水平井采油工艺技术的研究与应用
水平井工艺配套技术应用现状及下步设想

收 稿 日期 :0 l 7 l 2 1 —O ~ 5
作者 简介 : 谢真 真 , 助理 工程师 ,0 7年毕 &i 中国石油大学 ( 20 ,f - 华东)现从 事油气田开发工作 。 ,
12 1
、
临 盘采 油厂 水平井 完井 方式 主要 有裸 眼 、 筛管 、 套 管射 孔 、 管完 成法 等 4种 。其 中采 用筛 管 、 尾 套管 射 孔完 井 的水平 井较 多 , 了 9 . 3 。完 井方 式 的 占 57 % 发 展 经 历 了三 个 阶段 : 临盘 采 油 厂第 一 口水 平 井 ① 临2 一平 1的完 井方 式是 尾管 完成 法 ; 1 9 ̄2 0 ② 97 06
低 液 量 ) 并针对 这 些 问题 提 出 了下 步工作 设 想 。 ,
关键 词 : 筛管 完井 ; 水平 井找 堵水 ; 砂 管 滤
中图 分类 号 : 5 TE38
文 献标 识 码 : ຫໍສະໝຸດ A文 章编 号 :0 6 7 8 (O 11一O l— 0 10u 912 1 )9 1 1 2
1 水平 井概 况 临盘采油 厂 自1 9 年在大芦家馆二钻投第一 96 口水 平 井 一临 2 一平 1井 以来 , 水平 井在 临盘 复 杂断 块油藏应用规模不断扩大。
目前全 厂共 有 水平 井 1 7口, 1 应用 于边 水 、 水 底 油藏 、 层 油藏 、 薄 特殊 岩 性 油 藏 、 向屋 脊断 块 油 藏 反
63 精 细注水 开发 技术 , 成适合 中渗 油藏 开发 特 . 形 点 的综合 配套工 艺 技术 。 [ 参考 文献 ] E] 王 平. 1 复杂 断块 油 田详探 与开 发 [ . 京 : M] 北 石 油工 业 出版 社 , 9 6 19.
采油工程中水平井注水工艺分析

采油工程中水平井注水工艺分析水平井注水工艺是指在采油工程中,采用水平井作为注水井进行注水。
通过水平井注水工艺,可以改善油井开采的效率和产能,提高采油工程的经济效益。
本文将对水平井注水工艺的原理、工艺流程和优势进行分析。
水平井注水工艺是通过在水平井中布置注水管道,将水平井与注水井连接起来,形成一条注水通道。
通过该注水通道,可以将水平井中的注水剂输送到注水井中,进而注入到油层中。
水平井注水工艺的主要原理包括:1. 水平井注水可以改变油层的孔隙结构,提高油井的渗透能力。
通过水平井注水,可以将注水剂均匀地注入到油层中,使得油层中的孔隙结构得到改善,孔隙连通性增强,从而提高了油井的渗透能力。
2. 水平井注水可以提高采油井的水驱效果,增强油井的采油能力。
通过水平井注水,可以有效地将注水剂输送到油层中,使得注水剂与油层中的原油混合,形成一个油、水、气三相流体体系。
在这个流体体系中,水相很容易与原油相互作用,使得原油的粘度降低,流动性增强,从而提高了油井的采油能力。
1. 设计水平井注水方案。
在进行水平井注水工艺之前,需要进行详细的工程设计。
设计人员需根据油井的地质条件、油层特性和注水剂的性质,确定最合适的注水方案。
2. 布置水平井注水设备。
在进行水平井注水工艺之前,需要进行注水设备的布置。
通常情况下,注水设备包括注水管道、注水泵和控制系统等。
这些设备的布置需要保证注水剂能够从水平井顺利输送到注水井。
3. 进行水平井注水操作。
在完成水平井和注水设备的布置之后,可以进行水平井注水操作。
操作人员需要根据注水方案,控制注水泵的流量和注入时间,确保注水剂能够均匀地注入到油层中。
4. 监测与分析注水效果。
在进行水平井注水操作之后,需要对注水效果进行监测和分析。
监测人员需要通过各种仪器和设备,对注水过程、注水剂和油井的状态进行实时监测,以评估注水效果。
水平井注水工艺具有以下几个优势:2. 减少采油井的水窟窿效应。
在水平井注水工艺中,注水剂可以均匀地注入到油层中,从而减少了油井的水窟窿现象。
石油工程中新型采油技术的应用

石油工程中新型采油技术的应用随着全球石油资源的日益枯竭和对能源利用的不断需求,石油工程中新型的采油技术应运而生。
这些新技术在提高石油开采效率、减少环境污染、降低生产成本等方面发挥了重要作用,成为石油工程领域的一大趋势。
一、水平井技术水平井技术是一种通过在水平方向钻探井眼来提高采油效率的技术。
相比传统的垂直钻井,水平井技术能够更有效地开采石油储量,降低开采成本,减少钻井次数,延长油田寿命。
水平井技术广泛应用于页岩气、致密油等非常规油气资源的开发中,为解决我国石油资源短缺问题发挥了重要作用。
二、压裂技术压裂技术是一种通过向井下注入高压液体将岩石裂开来提高油气的产出率的技术。
随着原有油气资源的开采,石油储层的渗透率和产能逐渐下降,传统的采油方法已经无法满足需求。
压裂技术通过将水泥、石英砂等颗粒物质注入井下,使油层中裂缝扩大,提高油气的产出率。
这种技术不仅可以提高油田的采油效率,还可以减少环境污染,成为了当前石油工程中不可或缺的技术手段。
三、CO2驱油技术CO2驱油技术是一种通过向油田注入二氧化碳来增加油井中地层压力、改善油藏条件以提高采油率的技术。
二氧化碳是一种无色、无味的气体,在注入油藏后可以与油藏中的原油发生物理化学反应,降低原油的粘度,增加原油的流动性,从而提高采收率。
CO2驱油技术不仅可以改善油田开采条件,还可以有效地减少二氧化碳的排放,减少温室气体对环境的影响,是一种环保型的新型采油技术。
四、电磁波采油技术电磁波采油技术是一种通过向油田中注入电磁波来改变油藏中原油的物理性质从而提高采收率的技术。
电磁波可以对油藏中的原油产生共振效应,从而改变原油的粘度、流动性等特性,使原油更容易被开采。
与传统的压裂技术相比,电磁波采油技术无需注入压裂液体,对环境更加友好,可以降低采油成本,同时提高采收率。
五、多相流体控制技术多相流体控制技术是一种通过对多种不同性质的流体进行混合、控制来提高采收率的技术。
在油田开采中,不同井眼中的原油、水、气体等流体往往是混合存在的,这种多相流体过程会影响到原油的产出率和生产效率。
稠油水平井均匀注汽工艺技术研究及应用

4 程序 设计
程 序计算 步骤如 下 :
参 考文献 资料 , 管 内蒸汽沿 程 压力 和干度 分布 油 的计算 公式为 :
D( d
一 —
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 ̄-n lgO -s) i
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( ) 入井 口蒸汽参 数及 注汽 管柱参数 ; 1输 ( ) 算垂 直段 和水平 段蒸汽 热损失 ; 2计 ( ) 算第 i 面处 的蒸汽 物性 参数 、沿程 阻力 3计 截
蒸 汽 的波及 体 积 , 高 油层 动 用 程度 , 而 提 高水 平 提 从 井开 发 的最 终采 收率 。
31建 立 水 平 井 段 油 管 蒸 汽 流 动 的物 理 模 型 .
2 现 状 分 析
20 0 5年 ,新 疆 油 田进行 浅 层 稠油 水 平 井开 发 试 验 , 初开发 采 用 “ 起 副管 注汽 、 主管 抽 油 ” 注 汽点 只有 ,
主题 词 均 匀注汽 稠 油热采 水平 井 注 汽工 艺
均 匀 注 汽技 术 研 究 ,改 善 水 平 井段 油 管 均 匀 布汽 状 l 鄹 霄 浅 层 稠油 水 平井 在 新 疆 油 田应 用 规 模 也 越来 越 况 , 于提 高水平 井开 发效 果具 有重要 意 义 。 对
个, 不能解 决 水平井 段 注汽 均匀 性 问题 。后来 经 过
多次 讨 论 , 采用 “ 副管 同时 注汽 ” 注 汽 点增 加 到 了 主 , 两 个 。2 0 0 5年 1 2月在转 抽前对 HW9 0 井 进 行温 度 61 测 试 , 水 平井 段 温度 测 试 曲线 如 图 1所示 , 后对 其 之 每 口水 平井都 进 行温度 压 力测 试 , 以便 准确 地掌 握水 平 井 段温 度 和压 力 数 据 , 时调 整 开 发 方案 , 及 保证 油
依托水平井修井工艺技术,提高采油效能

连续 冲砂装置 ,冲完一根单根后, 由机械液压密封换 向短节 , -
考虑到水平井的造斜井段及水平井段较长、井筒轴线变化不规 双补偿冲砂 自封和衬管总成三部分组成 。接完单根后 ,井 口接
则等原因 ,在水平井实施 修井作业 时,需遵循 以下原则:工艺 单根 的同时进行不停泵洗井 。上部密封 换向短节进入衬管后 , 过程必须保证安全、灵活 、可靠 :采用有效 的油管扶 正技术 , 经正循环或者反循环冲砂后 ,重复上述动作 。从与井 口四通连 提高成功率和有效率:受曲率 半径 的影 响,在保证其结构和密 接的返液 管线 中,泥砂从排砂 口排出,进入 除砂收油车 的多级 封性的条件下,下入 工具 的数量 、长度和外径尽可能的限制 , 除砂装置 ,较轻 的原油 留在罐体的上部,液体通过溢流管进入 同时管柱也应相对集中;井下工具全部采用地面液压控制,以 大罐,下部的清水循环使用 。水平井连续冲砂工作原理 ,向上 消除井筒摩阻所 带来 的影 响。 的液 流 通 道 被 自封 胶 芯 阻 断 , 冲 砂 液从 冲 砂 自封 侧 向 , 向下 的 2 水 平 井修 井技 术 的现 状 液流通道被密封总成阻断, 进入油管和衬管之 间的环形空间后, 水平井是井斜角达到或接近九十度 ,井身沿着水 平方 向钻 推动 阀芯 向上移动 。冲砂 自封安装在井 口,液流只能通过换 向 进一定长度的井。水平井井身结构 的特殊性 ,与直井相比,水 阀外管侧孔进入换 向阀内部 ,衬管通过衬管挂悬挂在井筒最上 平井修井难度大,工程风 险大 。主要体现为 : 部的套管 内。此时 ,换 向阀 内管的侧孔被打 开,密封换 向短节 其一 ,斜井段 、水平段管柱贴近井壁低边 ,受钟摆力与磨 连接在冲砂管下部 ,液流通过换 向阀 内管进入油 管内部 ,进行 擦力影响,还有流体流动方向和重力方 向不一致和接单根,井 正冲 砂 。 4 . 3 并 筒修 井技 术 内赃物易形成砂床,导致 作业管柱被卡 。 其二 ,受井眼轨迹 限制 ,直井常规井下工具、管柱难 以满 井筒修井的工艺有浅部井 筒修井工 艺技术和深部井筒修井 足水平井修井要求。 尤其是 小井眼水平井修井难度 和风 险更大 。 工 艺技 术 。 其三 ,打捞作业 ,鱼头引入和修整 困难 ;斜井段、水平段 浅部的井筒修井技术主要有:化 学流塞造壁堵漏技术 、套 常规可退式打捞工具不能正常 工作 ,遇卡不易退 出落鱼 。 管贴补工艺技术 、过泵封技术 。 其 四,设计 的修井液除 了保证减少钻具摩阻和具有较 好的 深部 的井 简修井工 艺,可 以采用 如下方法 : ( 1 )利 用螺 携 砂 能 力 还 要 减 少漏 失保 护 油 气 层 。 杆钻 结合三牙轮钻头对大块岩石进行破碎,再利用携砂液将碎 3 水 平 井 修 井存 在 问题 与 困难 块带 出井筒 。 ( 2 )双水泥车加上 重 卤水 的技术 ,利用双 水泥 3 . 1 问题 的大排量 带动大块岩石 ,然后利用重 卤水建立井筒 回压防止地 ( 1 ) 在进行水 平修井 的过程 中,为 了保护 油气层 ,减 少钻 层回吐,同时利用重 卤水 的粘度增加携砂的能力 ,最终将大块 岩石打 出井筒 。 ( 3 )利用切削 的十字 花笔尖对大块 岩石进行 具的摩擦力 ,需要选 用相应修井液 ,得到 良好的效果; f 2 ) 因 为 水 平 井 的形 态 特 点 ,其 受 力 状 况 和 力 的 传 递 状 况 破碎 ,施 工时上提管柱然后快速下放,下放 的管柱通过重力 的 4 )最后一 种工艺技 相对复杂 ,致使在进行解 卡打捞 时受力不 明,并且倒扣操作无 作用切削十字 花笔尖对大块 岩石 破碎 。 ( 法 掌 握 准 确 的 中 和 点 , 容 易 出现 较 大 的损 失 ; 术 是 采取 活 门打 捞 筒 进 行 打 捞 , 捞 出 岩石 在 进 行 下 一 步 的 施 工 。 ( 3 ) 在进行打 捞操作 时。在 水平段 或者斜井 段使用 的可退 5 总结 语 式打捞工具很难满足现场的施 工条件 ; 水平井钻井技术,是当今工业 最重要的关键技术之一 。随 ( 4 ) 水平井存 在一 定距 离 的水平 井段与斜井 段,这两 部分 着原油开采技术 的不断发展 ,水平井的技术 也得到大力推广 , 的井壁边和管柱的距离相对近 ,很容 易受到摩擦力和钟摆力的 应用井的数量 日益剧增 ,修井技术 日显重要。只有通过在开采 作用 ,再加上石油的水平 流动 作用 ,导致油层 出砂后在井 内的 的过程 中发现 问题 ,解决 问题;只有通过不断提 高认识才 能将 这项技术更好 的应用于采油工程 中,才能更好的适应市场经济 形成砂床 ,打捞工具台阶处带动沉砂堆积卡住作业柱管。 3 . 1 难 点 的需要,为油 田水平井 的健康发展保驾护航 ,进而有效 的促进 石 油 工业 的发 展 。 ( 1 ) 、 目前我 国的水平井修井作业技术水 平极 为欠缺 ; ( 2 ) 水平井 的堵水 、找水 施工技 术处于起步 阶段 ,尤其 是 参考 文献 小井眼水平井的施工难度 更大,成 功率很低 。为此需要不断地 [ 1文 1 ] 戈,水 平井修 井工艺技术 Ⅱ ] ,化学工程 与装 备 ,2 0 1 5 年 加深对水平井各种技术的均衡发展 ; 0 2期 8 5 _ 8 6 ( 3 ) 水平井修 井技术 整体落后 ,我 国的水平 井修井技 术 尚 [ 2 ] 方 治川,水平井修 井技术探 讨 Ⅱ ] , 中国石油和 化工标准 与 处于初级阶段,使用密封工具、封 隔器 以及分支井眼保护工具 质量 ,2 0 1 3 年2 4期 3 9 进行修井的周期过长,并且冲 功率有待进一步提升 。 [ 3 ] 田永林 ,油 田水平 井修井技 术研究 Ⅱ ] ,科技视 界 ,2 0 1 4年 ( 4 ) 水 平井 连 续 油 管修 井 技 术 不 成 熟 。 0 6期 7 2 4 水平井修井技术的发展方 向
水平井采油技术(讲座)详解

二、水平井完井技术
1、水平井完井方式
固井射孔完井工艺 钻孔/割缝衬管完井工艺 带管外封隔器的衬管完井工艺 水平井防砂完井
(1)固井射孔完井工艺
☆ 套管固井射孔完井
热采水平井以及先期防砂的水平井多采用套管固井射孔完井,
全井采用7 in套管,热采水平井采用提拉预应力固井,水泥返至 井口;先期防砂的水平井水泥返至最上部油气层顶界200米。 ☆ 尾管固井射孔完井 尾管固井射孔完井是在钻至油层顶界后,下技术套管注水泥
地面条件
地面条件不允许建多个井场 地面环境敏感
分支井的关键技术 分支井集中了定向井、水平井、侧钻井的技术难点,重点是完井技术。
(1)分支井的设计(根据油气
藏类型和采油方式);
(2)分支井的钻井工艺(随钻
地质导向寻优控靶);
(3)分支井钻井液;
(4)分支井井控;
(5)分支井完井;
(6)分支井测井。
分支井的发展状况
分支井的优越性
1、提高采收率/增加注入能力; 2、提高单井产量; 3、可防止锥进效应; 4、减少布井数量,降低开发成本; 5、扩大勘探区域,多方向确定油 气藏边界;准确描述油气藏地 质特性。
分支井的适用条件 1、多层系油气藏,夹层为致密砂岩, 垂直渗透率极低; 2、不连通砂体(多个透镜体); 3、断层多层系; 4、薄层油气藏; 5、低渗油气藏; 6、裂缝性油气藏; 7、重油或稠油油藏; 。。。。。。。
60型深穿透射孔器双套管穿 孔试验前照片
60型深穿透射孔器双套管穿 孔试验后照片
63型射孔器
特点: ♠ 深穿透、低伤害,高 能效 ♠ 性能稳定可靠 ♠ 采用最新的工艺设计
(2)钻孔/割缝衬管完井工艺
适用条件: a.天然裂缝性碳酸盐岩或硬质砂岩储层; b.单一厚储层或不要求层段分隔的储层; c. 井壁不稳定,有可能发生井眼坍塌的储层;
采油新技术的研究与应用

情况 下 ,采取注 C O 2气 的方 式 ,常 可取 得好 的效 果 。上 世 纪 8 0 年 代 , 国 外注 气混 相和 非混 相驱 油技 术在低 渗透 油藏 中 己得到 广泛 的应 用 ,并 获得
、
我 国采油 工程 技术 发展 阶段 分析
( 一 )探 寻及 分层 开采 工艺 技术 发展阶 段 本阶 段 主要是 从上 世纪 5 O年 代到 7 O年代 。这 个阶 段我 国做 了多方 面 的试 验 和技 术突破 ,这 其 中包括 油 田堵水 试验 ;油 层水 力压 裂试验 ;人工 举升 试验 :火烧 油层试 验 ;防 砂试验 ;注 蒸汽 吞 吐开采 试验 。本 阶段 中期
照拣主I
Ch i na Ch e mi c a l Tr a d e
中国化 1 : 贸易
2 0 1 3
采油新技术 的研究与应 用
孙 军 闫永洁 宋希 明
1 、胜利 油 田东辛采 油厂 : 2 、江汉 油 田分公 司清 河 采油厂 采油 3队
摘 要 :石 油作 为一种 不 可再 生能源 ,其 储量 是 有 限的 。在 当 前 的采 油 技术条 件 下 ,如 何最 大 限度地 采 出地 下剩 余的 原油 , 已成 为 石油 工业 的 一个 重要 任务。 油 田开 发 的关键技 术 之一 技术 就是采 油工 程技 术 。 本 文将通 过分 析 当前 我 国采 油工程 技术 发展 现状 , 介 绍与 我 国油藏相 适 应的 相关 采油 工艺 配套 技 术 ,
( 二 )C O 2驱油 技术 C O 2采 油技 术始 终是 石油 开采 领域 的研 究重 点 ,低 渗透 油 藏 由于渗 透 率过 低 ,或者储 层 中水敏 性黏 土矿 物较 多 ,见水 后发 生膨 胀阻 塞孔 隙 , 以 致注 水 时吸水 能力 差 ,甚 至不 能注 进水 ,或 者难 以见 到注 水效 果 。在这 种
水平井蒸汽技术在稠油开采中的应用

四、水平井蒸 汽驱开采 技术的研究
蒸 汽驱 是指注 汽井 连续 注蒸 汽而 周 围油井 连续 生产 的过程 。蒸 汽 驱开 采技术 远较 蒸汽 吞 吐复杂 ,它 是稠 油油藏 经过 蒸汽 吞吐 开采 后 为 进一 步提高 原油 采 出程度而 采 用的 主要 热采方 式 。 由于 水平 井蒸 汽驱
中 国 化 工 贸 易
五,
墨
Ch i n a C h e mi c a l T r a d e
磊
水平井蒸汽技术在稠油开采中的应用
瞿晓文 马 驰 。 杨孙雨 。
( 1 . 辽河石油勘 探局 兴隆台工程 技术处 ,辽宁盘锦 1 2 4 0 1 0; 2 . 辽河 石油职 业技术 学院 2 0 1 1级油气 开采技 术一班 。辽宁盘锦 1 2 4 1 2 0 )
度 四个参数 。 2 . 1 焖 井 注完 汽后 ,立 即关井 ,使 蒸汽 携带 的热量 交换 到油 层 中 ,用 于 加 热 油层 ,降低 原油 粘度 。焖井 时 间的选 择 ,以 向油藏 的热 传递 最大 为
准 ,而不是 以向盖 底岩层 的热 损失最 小为准 。
2 .的大 量热 能加热 油层 ,从 而大 大降 低原 油粘度 ,而 且注 入 的热 流 体将 原油驱 动至周 围的生产井 中采 出。 1 . 1 蒸 馏及热解 油层 中形成 的蒸 汽带 ,其 温度 和井 底蒸 汽温度 相 同 ,这 使 得热 凝 结 带后面 的剩 余油 在高 温下 部分 汽化 ,并推 向蒸 汽前 沿 。原油 中蒸 馏
或者小 于 自喷流压 时 ,即转 入抽 油 阶段 。该阶 段是 吞吐 的主要 产 油阶
段 。当抽 油 阶段 的产 量 接 近 经 济 极 限 产 油量 时 ,一个 吞 吐周 期就 结 柬了 。
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水平井采油工艺技术的研究与应用摘要:80 年代后期进行的水平井科研攻关, 促进了水平井开采技术的发展, 取得可喜的成果。
初步形成了不同类型油气藏水平井适应性筛选方法、深层特稠油油藏水平井开采技术、砂砾岩稠油油藏水平井开采技术、浅层超稠油水平井开采技术、低渗透油藏水平井开采技术、火山岩裂缝性油藏水平井开采技术和水平井物理模拟与数值模拟技术等7 套技术, 包括油藏地质研究、完井、射孔、测井、举升、防砂增产等主要技术。
同时, 在侧钻水平井中进行分段酸化,调剖堵水、冲砂技术也在现场试验成功。
对水平井成功地进行了限流法压裂和暂堵法分段压裂, 取得了施工技术的成功, 也取得了油田应用的好效果。
关键词:水平井;采油;工艺目录1前言 (3)2国内外水平井应用概况 (1)2.1国外 (1)2.2国内 (1)3水平井采油工艺技术 (4)3.1人工举升方式 (4)3.2水平井采油技术 (4)3.3水平井采油相关配套技术 (5)3.3.1 高含水油田控水稳油工艺技术 (5)3.3.2 低渗透油田高效开采工艺技术 (5)3.3.3压裂技术 (6)3.3.4酸化技术 (7)3.3.5防砂技术 (7)3.3.6找水与堵水 (7)4.水平井采油工艺研究与应用 (8)4.1水平井流入动态及合理生产压差确定 (8)4.2水平井生产参数的优化 (8)4.2.1水平井举升方式优选 (8)4.2.2举升工艺参数的确定 (8)4.3水平井储层解堵与改造探索研究 (10)4.3.1措施优选 (10)4.3.2酸洗方案选择 (10)4.4水平井采油工艺的应用 (11)结论 (12)参考文献 (13)致谢 (14)1前言二十世纪八十年代后期,由于水平井具有穿透油层长,泄油面积大、生产压差低、产量高、投资回收期短、经济效益显著等优点,受到国内各大油田重视,各油田相继开始了水平井技术研究。
JS油田利用水平井技术开发始于1996年,成功完钻了G6P1井,但由于水平井开发初期经验和对油藏的认识不足,导致G6P1井投产后效果不理想。
进入二十一世纪以来,随着国内外水平井技术的发展,JS油田加大了水平井的研究力度,2002年实施了油田自行设计施工的第一口水平井—AP1井,并且开发获得成功。
到2007年,全油田水平井数已增至29口,原油产量达全油田生产水平的10%以上。
水平井技术得到了迅速发展,水平井开发的油藏类型也在不断拓展,被用来开发低渗透薄层油藏、边底水油藏等等。
水平井为油田的持续稳产发挥着越来越重要的作用。
但由于水平井井身结构复杂,使采油工艺面临许多技术难题,水平井采油工艺及配套技术滞后于生产需要,主要表现在以下几个方面:(1)水平井完井试油受井身结构影响,其工艺技术较常规直井复杂;(2)水平井射孔工艺研究起步晚、起点低;(3)水平井采油技术滞后于生产,采油管柱组合等配套工艺还不完善,常规管柱、管材、井下工具无法满足相应的技术要求;(4)水平井措施改造、工艺技术实施难度大,如分层段开采工艺、增产增注工艺措施等;(5)水平井修井工艺方面滞后于生产,修井、作业施工复杂,如冲砂、打捞等。
而国内外一些油田的相关技术已达到了一定的水平并取得了一定的成果和经济效益,因此有必要在本油田范围内开展水平井相关技术的研究,同时借鉴国内外油田的成功经验,形成适合于JS油田的水平井采油工艺及配套技术。
2 国内外水平井应用概况2.1 国外国外的水平井技术主要应用在以下几种油(气)藏:薄层油藏、天然裂缝油藏、存在气锥和水锥问题的油藏、存在底水锥进的气藏。
另外,水平井在开采重油、水驱以及其他提高采收率措施中也正在发挥越来越重要的作用。
国外水平井技术发展有2大特点:一是由单个水平井转向整体井组开发,由水平井向多底井、分支井转变;二是应用欠平衡钻井技术,缩短钻井液对油层的浸泡时间,减轻对油层的伤害,加大机械钻速,减少井下矛盾,使水平井、分支井在较为简化的完井技术下达到高产。
2.2 国内中国是发展水平井钻井技术较早的国家之一,6o年代中期在四川打成磨3井和巴24井,限于当时的技术水平,这2口水平井未取得应有的效益。
“八五”和“九五”期间开展了对水平井各项技术的研究和应用,并在不同类型油藏进行了先导试验或推广应用,取得了很多成果。
自1965年到1999年8月,国内总计完钻水平井293口,包括大多数油藏类型,绝大部分水平井较直井显示出巨大的优越性,且已取得显著的规模效益,如胜利油田的草桥地区和塔里木油田的塔中地区等。
之后在2000年、2001年、2002年、2003年、2004年上半年中石油完钻水平井数量分别为26口、28口、5O口、68口、74口。
塔里木油田是中石油应用水平井最多的油田。
截至2003年底,共有139口,其中常规水平井110口,双台阶井24口,侧钻井5口;水平井、分支井日产油7046 t,占全油田日产油量的49%。
塔里木油区已开发主力油田油藏埋藏深(4000~6000 m)、油层薄(<50 m)、油水关系复杂、地面条件恶劣,因此采取“稀井高产”的开发原则,这便为水平井的大规模应用创造了条件。
自1995年1月第1口水平井TZ4—17一h4投产,水平井在塔里木油田得到了广泛应用,不仅以水平井为主高效开发了塔中4、塔中16、哈得4等新油田,在轮南、东河等老油田的综合调整中也取得了巨大成效;水平井不仅应用于采油、采气,还成功应用于哈得4油田薄砂层油藏注水,成为塔里木油田开发领域中一项成熟的关键技术,所形成的水平井开发技术主要有:优化设计、钻井地质跟踪与优化调整、采油工艺配套、动态分析等。
冀东油田自2002年以来,相继在柳102区块、高104—5、高63、庙北等浅层油藏部署常规水平井52口,侧钻水平井9口,已投产常规水平井42口,侧钻水平井1口,水平井井口日产油已达到1153 t,占浅层油藏的63.7%。
另外,还在高5、柳北等中深层油藏部署了水平井进行试验。
水平井开发有效提高油层动用程度,提高单井产量,提高油藏采油速度,缩短开发周期,在油田快速上产中发挥决定性作用。
同时,较好地解决浅层疏松砂岩油藏出砂和堵塞问题,有效控制油藏含水上升速度,使部分低效储量得到有效开发动用,平均提高油藏采收率5~10个百分点。
(从已投产水平井的效果看,浅层油藏的水平井的单井投资是直井的1.8~2.8倍,)投产初期平均水平井单井产量是定向井的2.3~4.5倍。
大庆油田到2004年10月,共完钻28口水平井和侧钻井,其中,正式投产约20口(2口井关井,6口井未投产,部分井的生产情况目前无法落实)。
从2003年到目前新完井的水平井开发情况看,中区厚油层水平井挖潜的效果不好:2口井含水偏高(五厂、六厂),1口固井质量差尚未投产(一厂);外围以八厂为代表,情况好于中区:产能情况高于直井(直井产量2~3 m /d),完井的13 VI 水平井中,3 VI井由于地面流程一直未完成,所以没有投产。
但是,外围水平井的产能仍然偏低,八厂10口生产井中有5口的沉没度为0(液面在泵人口)。
总的来说,大庆油田的水平井开发效果不是很理想。
胜利油田是国内水平井技术发展最快、应用规模最大的油田,水平井数量占全国的80.5%,在生产实践中初步形成了一套比较成熟的水平井地质及油藏工程设计技术。
截至2003年8月,胜利油田已累计钻水平井(含侧钻水平井)372口,累计产油4368×10 t,取得了良好的挖潜增油效果。
胜利油田水平井的发展可划分为2个阶段:1991—1994年为科技攻关试验阶段,针对稠油热采的特点逐渐形成一套从油藏类型筛选、精细描述剩余油分布、水平井轨迹优化设计到钻井采油工艺较成熟的水平井配套技术;1995年以后为大规模推广应用阶段,水平井设计从单一稠油油藏推广到常规原油物性的各类油藏,从老油田挖潜转向新区产能建设和老区调整共同发展。
胜利油田在水平井的发展过程中,实现了设计理念的3个转移:第1个转移是水平井油藏类型的转移,由稠油油藏向常规油藏中的边、底水断块油藏、裂缝性油藏、整装高含水油藏、地层不整合油藏等多油藏类型发展,水平井在老油田挖潜增效、提高采收率中起到了巨大的作用。
该转移的实现大大拓展了水平井设计及应用的范围。
第2个转移是在常规油藏设计中,由单井设计转向老油田区块的整体水平井改造,并同时兼顾了老油田挖潜和新区产能建设。
第3个转移是随着钻井技术尤其是地质导向技术的发展,水平井设计由从6 m以上的厚油层向3 m以下的薄油层、薄互层转移。
经过10多年的应用和发展,基本实现了水平井地质设计、钻井轨迹设计、跟踪分析的计算机化,为水平井的发展提供了良好的技术支撑。
国内各油田经过几十年的开发后大部分主力区块的主要产层都进入高含水状态,在高含水油藏内剩余油分布零散,平面上主要分布在断层附近、微构造高点及井网不完善区域,正韵律油藏剩余油主要分布在油层上部。
高含水油藏打的水平井可以采出正韵律油藏顶部和非主力油层的剩余油,改善老区块的开采效果。
国内在高含水油藏中所钻的水平井主要有:胜利油田32口,塔里木油田5口,大庆油田7口。
辽河油田截至2003年12月实施侧钻井1837井次。
3.1 人工举升方式国内广泛采用的水平井人工举升方式是电潜泵和杆式泵。
由于电潜泵能在井底压力下大排量举液,在水平井开采中会起到特别重要的作用,但为全面体现电潜泵水平安装的好处,必须考虑其特殊的应用准则,还需配备特殊的装置。
用于水平井开采的电潜泵系统除了有常规开采所需的泵体、分离器、密封段及电机等部件外,还需配置地面操作的电机变速控制器及可随时记录井下压力及温度的传感器。
国内用于水平井的杆式泵装备主要有斜直井后置式游梁抽油机、斜直井前置式游梁抽油机、井架式无游梁长冲程斜直井抽油机。
杆式泵是最常见的人工举升方法,也是水平井中最常用的开采技术。
在水平井举升中,抽油杆和油管的摩擦是影响杆式泵系统性能的主要因素,为减小井下设备的摩擦力采取了2种技术措施:(1)在抽油装置上安装气动补偿器,减少水动力摩擦力,由此可减少整个有杆泵的摩擦力;(2)采用带差动柱塞的杆式泵,当抽油杆柱上行时,将井口和井筒倾斜组合段之间的液体段截断,并分段上举到井口。
人工举升技术在现场的应用表明,短曲率半径的水平井的举升设备只能下在直井段,中长曲率半径的水平井的人工举升设备下人的位置大都在第2造斜点以上或者将井下泵下在斜直井段的位置。
3.2水平井采油技术水平井开采工艺在“ 八五”期间取得了重大突破, 主要是水平井定向射孔技术、防砂冲砂技术、压裂设计和实施技术、机采方式选择技术、完井技术、蒸汽吞吐热采技术以及水平井工艺筛选技术。
这些技术已分别在全国65口水平井上试验应用, 基本获得成功。
为“ 九五”期间扩大水平井应用规模奠定了坚实的基础。