水平井特殊井井身結構井下作業(yè)技術

1、水平井、特殊井井身結構水平井、特殊井井身結構的井下作業(yè)技術在青海油田的應用的井下作業(yè)技術在青海油田的應用 為了進一步落實蔣總關于為了進一步落實蔣總關于“轉變經(jīng)濟增長方式，轉變經(jīng)濟增長方式，大力推進水平井應用大力推進水平井應用”的指示精神，加大薄油層及低的指示精神，加大薄油層及低壓低滲油氣藏的開發(fā)利用力度，提高油氣單井產(chǎn)量，壓低滲油氣藏的開發(fā)利用力度，提高油氣單井產(chǎn)量，2006年，青海油田進一步加大了水平井的推廣應用。年，青海油田進一步加大了水平井的推廣應用。股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心水平井井下作業(yè)技術交流會材料水平井井下作業(yè)技術交流會材料青海油田分公司青海油田

2、分公司青海油田水平井發(fā)展分三個階段青海油田水平井發(fā)展分三個階段 前期探索階段：前期探索階段：20042004年以前實施水平井年以前實施水平井3 3口；口； 試驗應用階段：試驗應用階段：20052005年實施水平井年實施水平井5 5口，并首次引進口，并首次引進LWDLWD地質導向技術；地質導向技術； 推廣應用階段：推廣應用階段：20062006年實施水平井年實施水平井1515口，全面應用口，全面應用LWDLWD地質導向技術。地質導向技術。 20062006年水平井井數(shù)是年水平井井數(shù)是20052005年水平井的年水平井的3 3倍，是倍，是20052005年年以前總水平井數(shù)的以前總水平井數(shù)的1.88

3、1.88倍，翻了近一翻。倍，翻了近一翻。側鉆井號斜深垂深造斜點深（m）斜井段長（m）最大井斜（m）（m）方位躍370井186518451405.82459.1819.4。/265.5。躍1114井193219201609.28322.7218.95。/18.24。躍715井1999.751999.071549.19450.5613.58。/180.55。躍756井16451643.6410955506.12。/332.23。水平井井號斜深（m）垂深（m）造斜點深（m）水平段長（m）最大井斜砂西平1井4275.543816.093527.12267.5994.79躍深平1井3850.623570

4、.83197.75153.792.4躍H745井24001891.341831.4227089花H1井1148.11823.65774.53373.5891.5澀H1井1612.581079.42726.58402.391.98澀H2井16221087744.8340791.98澀H3井15401068.65809.3336091.1澀H4井15501081.41819.6735092烏H4-21井1957.811230.6295.78躍西平1井23201852.131496.23345.6287.84躍西平2井22041794.21484.52199.2196七平1井1494.51187.4

5、4750197.576躍西平3井23481742.88533.1196.5七平2井1975.88事故完井后在大斜度井段生產(chǎn)78.24四、四、存在問題及下步研究方向存在問題及下步研究方向五、建議五、建議四、四、存在問題及下步研究方向存在問題及下步研究方向五、建議五、建議 青海油田結合我國已有的特殊結構井鉆采技術，通過技術攻關，形成一套適合青海油田油藏特點、更為先進的特殊結構井完井和配套的采油工藝技術，主要包括以水平井、小井眼側鉆斜井投產(chǎn)油層改造及維護作業(yè)等方面的技術，并在現(xiàn)場進行實驗和推廣，取得了較好的效果。但由于我們水平井開發(fā)起步較晚，井下作業(yè)配套技術及工具還有待完善。據(jù)完鉆水平井統(tǒng)計，平均生

6、產(chǎn)能力是同油藏同期井的二至四倍，取得了顯著的經(jīng)濟效益。青海油田水平井鉆井記錄 斜深最深： 4275.54 m （砂西平1井）垂深最深： 3816.09m（砂西平1井） 造斜點最深： 3527.12 m（砂西平1井） 最大水平段長： 533.11 m（躍西平3井）最大水平位移： 745.91 m（躍西平1井）最大井斜角： 96.5(躍西平2井）四、四、存在問題及下步研究方向存在問題及下步研究方向五、建議五、建議 特殊結構井完井結構直接影響油井產(chǎn)能和后期的投入，不同的完井結構類型決定了其井下作業(yè)的方法和手段有很大的不同。青海油田完井井身結構的開發(fā)大致經(jīng)過了以下階段：普通井完井（常規(guī)直井）、裸眼完井

7、；篩管完井；套管固井完井、射孔投產(chǎn)。裸眼完井（砂西平1井）u 近井污染小，增大了泄油面積，提高了完善程度。u 節(jié)省固井費用和全部射孔費用，先期投入少，u后期措施難度大、投入費用大固井完井的井身結構（澀H1井等） 套管固井射孔完井是水平井完井最主要方式之一，該完井方式有以下優(yōu)點： 能夠有效分隔層段、避免層段之間竄通；可以進行包括壓裂在內的任何選擇性增產(chǎn)措施；可以根據(jù)鉆井軌跡和油層情況優(yōu)化生產(chǎn)井段。 該完井方式主要有如下缺點： 完井成本相對較高；儲層易受水泥漿污染；射孔操作技術要求較高。篩管完井的井身結構（烏H4-21和躍西平3井) 篩管完井是用篩管對地層進行支撐或擋砂，不再進行固井和射孔，儲層不

8、受固井水泥漿污染，提高了完善程度，增大了泄油面積。篩管完井的優(yōu)點：u減少近井污染，增大了泄油面積，提高了完善程度 。u篩管擋砂能保證管內較大的內通徑。u節(jié)省部分固井費用和全部射孔費用，先期投入少，后期措施少、難度小、投入費用小。篩管完井的井身結構（烏H4-21和躍西平3井)篩管完井是用篩管對地層進行支撐或擋砂，不再進行固井和射孔，儲層不受固井水泥漿污染，提高了完善程度，增大了泄油面積。篩管完井的優(yōu)點：u減少近井污染，增大了泄油面積，提高了完善程度 。u篩管擋砂能保證管內較大的內通徑。u節(jié)省部分固井費用和全部射孔費用，先期投入少，后期措施少、難度小、投入費用小。小井眼側鉆井完井的井身結構u 青海

9、油田側鉆井主要通過177.8mm套管內152.4mm鉆頭開窗側鉆完成。對于油水關系復雜，地層膠結較好的油藏，主要采用懸掛127mm套管作為油層套管，水泥固井，用89槍102彈射孔完井。 u 套管固井后射孔也是側鉆井的常規(guī)完井方式之一，它可以根據(jù)地質情況選擇生產(chǎn)井段，保證較高的低含水采油量。缺點是由于井眼較小，后期處理難度大；油層與地層的環(huán)空小，固井質量難以保證；油層容易受到固井泥漿污染。 小井眼側鉆水平井小井眼側鉆水平井固井射孔示意圖固井射孔示意圖小井眼側鉆井完井的井身結構小井眼側鉆井完井的井身結構四、四、存在問題及下步研究方向存在問題及下步研究方向五、建議五、建議 常規(guī)水平井作業(yè)技術常規(guī)水平

10、井作業(yè)技術u投產(chǎn)作業(yè) 針對油田開發(fā)形勢，井下公司今年開展了水平井作業(yè)的先期調研和研究，根據(jù)冀東等油田的水平井井下作業(yè)經(jīng)驗，對水平井作業(yè)做了充分的準備。目前青海油田常規(guī)水平井完井主要以套管固井射孔完井技術和帶管外封隔器的篩管完井技術為主，投產(chǎn)的14口常規(guī)水平井、有2口井采用了篩管完井工藝。n 水平井作業(yè)與普通井相比具有的特點：u下井管柱和工具方面：油管：進入井斜60以下的油管，用油管接箍車有倒角的油管。通井規(guī)：對常規(guī)整筒式通井規(guī)進行了加工改造成為端部4*45或使用93mm導錐+73mm花管+通井規(guī)+73mm外加厚油管的管柱組合。u不同井段起下速度方面在造斜點以上按照正常的速度起下鉆；在增斜段控制

11、起下鉆速度小于0.8-1.0m/s；在水平段控制起下鉆速度小于1.5m/s。u替泥漿液量方面 水平井水平段液體與常規(guī)井流態(tài)不同，加之鉆井過程為了減少磨阻部分井泥漿中混入了原油，替泥漿液量一般達井筒容積4倍，相當于同深度常規(guī)井新井投產(chǎn)的2-3倍。在烏H4-21井施工中，由于剛開始進行水平井作業(yè)，無經(jīng)驗，使用2倍井筒容積反替泥漿，造成泥漿未替干凈。（起出的鉆桿見圖）u射孔方式不同 水平井射孔一般不采用負壓射孔、采用定向射孔、打壓引爆。針對射孔層段較長，如澀H4井射孔井段為1205.00-1250.00m、1280.00-1510.00m，采用射孔管柱組合為：滾珠槍尾+起爆器+FY-102槍25根+

12、雙向起爆器+ FY-102槍25根+起爆器+篩管+3根油管夾層+起爆器+ FY-102槍10根+起爆器+油管2根+校深短節(jié)+油管u烏H4-21井替漿未替干凈，起出鉆桿圖u完井管柱方面A、水平井的直井段內下入直井抽油泵(花H1井)。B、在斜井段下入斜井泵或電潛泵。(如躍H360井和躍H745井)C、下泵生產(chǎn)，我們還是設計了防落物工具（見圖）。 起到了防止環(huán)空落物的目的。u 具有更高的油層保護要求A 、針對油層特點的配制了專門的優(yōu)質射孔液；B、針對作業(yè)過程漏失選用的泡沫洗井液和防漏失暫堵液C、在鉆塞過程中使用原鉆井完井優(yōu)質泥漿。D、作業(yè)全過程應用優(yōu)質入井液沖砂作業(yè) 水平井由于井眼軌跡的特殊性，沖砂

13、作業(yè)與常規(guī)定向井作業(yè)有很大不同，因此施工作業(yè)風險和施工難度高于普通井作業(yè)。 水平井出砂及沖砂特點： A、 油層砂粒更易進入井筒，形成長井段的“砂床”，嚴重時砂堵井眼。 B、井內管柱貼近井壁低邊，管柱受“鐘擺力”和摩擦面積大的雙重作用，更易形成卡鉆。 C、沖起的砂粒在造斜段和水平段容易再次沉積。 D、修井液環(huán)空流速偏差很大，井眼低邊的流速很低，攜砂能力下降，易導致鉆具被卡。u水平井沖砂工藝必須滿足下述要求：A、修井液：不污染油氣層，具有高攜砂能力有利于砂屑運移，低摩阻。B、沖砂方法和作業(yè)管柱組合： 93mm尖鉆頭（嚴禁用筆尖）73mm 3*45倒角油管73mm油管。 C、沖砂方式：反循環(huán)水平井鉆

14、塞施工存在以下問題：A、鉆屑的上返：修井液必須有足夠的攜砂能力，我們目前使用原井泥漿；增大循環(huán)排量,我們使用了新型的500型水泥車，保證排量及施工的連續(xù)性。B、扭矩的傳遞：鉆具增加滾子扶正器，減少鉆具磨阻。C、鉆頭的選擇： 鉆頭側面盡可能是圓柱體，鉆頭底面盡可能是錐形或半球形，防止鉆頭底面抵住套管連接處及工具臺階而損傷套管及工具，有利于施加鉆壓。我們選擇了棱帶磨鞋，既有刮刀的特點，又保護了套管不受傷害，對阻流環(huán)膠塞及鋁鑄件又有很好的切削效果。（見圖） 鉆具組合原則：保證能夠順利通過大井斜段及水平段；有利于鉆壓的施加；調整鉆頭偏心距，防止磨損套管及工具部件；有利于鉆屑的上返。 螺桿鉆具：鉆頭+螺

15、桿鉆（帶螺旋扶正器）剛性扶正器油管 機械鉆具： 鉆頭滾子扶正器73mm（3*45）斜坡鉆桿1根滾子扶正器73mm （3*45）斜坡鉆桿500m(每三根鉆桿加滾子扶正器一個)73mm普通鉆桿。打撈作業(yè)、大修作業(yè)技術、解堵作業(yè)技術、卡水、卡封作業(yè)技術由于目前水平井開發(fā)屬于初期，還未開展本項工作。u篩管完井的水平井作業(yè)技術（以烏H4-21井為例)施工步驟： A、安裝、試壓：按要求安裝完畢后，對井口試壓15MPa。B、通井：下93mm導錐+73mm花管+148mm通井規(guī)+73mm鉆桿1431.79m（阻流環(huán)位置）C、鉆阻流環(huán)：下148mm環(huán)形鉆頭+滾子扶正器+73mm普通鉆桿鉆掉膠塞至井深1433.0

16、0m。環(huán)形鉆頭內撈出了膠塞。D 、鉆水泥塞至1443.00m。管柱組合：53/4in三牙輪鉆頭+滾子扶正器+73mm普通鉆桿E 、鉆水泥塞、分級箍內套和盲板至1957.81m。管柱組合：116mm棱帶磨鞋+100mm螺桿鉆+滾子扶正器+73mm（3*45）斜坡鉆桿1根+滾子扶正器+73mm（3*45）斜坡鉆桿550m+73mm普通鉆桿。F 、下入替泥漿管柱，反替泥漿。（用射孔液135m3）G 、下泵生產(chǎn)。小井眼側鉆井井下作業(yè)技術u小井眼固井射孔完井的作業(yè)技術 這類井的作業(yè)相對簡單，相當于在127mm套管內的作業(yè)，用小直徑工具，用89槍102彈射孔，下泵完井。u側鉆水平井帶管外封隔器的篩管完井作

17、業(yè)技術（目前正在開展此項作業(yè)）u水平井試油氣測試技術 水平井試油氣測試目前我公司已經(jīng)配置了APR全通徑測試工具，但目前未開展此項作業(yè)。四、四、存在問題及下步研究方向存在問題及下步研究方向五、建議五、建議四、存在問題及下步研究方向四、存在問題及下步研究方向n水平井施工風險較大，特別是鉆塞、打撈、大修等作業(yè)施工難度及風險更為突出，所以管柱設計及下井工具的質量和性能是關系施工成敗的關鍵。n水平井管柱受力復雜，搞好管柱受力分析有利于施工管柱的設計、工具的選擇以及施工參數(shù)的確定。及時預測井下復雜情況，避免井下事故發(fā)生，指導現(xiàn)場施工。n目前我油田水平井大修工作還未開展。下一步加強該項技術的研究，使水平井大修技術逐步展開。四、存在問題及下步研究方向四、存在問題及下步研究方向n目前我油田正在配套用于水平井作業(yè)的相關設備（如：連續(xù)油管車）及整套工具，通過引進與應用，逐步建立起一整套水平井修井設備及工具。n同集團公司所屬進行作業(yè)單位聯(lián)系，及時針對青海油田，制定出適合于本青海油田的水平井、