胜利油田水平井完井技术现状及研究展望_赵金洲

第31卷第6期2009年12月

石 油 钻 采 工 艺

OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY

Vol. 31 No. 6

Dec. 2009

文章编号：1000 – 7393（ 2009 ） 06 – 0004 – 05

胜利油田水平井完井技术现状及研究展望

赵金洲1　赵金海2　杨海波2　魏新芳2

（1.胜利石油管理局，山东东营　257000；2.胜利油田钻井工艺研究院，山东东营　257017）

摘要：随着水平井在油田开发中应用越来越多，水平井完井技术也成为国内外研究的热点。胜利油田根据自身特点，先后开展了滤饼酸洗工艺、筛管分段技术、水平井砾石充填防砂技术、水平井提高固井质量和安全下入的工具技术、分支水平井完井技术、实体膨胀管和膨胀防砂筛管完井技术等方面的研究，形成了较为完善的水平井完井技术体系，为油田的持续生产奠定了坚实基础。

关键词：胜利油田；水平井完井；滤饼酸洗技术；分支水平井完井；膨胀管完井

中图分类号：TE243 文献标识码：A

Research status and prospect of horizontal well completion technology in Shengli Oilfield

ZHAO Jinzhou1, ZHAO Jinhai2, YANG Haibo2, WEI Xinfang2

（1. Shengli Petroleum Administration Bureau, Dongying 257000, China;

2. Drilling Technology Research Institute, SINOPEC Shengli Oilfield, Dongying 257017, China）

Abstract: Horizontal wells are applied widely in oilfield development. Completion technology of horizontal wells is becoming hotspot home and abroad. According to characteristics of Shengli Oilfield, mud cake acid pickling process, screen segmentation technol-ogy, gravel pack sand control technology for horizontal wells, cementing quality improvement and safe running-in-string technology for horizontal wells, multi-lateral horizontal well completion technology, solid expandable tubing and expandable sand screen are devel-oped, on the basis of which comprehensive horizontal well completion system is formed and continuous production in Shengli Oilfield is maintained.

Key words: Shengli Oilfield; horizontal well completion; mud cake acid cleanup; multi-lateral horizontal well completion; expand-able completion

近几年，随着油气田开发向低渗透、稠油油藏方向发展，水平井钻井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［1］、裸眼分段压裂［2］以及膨胀管完井［3］等完井新技术，取得了显著经济效益。国内完井技术［4-8］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。

国家重大专项项目： “低渗油气田完井关键技术研究（编号：2008ZX05022-006）”的部分研究成果；国家863项目“膨胀管钻井技术（编号：2006AA06A105）”的部分研究成果。

作者简介： 赵金洲，1963年生。1983年毕业于江汉石油学院钻井工程专业，从事石油工程技术管理工作，现任副局长。电话：0546-8710317。

赵金洲等：胜利油田水平井完井技术现状及研究展望5

1　筛管完井技术

Screen completion technology

1.1　多级控压滤饼酸洗工艺

M ulti-stage controlled pressure mud cake acid

cleanup process

1.1.1　工艺介绍　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　工艺创新　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　现场应用　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。

1.2　筛管分段完井工艺

Segmented screen completion technology

1.2.1　工艺介绍　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　工艺创新

（1）分段内管封隔器内径小于外层套管内径10 mm，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　水平井砾石充填防砂技术

G ravel packing sand control technology for hori-

zontal well

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　水平井管内砾石充填技术　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258 m，整体技术达到国际先进水平。

1.3.2　水平井裸眼砾石充填技术　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　鱼骨状水平分支井完井技术

F ishbone multilateral horizontal well completion

technology

1.4.1　发展概况　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［9，10］主要包括主井眼裸眼、分支