水平井完井技术研究

水平井完井技术研究

近年来，随着气田开发向低渗和厚油藏的发展，水平井开挖技术在胜利油田得到了广泛应用。随钻测量技术、钻井液技术及水平井完井技术成为推动水平井技术进步的三大支柱。其中,水平井完井技术逐渐受到重视,进入日新月异的发展阶段。国外公司相继研究开发如智能完井、裸眼分段压裂以及膨胀管完井等完井新技术,取得了显著经济效益。国内完井技术则立足国情,采取以独立筛管完井、筛管+管外封隔器完井、固井射孔完井为主的完井方式,降低施工风险,控制完井成本,保证油气田开发效益。胜利油田相继完成了“八五”、“九五”期间国家级课题“水平井、侧钻水平井完井技术研究”、“十五”期间中石化集团公司科技攻关项目“分支井、大位移井完井技术研究”等重大项目的研究攻关,形成了具有胜利特色的水平井完井技术——筛管完井系列技术、水平井提高固井质量特色技术、膨胀管完井技术等,为水平井完井提供了强有力的技术支撑,为胜利油田提高“两率”奠定了坚实的完井技术基础。1叶片层压缩技术的scen语句系统1.1多段压滤饼洗脱液的多段压滤膜1.1.1水平井防砂完井技术滤饼酸洗工艺就是在完井外管串底端下入洗井阀,完井内管串连接滤饼清洗密封器,底端连接插入杆,通过清洗密封器与筛管、插入杆与洗井阀的密封配合,起到液流改向、建立管内与管外循环通道、清洗裸眼井壁的目的。水平井先期裸眼防砂完井的技术关键是如何有效地解除钻井过程中的油层污染以及钻井滤饼对地层油流通道及滤砂管的堵塞。目前最常用的方法就是通过酸洗彻底清洗裸眼井壁,然后再补充完井保护液的方式,提高油层渗透率,防止滤砂管堵塞。1.1.2井壁酸液的流动性传统的滤饼清洗工艺中只有1个滤饼清洗密封器,酸液在流动阻力较大的井壁与筛管的环空内很难流动,从而导致酸液在筛管和内管之间的环空呈“S”形流动,不能有效清洗井壁。鉴于此,在酸洗内管串上增加滤饼清洗密封器的数量,将筛管和内管间的环空分成许多小室,增加了酸液在筛管与内管环空间的流动阻力,限制酸液沿井壁与筛管环空内流动,提高了酸洗效率。1.1.3控压滤饼酸性工艺2008年在胜利油田各采油厂120余口水平井上应用了多级控压滤饼酸洗工艺。结合水平段长度,优化滤饼清洗密封器的数量,形成了成熟的现场施工方案,酸洗效果良好。1.2segmenedcsen技术的segmenedcompositiontechnology1.2.1水平分段完井技术胜利油田许多水平井,由于层位的非均质性比较严重,油水夹层、油水同层较多,给水平井分段完井创造了条件。该技术就是在水平筛管段下入管外封隔器,管外封隔器两端连接套管,通过内管封隔器在管外封隔器两端覆盖打压的方式,依次胀封水平段管外封隔器,达到水平段层间分隔的目的。为后期采油作业、修井作业、增产措施提供条件。1.2.2重复胀封,保压稳定(1)分段内管封隔器内径小于外层套管内径10mm,克服了传统皮碗封隔器过盲板位置刮坏的弊端,可以重复胀封,保压效果稳定。(2)分段管外封隔器采用实体压缩式管外封隔器,压缩后的橡胶实体嵌入地层,提高了分段质量。1.2.3现场实例该工艺已在胜利、大港等油田实施十余口井,大幅延长油井无水或低含水采油期,提高油井采收率和油藏开发效果,取得了较好的经济效益。1.3井下防砂工艺对于地层砂分选差、泥质含量高达20%以上的砂岩油藏,单一的滤砂管水平井防砂工艺已不能满足水平井长期高效开发的要求。为此研制开发了水平井管内砾石充填防砂技术和水平井裸眼砾石充填防砂技术。1.3.1充填支撑剂和充填剂的研制建立水平井全尺寸物理模型,开展水平井“平衡堤充填”机理研究,为管内砾石充填技术的攻关奠定了理论基础。在工艺管柱方面,研制开发了集水平段坐封、丢手、充填口定位于一体的充填工具,双精度结构设计的复合绕丝筛管实现了抗堵塞的挡砂功能;压差式阻流装置的优化设计,实现了水平段分段连续充填的功能,提高充填效率;研究开发了SPF-1型携砂液体系以及DM-1型低密度充填支撑剂;建立了液固两相流体数学模型对水平井充填最小排量进行了科学设计,优化施工参数。该技术已在胜利、大港、冀东等12口井进行了现场试验,成功率达100%,最长充填井段达到258m,整体技术达到国际先进水平。1.3.2砂管结构优化水平井裸眼砾石充填作为较先进的防砂方法之一在国外广泛应用。胜利油田近年来开展了该技术的研究与应用,主要采用精密复合滤砂管裸眼完井,管外进行逆向砾石充填的方案。优化设计了集流保护罩及逆向充填装置,采用三级锥形密封确保插入段密封效果,冲筛增阻器提高了水平井砾石充填密实度;优选了胍胶携砂液、清洁携砂液,残留率低,返排率高;优选轻质陶粒砂作为充填砂,避免蒸汽碱蚀伤害、减弱粉细砂渗滤堵塞。目前已经在埕北701-平1、草109-平2井等5口井上进行了先导试验,取得了初步效果。1.4在鱼骨水平分支的岩石中建造岩石桩的技术包括丰富的cow藻技术的水生祖先1.4.1井型井型开发技术鱼骨状水平分支井具有最大限度地增加油藏泄油面积、充分利用上部主井眼、节约钻井费用等显著优点,达到提高油井产量和采收率的目的,成为高效开发油气藏的理想井型。目前,国内这类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筛管、分支井眼裸眼2种完井方式,主井眼与分支井眼没有机械连接,更没有密封,分支井眼容易坍塌、出砂,生产寿命短,一个分支井眼水淹往往导致全井水淹。1.4.2井眼衬管和管口衬管模拟胜利油田即将实施2种新的完井方式,主井眼仍然是裸眼或滤砂管,分支井眼下滤砂管衬管,分支井眼衬管有封隔装置,另外有倒刺装置防止衬管滑入主井眼。这种完井方式的进步在于提高了分支井眼的稳定性。2固井中的难水平井固井质量差、长水平段水平井和大位垂比水平井管串下入困难的问题严重制约着固井完井、压裂增产及MRC等技术的发展。经过近年来的科研攻关和技术积累,胜利油田在水平井固井工具开发方面取得了长足进步,形成了多项先进实用的水平井特色工具。2.1旋转尾管固井技术固井施工时转动套管可以显著提高水泥浆的顶替效率,对于尾管固井而言,就需要配套尾管坐挂后可以旋转的尾管悬挂器。采用旋转尾管固井技术优势在于:有助于尾管顺利下入到位;有助于提高固井质量;有利于解决定向井套管偏心顶替效率差的问题;有助于防止环空窜流通道的形成。2.2油藏自膨胀封闭器h-ws换言2.2.1性成自膨胀管外封隔高遇油遇水膨胀橡胶具有较好的弹性和力学强度。利用遇油遇水体积自动膨胀的特性制成自膨胀管外封隔器具有如下特点:膨胀比高,能实现大直径井眼的封隔;适合不规则井眼,实现无间隙封隔;自动膨胀,简化施工工艺,降低施工风险。先后开展了遇油遇水橡胶膨胀试验、拉伸试验、封隔器承压能力试验等,效果较好。2.2.2不同种类植物可以膨胀3、4、5倍(1)在室温条件下,将遇油自膨胀式橡胶放置于柴油中,考察其膨胀2天半后的效果。根据橡胶配方的不同,其分别可以膨胀3、4、5倍,见表1。(2)分别是将中心管尺寸为Ø88.9mm和Ø139.7mm的封隔器放入尺寸为Ø177.8mm和Ø244.48mm的套管内进行打压,考察遇油自膨胀式橡胶的耐压能力,加压30MPa,无泄漏,胶筒承压状况良好,完全可以满足现场施工要求。3膨胀管完井技术原理3.1侧井膨胀管道填充技术的外孔运河技术3.1.1膨胀套管工艺技术膨胀套管技术依托863课题“膨胀管钻井技术”、中石化重大科技攻关项目“实体膨胀套管技术研究与应用”,先后研发了膨胀套管材料及处理工艺、膨胀机构、特殊螺纹等核心技术,开展了膨胀套管补贴及侧钻井膨胀套管完井等作业。3.1.2原井和井管之间的固井作业困难(1)提高了固井质量。井眼完成后先对其进行扩眼,避免小间隙造成的固井作业困难。(2)膨胀管完井的井眼内径达到104.5~108mm,有效扩大了生产套管内径。(3)完井套管与原井套管重叠段具有悬挂及密封双重功能。(4)易于射孔、测试、修井等作业以及生产管理等。3.1.3现场应用胜利油田先后进行了4次侧钻井膨胀套管完井作业,34次套管补贴作业成功率100%,形成了国内最好的膨胀管完井技术。3.2膨胀防砂筛查和完井技术exposition砂浆机械论3.2.1井壁管用砂粒降低井壁成本可膨胀割缝管是在管材上割出一系列交错排列的轴向割缝,比实体管更容易膨胀开。其主要优点在于:膨胀后筛管紧贴井壁,减少了砂粒的移动及筛管堵塞问题;大幅度减少砂粒撞击和冲蚀问题;作业费用比传统防砂作业费用少,油井成本大幅降低。膨胀筛管能够适合各种套管完井井眼,以及井壁规则的裸眼井眼,由于其具有最大的外内径比,较强的弯曲能力,特别适用于水平井、多分支井、侧钻井、连续油管、重复补救防砂及小井眼井的防砂。3.2.2膨胀筛管现场试验在试验井内,采用Ø177.8mm套管内挂Ø114.3mm膨胀筛管方式开展了一系列试验,试验过程顺利,为下一步现场试验奠定了良好基础。4下步解决方案的问题和方法4.1井存问题分析水平井为油田勘探开发作出了巨大贡献,今后开发重点将是超稠油、特低渗等低品位油藏,水平井的应用将越来越广泛。但现在水平井完井尚存在以下问题。(1)水平井筛管完井出水后缺乏手段,含水上升快,有效开采期短。胜利油田水平井高含水停产已占所有停产水平井的半数以上,高含水已经严重制约水平井的高效生产。(2)热采水平井筛管易损坏,导致出砂停产,完井工艺及工具有待优化。(3)鱼骨状水平井分支井眼缺乏多样化的完井手段,生产有效期短。(4)水平井固井质量不高,压裂窜槽严重,大幅度地降低了增产措施效果。4.2新型完井工具(1)水平井完井方式、工艺优化设计技术。开展不同油藏、不同区块地质条件下,水平井开采产液剖面精确描述技术研究,根据产液剖面优化完井工艺,延长水平井生产有效期。(2)新型完井筛管、完井工具研究。开发膨胀防砂筛管、自缓蚀防砂筛管等新型完井工具,提高水平井、特殊结构井的完井方式适应性,充分发挥水平井、特殊结构井开发优势。(3)延缓底水锥进的筛管分段完井技术。开发适用于筛管完井的长效管外封隔器及胀封工艺,研制开发井下测量及调控系统,实时调整水平段产液剖面,有效延长水平