复杂结构井完井采油技术

1、复杂结构井完井采油技术复杂结构井完井采油技术目目 录录一、概述一、概述复复 杂杂 结结 构构 井井水平井水平井侧钻井侧钻井侧钻水平井侧钻水平井分支井分支井大位移井大位移井 复杂井身结构井技术是复杂井身结构井技术是2020世世纪纪9090年代发展起来的集地质设年代发展起来的集地质设计、钻井工艺、完井工艺及采计、钻井工艺、完井工艺及采油工艺技术于一体的综合配套油工艺技术于一体的综合配套技术。它在新油田产能建设实技术。它在新油田产能建设实现少井高效、老油田利用现有现少井高效、老油田利用现有油井和油层的潜力，改善开发油井和油层的潜力，改善开发效果，提高采收率等方面都发效果，提高采收率等方面都发挥着十分

2、重要的作用。挥着十分重要的作用。 复杂结构井分类复杂结构井分类水平探井水平探井丛式水平井丛式水平井阶梯式水平井阶梯式水平井侧钻水平井侧钻水平井复杂结构井类型复杂结构井类型一、概述一、概述双连通水平井双连通水平井大位移水平井大位移水平井分支井分支井油管油管蒸气注入管蒸气注入管MD1,500m812.52m823.78m重力辅助泄油水平井重力辅助泄油水平井水平井的类型水平井的类型一、概述一、概述完井完井(well completion)(well completion) 衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，从钻开油衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，从钻开油层开始，到下入完井管柱、下入生产管柱

3、、排液，直至投层开始，到下入完井管柱、下入生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。产的一项系统工程。钻井完井钻井完井生产完井生产完井完井工程的概念完井工程的概念一、概述一、概述1 岩心分析及敏感性评价岩心分析及敏感性评价2 钻开油层的钻井液钻开油层的钻井液3 完井方式及方法完井方式及方法4 油管及生产套管尺寸选择油管及生产套管尺寸选择5 生产套管设计生产套管设计6 注水泥设计注水泥设计7 固井质量评价固井质量评价8 射孔及完井液选择射孔及完井液选择9 完井的试井评价完井的试井评价10 完井生产管柱完井生产管柱11 投产措施投产措施完井工程的内容完井工程的内容一、概述一、概述复杂结构井完井采油技

4、术复杂结构井完井采油技术目目 录录 国外水平井技术始于20世纪30年代，80年代得到迅速发展，90年代以来，水平井技术在国外已发展得相当成熟，形成了从水平井设计到钻井、完井和采油等配套技术，并且已成为石油行业的一项常规技术，大规模应用于不同类型的油气藏，取得了非常显著的经济效益。水平井已作为常规技术应用于几乎所有类型的油藏，如枯竭油藏、致密气藏、低渗油藏、边际油藏、高渗油藏等。二、水平井完井技术二、水平井完井技术 截至2000年底，世界上已有69个国家在各种油气藏中钻过水平井，总计达23385多口，其中多数在美国、加拿大和前苏联，每年完钻1000口左右，（到2000年底美国水平井数为10066

5、口、加拿大为9665口）。水平井分布以裂缝性油藏为主，约占53%，其次是底水和气顶油藏，约占33%。二、水平井完井技术二、水平井完井技术 近几年，随着膨胀管、智能完井等新技术的研究和应用，越来越多的国家和地区应用水平井、分支井及大位移井等复杂结构井技术来开采难动用储量、海上油气田或改善老区开发效果，都取得了明显的效果。目前，国外水平井最大水平位移达11500m，水平井最大垂深6062m，多分支水平井总水平段长度达到11342m。二、水平井完井技术二、水平井完井技术胜利油田：胜利油田：从从“八五八五” 期间开始研究应用水平井技术，期间开始研究应用水平井技术，1990年完钻了第年完钻了第一口科学试

6、验水平井一口科学试验水平井埕科埕科1井井 。“九五九五”期间又进行了套管内开窗侧钻期间又进行了套管内开窗侧钻水平井的技术攻关。水平井的技术攻关。 “十五十五”期间进入分支井技术、大位移井技术的研究期间进入分支井技术、大位移井技术的研究攻关。目前胜利油田以水平井、侧钻水平井、分支井为代表的复杂结构井攻关。目前胜利油田以水平井、侧钻水平井、分支井为代表的复杂结构井开采技术已成为新区开发、老区挖潜、提高采收率的重要手段。开采技术已成为新区开发、老区挖潜、提高采收率的重要手段。1.1.胜利油田水平井概述胜利油田水平井概述二、水平井完井技术二、水平井完井技术二、水平井完井技术二、水平井完井技术u 边底水

7、断块油藏（临边底水断块油藏（临2块、纯块、纯56、桩、桩1块等）块等）u 裂缝性油藏（草古裂缝性油藏（草古1潜山、商潜山、商741、平南潜山、正、平南潜山、正6潜山潜山等）等）u 稠油油藏（乐安稠油砂砾岩、单家寺稠油油藏等）稠油油藏（乐安稠油砂砾岩、单家寺稠油油藏等）u 整装高含水油藏（孤东油田、胜坨、孤岛油田等）整装高含水油藏（孤东油田、胜坨、孤岛油田等）u 地层不整合油藏（水平油田等）地层不整合油藏（水平油田等）u 低渗透油藏（渤南油田等）低渗透油藏（渤南油田等）u 薄层油藏（营薄层油藏（营31块）块）胜利油田水平井应用油藏类型胜利油田水平井应用油藏类型二、水平井完井技术二、水平井完井技术

8、 胜利油田的水平井数每年以胜利油田的水平井数每年以30305050口的速度增加。截止口的速度增加。截止到到20062006年年7 7月底，胜利油田共完钻投产各类水平井月底，胜利油田共完钻投产各类水平井523523口，累计口，累计产油产油706.3706.310104 4吨吨, ,取得了良好的应用效果。取得了良好的应用效果。 胜利油田已成为国内水平井技术发展最快、应用规模最胜利油田已成为国内水平井技术发展最快、应用规模最大的油区。大的油区。胜利油田水平井应用效果胜利油田水平井应用效果二、水平井完井技术二、水平井完井技术两个转变：两个转变： 完井技术由单一的完井技术由单一的固井射孔完井方式固井射孔

9、完井方式发展了发展了筛管完井方式等筛管完井方式等适应不同适应不同油藏类型特点的配套完井工艺，提高了油井的完善程度、降低了完井成本。油藏类型特点的配套完井工艺，提高了油井的完善程度、降低了完井成本。 开采工艺由开采工艺由全井射孔投产全井射孔投产发展成满足油藏及工艺要求的发展成满足油藏及工艺要求的分段开采工艺分段开采工艺技术，实现了分段采油、分段卡堵水，提高了采收率。技术，实现了分段采油、分段卡堵水，提高了采收率。三项技术突破：三项技术突破：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管内砾石充填防砂完井技术水平井管内砾石充填防砂完井技术低渗透油藏水平

10、井分段压裂技术低渗透油藏水平井分段压裂技术二、水平井完井技术二、水平井完井技术2.2.胜利油田水平井完井技术胜利油田水平井完井技术 完井方式优选技术完井方式优选技术水平井完井工艺技术系列水平井完井工艺技术系列二、水平井完井技术二、水平井完井技术二、水平井完井技术二、水平井完井技术完井方式优选技术完井方式优选技术 该软件利用录入的有关数据，可进行该软件利用录入的有关数据，可进行完井产能预完井产能预测、动态分析、完井方法选择测、动态分析、完井方法选择。二、水平井完井技术二、水平井完井技术水平井完井优选软件功能水平井完井优选软件功能二、水平井完井技术二、水平井完井技术1.完井产能预测完井产能预测 在

11、该功能模块中，我们可以针对不同类型的油藏进行在该功能模块中，我们可以针对不同类型的油藏进行砂岩油砂岩油藏完井产能预测藏完井产能预测 、碳酸盐岩油藏完井产能预测、碳酸盐岩油藏完井产能预测 、其它裂缝型油、其它裂缝型油藏完井产能预测藏完井产能预测 。水平井完井优选软件功能水平井完井优选软件功能二、水平井完井技术二、水平井完井技术水平井完井优选软件功能水平井完井优选软件功能2.动态分析动态分析 在该功能模块中，可对砂岩油藏、碳酸盐岩油藏、其它裂缝型油藏所对应的在该功能模块中，可对砂岩油藏、碳酸盐岩油藏、其它裂缝型油藏所对应的各种完井方式在完井产能预测的基础上，进一步对这一口井在此种完井方式下进各种完

12、井方式在完井产能预测的基础上，进一步对这一口井在此种完井方式下进行行经济评价，并显示评价结果。同时将显示产量随时间的递减曲线，采出程度随经济评价，并显示评价结果。同时将显示产量随时间的递减曲线，采出程度随时间的变化曲线时间的变化曲线，投资收益变化曲线，供决策人员参考。，投资收益变化曲线，供决策人员参考。二、水平井完井技术二、水平井完井技术应用示例应用示例 以碳酸盐岩为例进行动态分析以碳酸盐岩为例进行动态分析 点击点击“动态分析动态分析”菜单，进入菜单，进入“碳酸盐岩油藏碳酸盐岩油藏”菜单项。菜单项。二、水平井完井技术二、水平井完井技术 以碳酸盐岩为例进行动态分析以碳酸盐岩为例进行动态分析 点击

13、点击“射孔完井射孔完井”进入动态分析模块进入动态分析模块点击点击“调用油井资料调用油井资料”，进入射孔完，进入射孔完井的完井产能预测井的完井产能预测在完井产能预测模块点击在完井产能预测模块点击“计算计算”后，程序直接回到当前后，程序直接回到当前模块模块点击点击“打开参数文件打开参数文件”，调入动态评价参数，或直接填写数据。，调入动态评价参数，或直接填写数据。二、水平井完井技术二、水平井完井技术 以碳酸盐岩为例进行动态分析以碳酸盐岩为例进行动态分析 点击点击“计算计算”，查看动态分析结果。，查看动态分析结果。二、水平井完井技术二、水平井完井技术应用示例应用示例 以砂岩油藏为例进行完井方式优选以砂

14、岩油藏为例进行完井方式优选 点击点击“完井方法选择完井方法选择”菜单，进入菜单，进入“砂岩油藏砂岩油藏”菜单项菜单项 设定完井段产层性设定完井段产层性质（质（“多储层多储层”或或“单一储层单一储层”）并）并“添加添加”产层基本资料。在产层基本资料。在“单一储层单一储层”状状态下，只能添加一组数据资料，若多次进行态下，只能添加一组数据资料，若多次进行“添加添加”则只有最后一次则只有最后一次“添加添加”有有效。效。二、水平井完井技术二、水平井完井技术 以砂岩油藏为例进行完井方式优选以砂岩油藏为例进行完井方式优选 点击点击“下一步下一步”，进入完井方法选择输入参数模块，进入完井方法选择输入参数模块利

15、用利用“打开参数文件打开参数文件”读入参数或直接填写数据，并设定储层底水与气顶情况读入参数或直接填写数据，并设定储层底水与气顶情况点击点击“下一步下一步”进入进入井壁稳定及出砂预测模块。井壁稳定及出砂预测模块。 二、水平井完井技术二、水平井完井技术 以砂岩油藏为例进行完井方式优选以砂岩油藏为例进行完井方式优选 在井壁稳定及出砂预测模块中，根据前面输入的数据资料，首先估算并显示出在井壁稳定及出砂预测模块中，根据前面输入的数据资料，首先估算并显示出了储层的各个应力数据，如有更准确的数据修正此数据。根据已有数据资料设定了储层的各个应力数据，如有更准确的数据修正此数据。根据已有数据资料设定临井出砂状态

16、。临井出砂状态。 二、水平井完井技术二、水平井完井技术 以砂岩油藏为例进行完井方式优选以砂岩油藏为例进行完井方式优选 点击点击“继续继续”，查看完井方法选择结果。，查看完井方法选择结果。 二、水平井完井技术二、水平井完井技术通过对胜利油田不同油藏类型和工艺特点通过对胜利油田不同油藏类型和工艺特点的水平井完井方式适应性进行评价和优选，的水平井完井方式适应性进行评价和优选，得出了主要得出了主要完井模式完井模式，为水平井开发提供，为水平井开发提供了理论支持。了理论支持。二、水平井完井技术二、水平井完井技术l 上第三系明化镇组、馆陶组油藏，为河流相砂体，埋深一般小于上第三系明化镇组、馆陶组油藏，为河流

17、相砂体，埋深一般小于2500m。储。储层孔隙度层孔隙度30.2%，渗透率，渗透率145010-3m2。l 油藏类型：层状断块构造油藏，纵向含油井段长，油层层数多。油藏类型：层状断块构造油藏，纵向含油井段长，油层层数多。 浅层油藏浅层油藏 高孔、高渗，压力低，易漏失，固井完井污染油层高孔、高渗，压力低，易漏失，固井完井污染油层 油层埋藏浅，胶结程度差，易出砂油层埋藏浅，胶结程度差，易出砂二、水平井完井技术二、水平井完井技术完井方式一完井方式一悬挂封隔器悬挂封隔器炮眼炮眼金属毡滤砂管金属毡滤砂管丝堵丝堵人工井底人工井底二、水平井完井技术二、水平井完井技术水平井造斜段注水泥、裸眼封隔器分段及滤砂管完

18、井水平井造斜段注水泥、裸眼封隔器分段及滤砂管完井完井方式二完井方式二二、水平井完井技术二、水平井完井技术水平井尾管悬挂、裸眼封隔器分段滤砂管完井水平井尾管悬挂、裸眼封隔器分段滤砂管完井完井方式三完井方式三二、水平井完井技术二、水平井完井技术水平井砾石充填防砂完井水平井砾石充填防砂完井完井方式四完井方式四二、水平井完井技术二、水平井完井技术特点：构造类型为潜山披覆背斜；油藏埋深特点：构造类型为潜山披覆背斜；油藏埋深37003700米；储层为扇三角洲沉积砂体，中低孔米；储层为扇三角洲沉积砂体，中低孔中低渗为主，中低渗为主，孔隙度孔隙度10102020，渗透率一般小于，渗透率一般小于10010010

19、10-3-3 m m2 2，非均质性强；非均质性强；油藏类型为油藏类型为构造岩性层状未饱和油藏，构造岩性层状未饱和油藏，含油井段长，含油井段长，油层层数多，储量丰度高；油层层数多，储量丰度高；地层压力系数平均地层压力系数平均为为1.031.03，局部为高压异常；，局部为高压异常；原油性质为常规稀油；天然能量不足，依靠注水开发原油性质为常规稀油；天然能量不足，依靠注水开发深层油藏深层油藏 二、水平井完井技术二、水平井完井技术完井方式一完井方式一二、水平井完井技术二、水平井完井技术封隔器水泥充填套管（不固井）射孔完井封隔器水泥充填套管（不固井）射孔完井完井方式二完井方式二二、水平井完井技术二、水平

20、井完井技术水平井造斜段注水泥、裸眼封隔器分段及筛管完井水平井造斜段注水泥、裸眼封隔器分段及筛管完井完井方式三完井方式三二、水平井完井技术二、水平井完井技术水平井尾管悬挂、裸眼封隔器分段筛管完井水平井尾管悬挂、裸眼封隔器分段筛管完井完井方式四完井方式四二、水平井完井技术二、水平井完井技术2.2.胜利油田水平井完井技术胜利油田水平井完井技术 完井方式优选技术完井方式优选技术水平井完井技术系列水平井完井技术系列二、水平井完井技术二、水平井完井技术 胜利油田水平井主要采用三种完井方式：固井射孔完胜利油田水平井主要采用三种完井方式：固井射孔完井、筛管完井、裸眼完井。截至井、筛管完井、裸眼完井。截至200

21、62006年年7 7月月，胜利油区共有，胜利油区共有各类水平井各类水平井523523口，口，大部分采用了大部分采用了固井射孔完井固井射孔完井。固井射孔固井射孔88.5筛管完井筛管完井9.9 裸眼完井裸眼完井1.6二、水平井完井技术二、水平井完井技术（1）固井射孔完井技术）固井射孔完井技术二、水平井完井技术二、水平井完井技术提高固井胶结强度研究提高固井胶结强度研究 在完井管柱上连接一定数量的在完井管柱上连接一定数量的刮泥器，在完井管柱下井过程中达刮泥器，在完井管柱下井过程中达到破坏泥饼的作用。到破坏泥饼的作用。 在固井过程中，在泵入前置液在固井过程中，在泵入前置液之前，先泵入一定量的低伤害酸，之

22、前，先泵入一定量的低伤害酸，达到清除泥饼的作用。达到清除泥饼的作用。套管套管水泥水泥环环地层地层二、水平井完井技术二、水平井完井技术分段射孔工艺研究分段射孔工艺研究 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、水平井完井技术二、水平井完井技术提高各射孔段的开发效果提高各射孔段的开发效果提高最终采收率提高最终采收率P PP P根据地质特点、测井资料、根据地质特点、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射孔参数射孔参数分段射孔工艺研究分段射孔工艺研究二、水平井完井技术

23、二、水平井完井技术二、水平井完井技术二、水平井完井技术水平井分段射孔软件功能水平井分段射孔软件功能 是一套在多层（单层）射孔条件下，适用于是一套在多层（单层）射孔条件下，适用于直井、斜井和水平井的射孔参数优化系统。根据直井、斜井和水平井的射孔参数优化系统。根据输入的地层数据以及射孔枪输入的地层数据以及射孔枪(弹弹)数据库，基于调数据库，基于调整生产剖面（提高驱替效率）的思想，软件自动整生产剖面（提高驱替效率）的思想，软件自动优选出不同射孔段的孔密和射孔枪弹等格式信息，优选出不同射孔段的孔密和射孔枪弹等格式信息，同时可对影响产能的同时可对影响产能的12个有关参数进行敏感性分个有关参数进行敏感性分

24、析和进行负压射孔设计。析和进行负压射孔设计。二、水平井完井技术二、水平井完井技术应用示例应用示例 输入表中列出的与优化射孔有关的各参数信息。输入表中列出的与优化射孔有关的各参数信息。二、水平井完井技术二、水平井完井技术 输入每个储层的有关参数信息。输入每个储层的有关参数信息。二、水平井完井技术二、水平井完井技术 打开打开射孔枪弹组合数据库，可以添加记录、删除记录，也射孔枪弹组合数据库，可以添加记录、删除记录，也可以选定默认的射孔枪弹组合可以选定默认的射孔枪弹组合。二、水平井完井技术二、水平井完井技术 设定优化设计方式：设定优化设计方式：调节孔密：每一小层选用默认的射孔枪弹组合，优化设计后，不同

25、层的孔密不同；调节孔密：每一小层选用默认的射孔枪弹组合，优化设计后，不同层的孔密不同；调节孔深：每一小层采用相同的孔密，优化设计后，不同层采用的射孔枪弹不同；调节孔深：每一小层采用相同的孔密，优化设计后，不同层采用的射孔枪弹不同；全部自动优化：优化设计后，各层既采用不同的孔密，又采用不同的射孔枪弹组合。全部自动优化：优化设计后，各层既采用不同的孔密，又采用不同的射孔枪弹组合。二、水平井完井技术二、水平井完井技术180度下度下4相位相位180度下度下4相位相位 根据辛根据辛151151平平1 1井的地质特点、储层井的地质特点、储层参数、油井数据等资料，进行了参数、油井数据等资料，进行了水平井水平

26、井分段射孔优化分段射孔优化，设计该井分两段射孔，设计该井分两段射孔，第一段第一段147m147m，第二段长，第二段长31.5m31.5m，射孔参数，射孔参数采用下相位采用下相位180180度螺旋布孔度螺旋布孔 。 先射开第一段投产，初期日油先射开第一段投产，初期日油81t/d81t/d，含水含水0.40.4。生产。生产4 4年后含水年后含水9797，累计，累计产油产油8.538.53万吨万吨。 第二段射孔第二段射孔31.5m31.5m，初期，初期日产油日产油82t82t，含水为含水为3232，稳定后日产油达到，稳定后日产油达到40t40t左右，左右，比临井日产油多比临井日产油多17%17%。 该井累计产油该井累计产油10.310.310