定向井技术(第六章)

第六章水平井固井完井技术6.2水平井完井技术发展趋势6.1水平井固井完井技术

再钻分支多目标井眼智能完井可膨胀管施工及建井防砂欠平衡套管钻井较少的井眼较好的井眼较轻的表皮效应以少胜多一、完井理念6.1水平井固井完井技术二、水平井固井中的问题套管下入问题；水泥浆失水及析水问题；套管居中问题；清除岩屑床等问题；井眼下侧窄环空，注替水泥浆时泥饼及钻井液顶替效率较低，易形成窜槽，影响固井质量；析水聚积于井眼上侧，形成一条水带而影响固井质量。将为分层开采防水及防砂造成较大困难；水平井固井时水泥浆的失水需控制得更低，这样有利于提高水平井的固井质量。6.1水平井固井完井技术三、提高固井质量的措施技术思路主要从提高井下套管居中度、水泥浆零析水、极低的水泥浆失水及有效清除大斜度及水平段的岩屑床扶正器的设计使用直井段:每现两根套管安放一只弹性扶正器。造斜度及水平段:每根套管安放一只弹性扶正器。大斜度及水平段:井斜超过60的井段及水平段每根套管安装一只刚性扶正器。6.1水平井固井完井技术

套管扶正器6.1水平井固井完井技术四、提高固井质量的措施水泥浆性能控制：保证水泥浆的常规性能；控制析水及失水两项性能，对提高水平井的固井质量及减小水平井的施工风险非常重要；水泥浆析水均为零析水。水泥浆失水控制在50m1，控制得越小对于提高固井质量越好。6.1水平井固井完井技术五、水平井完井方式优选

近年来水平井完井技术有了较大的发展过去应用单一的固井射孔完井技术目前发展为一套适合多种油藏类型、保护油气层、提高水平井产能及采收率的综合工艺技术具有完善程度高、完井成本低、防止油层二次污染、提高油井产能及油层采收率的优点。对短半径侧钻水平井、分支水平井、大位移水平井等特殊水平井完井技术进行了深入地研究和大胆地尝试,并获得了成功。6.1水平井固井完井技术六、常用的水平井的完井方式裸眼完井钻孔/割缝衬管完井带管外封隔器的钻孔/割缝衬管完井固井射孔完井砾石充填防砂完井。6.1水平井固井完井技术七、不同油藏类型其主要完井方式

天然裂缝性油藏，储层以碳酸盐岩或灰岩为主，岩性致密，对于这类油藏以裸眼完井为主；砂岩油藏，砂体胶结程度好，不易出砂，以预钻孔筛管和割缝筛管完井为主；砂岩油藏，砂体胶结疏松，易出砂，必须进行先期防砂，可采用固井射孔后滤砂管防砂完井；稠油砂砾岩油藏，由于该类油藏原油性质比较稠，须注蒸汽热采，因此，一般采用固井射孔完井；在注水开发后期，油藏水淹严重，油水关系复杂，为防止目的层与非产层(水层)互窜，则要采用套管外膨胀式封隔器完井或造斜段局部注水泥完井。6.1水平井固井完井技术

八、综合完井技术克服钻井完井与采油脱接，开展采油对钻井完井的适应性研究；在完成油藏地质设计后，进行钻井工程设计前，先进行完井工程、采油工程和油层保护技术设计，从完井、采油和油层保护的角度提出对钻井工程的要求；防砂方式、采油方式、下泵深度、采液速度、后期作业等对井眼轨迹的设计提出要求，在设计造斜点、曲率半径及井身结构时，既要考虑到钻井的要求，又要考虑到完井管柱及后期井下工具的下入、泵挂深度等，保证实施效果；对各类油藏，钻井过程中都会造成一定程度的油层污染，重视油层保护及进行污染解除措施，提高水平井的产能。6.1水平井固井完井技术九、固井射孔完井工艺最主要的完井方式。包括套管固井射孔完井和尾管固井射孔完井。有利于避开夹层水、底水、气顶，可实施水平段分段射孔、试油、注采和进行选择性增产措施。胜利油田热采井及先期防砂水平井多采用此类完井方法，一般全井采用

177.8mm套管，热采水平井采用提拉预应力固井，水泥返至井口。尾管固井射孔完井可提高固井质量和保护油气层，钻水平段时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，保持产能。这种技术可降低钻井和完井成本，提高经济效益。目前，采用此类完井方法的水平井占多数，多采用244.5mm套管挂接139.7mm尾管完井。固井质量是至关重要的因素。采取的措施:使用添加剂改善水泥浆性能，采用耐高温水泥浆、低密度水泥浆，分级注水泥，紊流或塞流顶替，采用套管外封隔器，活动套管柱，加装套管扶正器提高居中度，采用尾管固井等。6.1水平井固井完井技术一般推荐采用负压射孔，对于地层疏松、胶结差的油藏采用近平衡压力射孔，高压地层和地层压力不明时采用正压射孔。水平井射孔传送方式采用油管传送射孔枪，液压引爆。可以实现油管内憋压射孔，也可以在射孔枪上部接一筛管，全井憋压射孔，射孔后可不动管柱测压或生产。水平井射孔按布孔方式分为定向和不定向2种。胜利油田的疏松砂岩油藏均选用定向射孔方式，一般采用180。下相位4排布孔;对岩性较致密的油藏选用不定向射孔技术，采用全相位螺旋布孔。水平井射孔大多选用大孔径深穿透射孔弹，如89枪、89弹，102枪、89型增强弹或102枪、102弹，孔径10-12mm，孔密16^-22孔/m.选适合油气层及流体特性的优质射孔液。与油层岩石和流体配伍，防止射孔过程中和射孔后对油层的进一步伤害，同时又能满足射孔施工工艺要求，并且成本低，配制方便。目前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，地层漏失严重的还要加入屏蔽暂堵剂。九、固井射孔完井工艺6.1水平井固井完井技术十、钻孔/割缝衬管完井工艺适用范围：天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩储层；单一厚储层或不要求层段分隔的储层；井壁不稳定，有可能发生井眼坍塌的储层；疏松的中、粗砂粒储层。益处：能提供足够的流通面积，储层不受水泥浆的污染，可防止井眼坍塌，成本相对较低。国外应用普遍，既起到裸眼完井的作用，又防止裸眼井壁坍塌堵塞井筒的作用，在一定程度上防砂。技术关键：如何解除钻井过程中的污染，解除钻井滤饼对油流通道及衬管的堵塞。常通过替浆和酸洗，彻底清洗裸眼井壁，然后再补充完井保护液。6.1水平井固井完井技术十一、带管外封隔器的衬管完井将管外封隔器技术与钻孔/割缝衬管完井及井眼清洗技术结合一起。可用于造斜段需要卡封水层或气层；对水平段油层非均质严重或水平段穿越多个层系的，套管外封隔器进行多层卡封，实现合采或分采。开发带多级套管外封隔器的钻孔/割缝衬管完井及井眼清洗技术，实现1次管柱完成卡封水层或气层、替浆、酸洗等作业。6.1水平井固井完井技术产层安装于造斜段底部靠近技术套管鞋，将产层与其它层位隔开套管环空封隔器AnnulusCasingPacker十二、分段注水泥衬管完井将造斜段部分注水泥固井技术、管外封隔器技术与衬管完井及井眼清洗技术结合在一起。施工过程：完井管柱下到设计位置，用洗井液及酸液驱替井筒内的钻井液和处理裸眼井壁，解除钻井时产生的油层污染，坐放悬挂器使尾管固定，释放液压释放工具。然后，加液压使封隔器膨胀，再加液压打开压差式注水泥阀，将水泥浆顶替到造斜段环形空间，封堵水层。6.1水平井固井完井技术

十三、胜利油田水平井完井技术存在问题完井方式单一:国外射孔完井、裸眼完井、衬管完井、管外封隔器完井、砾石充填完井并行。国内固井射孔完井占总完井数的90%以上。完井方式与油藏适应性不强。偏重于工艺的熟练程度，对完井方式与油藏适应性考虑不够，多数还是采用固井射孔完井，不利于复杂油气藏提高产能和采收率，由于油层压力下降，全井固井完井容易造成油层污染，且施工费用高，施工周期长。在固井完井方式中，目前只能采用全井固井或尾管固井，而不能进行1次管柱分(层)段多级固井，且固井质量难以保证。水平井的地层流入动态、产能预测、生产系统优化设计有待于进一步研究和完善。同时存在着射孔井段与产能的优化不好，往往井眼穿过多少油层就射开多少油层，造成浪费和后期无法实施增产措施的后果。水平井防砂方式单一，多采用射孔后管内悬挂滤砂管防砂，而国外多采用水平井裸眼砾石充填或管内砾石充填防砂，防砂效果好,寿命长。6.1水平井固井完井技术第六章水平井固井完井技术6.2水平井完井技术发展趋势

6.1水平井固井完井技术

随着科学技术的不断进步，水平井完井技术也在不断提高，正朝着降低成本、缩短施工周期、保护油层、提高采收率的方向发展，在这方面有许多工作要做，必须在应用中进行技术完善，完善后再进一步扩大应用，使水平井技术成为国内老油田开发后期提高采收率的重要措施。完井方式的科学选择是水平井完井技术的基础和关键。从完井方式对油藏的适应性和经济因素等方面综合考虑，最大限度地提高油井的完善程度，保护油气层，降低完井成本，充分发挥水平井的优势，提高油层采收率。6.2水平井完井技术发展趋势裸眼完井主要用于碳酸盐岩油藏及胶结致密的砂岩油藏等硬地层，国外水平井有相当大一部分采用裸眼完井。胜利油田的火成岩油藏、致密砂岩油藏甚至包括低渗油藏都适合进行裸眼完井。该技术的关键是如何有效地防止和解除钻井过程中造成的油层污染。通过欠平衡钻井技术的应用和完井时有效的油井保护措施，水平井裸眼完井技术一定会得到较好的推广应用。一、裸眼完井6.2水平井完井技术发展趋势筛管尾管悬挂器系统裸眼完井系统可膨胀封隔器衬管完井比固井射孔完井具有保护油气层、工艺简单、成本低廉等优点。适合衬管完井的油藏类型较多。随着技术的不断发展，衬管完井、带套管外封隔器的衬管完井技术将会得到重视和普遍应用。二、衬管完井6.2水平井完井技术发展趋势根据不同油藏类型及油藏条件，优化完井方案及施工工艺，采用不同的完井方案及完井管柱组合，达到保护油气藏、降低完井费用、提高产能及采收率的目的。在水平井的分(层)段固井、造斜段固井等复杂油气藏的开发中发挥重要的作用。三、内管多级注水泥尾管完井工艺技术6.2水平井完井技术发展趋势目前，水平井的固井质量还不稳定，存在第二界面胶结质量差，窜槽、水侵、套管贴边等缺陷。联合技术攻关，研究和改进水泥浆的配方及有效的添加剂、深入研究水泥的流动特性和施工工艺、科学有效地安装扶正器等一系列攻关。不断研究新的固井方法和工艺，如利用可膨胀式隔缝管代替套管，注水泥后再膨胀隔缝管，既提高了固井质量，又增大了井眼尺寸。四、水平井的固井质量6.2水平井完井技术发展趋势目前很多油区渗透率较低，低渗透未动用储量大，这部分未动用储量比较集中整装，条件相对较好，适合于进行水平井整体开发。随着油田的不断开发，这些低渗透油藏将是今后挖潜动用的重点。2001年中石化集团公司召开的提高采收率技术座谈会上，也重点部署了利用水平井整体开发低渗透油藏的先导试验任务。五、低渗透油藏水平井完井技术6.2水平井完井技术发展趋势与常规的悬挂滤砂管防砂技术相比具有防砂效果好、工作寿命长等优点，国外出砂油藏的水平井多采用。分裸眼砾石充填防砂和套管内砾石充填防砂2种。裸眼砾石充填防砂经济，但受井壁稳定性、筛管居中性、充填液的漏失等影响，实施难度大，风险高。套管内砾石充填防砂的技术关键是砾石的携带以及如何保证砾石在水平段不提前滞留形成砂桥或砂丘，从而保证使水平段的上侧也充填密实。国内在“九五”期间进行了砾石充填防砂技术研究，胜利油田研制了水平井砾石充填物理模拟试验装置，进行了水平井砾石充填数值模拟研究，完成了水平井砾石充填技术的前期研究，并取得了阶段性成果，目前正进行套管内砾石充填技术的关键工艺和器材的攻关。六、砾石充填防砂技术6.2水平井完井技术发展趋势6.2水平井完井技术发展趋势近年国外的新的防砂技术，特别适合于水平井；工艺简单、防砂效果好、抗侵蚀、抗堵塞、工作寿命长、膨胀后紧贴裸眼井壁，可有效地防止井壁及近井地带的构造垮塌，井筒尺寸大可最大限度地满足修井需要；ESS防砂技术为疏松砂岩油藏水平井完井闯出了新路，成为研究和应用的热点；可消除