下入困難的問題嚴重制約著固井完井、壓裂增產及MRC等技術的發展。經過近年來的科研攻關和技術積累,勝利油田在水平井固井工具開發方面取得了長足進步,形成了多項先進實用的水平井特色工具。2.1旋轉尾管固井技術固井施工時轉動套管可以顯著提高水泥漿的頂替效率,對于尾管固井而言,就需要配套尾管坐掛后可以旋轉的尾管懸掛器。采用旋轉尾管固井技術優勢在于:有助于尾管順利下入到位;有助于提高固井質量;有利于解決定向井套管偏心頂替效率差的問題;有助于防止環空竄流通道的形成。2.2油藏自膨脹封閉器h-ws換言2.2.1性成自膨脹管外封隔高遇油遇水膨脹橡膠具有較好的彈性和力學強度。利用遇油遇水體積自動膨脹的特性制成自膨脹管外封隔器具有如下特點:膨脹比高,能實現大直徑井眼的封隔;適合不規則井眼,實現無間隙封隔;自動膨脹,簡化施工工藝,降低施工風險。先后開展了遇油遇水橡膠膨脹試驗、拉伸試驗、封隔器承壓能力試驗等,效果較好。2.2.2不同種類植物可以膨脹3、4、5倍(1)在室溫條件下,將遇油自膨脹式橡膠放置于柴油中,考察其膨脹2天半后的效果。根據橡膠配方的不同,其分別可以膨脹3、4、5倍,見表1。(2)分別是將中心管尺寸為?88.9mm和?139.7mm的封隔器放入尺寸為?177.8mm和?244.48mm的套管內進行打壓,考察遇油自膨脹式橡膠的耐壓能力,加壓30MPa,無泄漏,膠筒承壓狀況良好,完全可以滿足現場施工要求。3膨脹管完井技術原理3.1側井膨脹管道填充技術的外孔運河技術3.1.1膨脹套管工藝技術膨脹套管技術依托863課題“膨脹管鉆井技術”、中石化重大科技攻關項目“實體膨脹套管技術研究與應用”,先后研發了膨脹套管材料及處理工藝、膨脹機構、特殊螺紋等核心技術,開展了膨脹套管補貼及側鉆井膨脹套管完井等作業。3.1.2原井和井管之間的固井作業困難(1)提高了固井質量。井眼完成后先對其進行擴眼,避免小間隙造成的固井作業困難。(2)膨脹管完井的井眼內徑達到104.5~108mm,有效擴大了生產套管內徑。(3)完井套管與原井套管重疊段具有懸掛及密封雙重功能。(4)易于射孔、測試、修井等作業以及生產管理等。3.1.3現場應用勝利油田先后進行了4次側鉆井膨脹套管完井作業,34次套管補貼作業成功率100%,形成了國內最好的膨脹管完井技術。3.2膨脹防砂篩查和完井技術exposition砂漿機械論3.2.1井壁管用砂粒降低井壁成本可膨脹割縫管是在管材上割出一系列交錯排列的軸向割縫,比實體管更容易膨脹開。其主要優點在于:膨脹后篩管緊貼井壁,減少了砂粒的移動及篩管堵塞問題;大幅度減少砂粒撞擊和沖蝕問題;作業費用比傳統防砂作業費用少,油井成本大幅降低。膨脹篩管能夠適合各種套管完井井眼,以及井壁規則的裸眼井眼,由于其具有最大的外內徑比,較強的彎曲能力,特別適用于水平井、多分支井、側鉆井、連續油管、重復補救防砂及小井眼井的防砂。3.2.2膨脹篩管現場試驗在試驗井內,采用?177.8mm套管內掛?114.3mm膨脹篩管方式開展了一系列試驗,試驗過程順利,為下一步現場試驗奠定了良好基礎。4下步解決方案的問題和方法4.1井存問題分析水平井為油田勘探開發作出了巨大貢獻,今后開發重點將是超稠油、特低滲等低品位油藏,水平井的應用將越來越廣泛。但現在水平井完井尚存在以下問題。(1)水平井篩管完井出水后缺乏手段,含水上升快,有效開采期短。勝利油田水平井高含水停產已占所有停產水平井的半數以上,高含水已經嚴重制約水平井的高效生產。(2)熱采水平井篩管易損壞,導致出砂停產,完井工藝及工具有待優化。(3)魚骨狀水平井分支井眼缺乏多樣化的完井手段,生產有效期短。(4)水平井固井質量不高,壓裂竄槽嚴重,大幅度地降低了增產措施效果。4.2新型完井工具(1)水平井完井方式、工藝優化設計技術。開展不同油藏、不同區塊地質條件下,水平井開采產液剖面精確描述技術研究,根據產液剖面優化完井工藝,延長水平井生產有效期。(2)新型完井篩管、完井工具研究。開發膨脹防砂篩管、自緩蝕防砂篩管等新型完井工具,提高水平井、特殊結構井的完井方式適應性,充分發揮水平井、特殊結構井開發優勢。(3)延緩底水錐進的篩管分段完井技術。開發適用于篩管完井的長效管外封隔器及脹封工藝,研制開發井下測量及調控系統,實時調整水平段產液剖面,有效延長水平