辽河水平井开采技术交流

辽河水平井开采技术交流
辽河水平井开采技术交流

辽河油田水平井采油工艺技术现状

及下步发展方向

辽河油田钻采工艺研究院

2007年3月

目录

一、辽河油田水平井开采技术

(一)、水平井工艺技术保障措施

(二)、存在问题

(三)、下步攻关方向

二、辽河油田SAGD开采工艺技术

(一)、SAGD开采工艺技术保障措施

(二)、存在问题

(三)、下步攻关方向

一、辽河油田水平井开采技术

辽河油田自“八五”初期开始进行水平井方面的研究和试验工作以来,经过单水平井攻关试验、以断块为单元水平井开发和试验及规模应用水平井技术提高储量动用程度和油藏采收率等三个阶段的发展,已由初期的开发块状油藏发展到目前边水油藏、底水油藏、裂缝型油藏、薄油层油藏等多种类型油藏,开采的油品也由稠油发展到稀油与高凝油,开发方式采用常规、蒸汽吞吐及SAGD,并应用于不同的开发阶段即未动用的难采储量、开发中后期的老区挖潜、主力油藏边部、曙一区超稠油水平井的整体开发等,水平井技术在不同类型油藏应用见到了良好的效果。

截止到2007年初,辽河油区共完钻各类水平井307口,其中常规水平井271口(鱼骨井6口),侧钻及分支水平井36口。投产水平井266口,开井202口,其中热采稠油水平井214口,开井163口,日产液8169t/d,日产油2385t/d,累产油143.89×104t;投产的稀油水平井22口,开井18口,日产液274t/d,日产油195t/d,累产油28.02×104t;高凝油水平井16口,开井11口,日产液226t/d,日产油211t/d,累产油15.68×104t;常规稠油水平井14口,开井10口,日产液545t/d,日产油100t/d,累产油3.86×104t。目前水平井日产油2891t/d,平均单井日产油14.3t/d,累计生产原油191.46×104t。

(一)、水平井工艺技术保障措施

1、水平井钻完井工艺技术

针对不同地质条件、不同油藏类型,在水平井钻井实施过程中设

计了不同类型的钻井轨迹以满足水平井顺利开采;针对深层古潜山油藏、采用PDC钻头提高水平井钻井速度。水平井完井方式有裸眼完井、金属棉、钻孔或割缝衬管完井、套管或尾管固井射孔完井和砾石充填完井,其中95%以上水平井采用筛管完井,尤其是稠油水平井通过优选激光割缝筛管完井,基本满足了稠油热采的要求。

(1)根据地面、油藏特点,优化设计水平井轨迹

针对杜84块边顶水问题,为避免边顶水对水平井造成威胁,提出“L”型井眼,并在杜84-馆平11井和杜84-馆平12井成功实施,有效地解决了稠油热采对固井水泥石的破坏,保证了杜84块特稠油水平井顺利开采。

此外,受矿区地面条件限制,造成靶前位移不够或井口与靶区不在一个平面上,为达到中靶目的必须将水平井设计成钓钩状轨迹如冷41-平14“钓钩”型水平井或三维轨迹如洼60-平31井等以满足中靶要求。

(2)侧钻井与分支水平井相结合实现层间接替,提高油层动用程度

采用套管断铣侧钻方法,对于244.5mm技套内侧钻直接挂177.8mm筛管完井,如侧钻上部有水层,上部下封隔器固井,油层不固筛管完井,有效地提高水平井日产水平,实现了层间接替。而侧钻水平井与分支水平井技术结合,如静17-31-59FP实现了老区挖潜。因此,侧钻井与分支水平井技术在更好地动用储量的同时节约了油田开发资金。

(3)三维绕障水平井钻井技术逐步成熟

辽河油田地处“三田”之中,地面条件受限,新部署施工的水平井多是在老区开发的定向井、丛式定向井井网中进行,井口位臵与靶区之间存在障碍,三维绕障方位变化最大达到92.7°。水平井三维绕障钻井技术的进一步提高,为老区二次开发提供了保障。

(4)优选激光割缝筛管完井,实现超稠油和薄油层的整体开发

由于稠油油藏埋藏浅,地层成岩性差,胶结疏松,易出砂,根据稠油热采工艺的特点,在水平井完井筛管的选择上选用抗压的TP100H钢级、177.8mm、壁厚9.19mm的套管制作激光割缝筛管,在每根套管上交错式割缝,缝长45mm、缝宽0.3mm、缝间距30mm,公扣以上0.5m和母扣以下0.3m不割缝,并采用增加伸缩短节的方法(在悬挂器下方及光管与筛管联结处各加一只伸缩短节)解决了筛管受热伸长的问题。生产统计表明,2003年以来特油公司采用该技术实施的66口水平井仅有2口井出砂(杜84-平43井和杜32-59-31CP)。因此激光割缝筛管完井工艺适合特超稠油及薄油层水平井开采。

2、水平井注汽工艺技术

为解决以往水平井注汽排量小、注汽强度低和注汽受效差的问题,采取优化水平井注汽参数、优选注汽管柱及隔热方式等措施,保证了蒸汽在水平井井底有较高的干度和更多的热量注入油层,确保了超稠油和中深层特超稠油热采水平井的注汽效果,达到了利用水平井提高油田开发效果的目的。

(1)地面设备

目前用于水平井注汽吞吐的产汽设备一般为23t/h(固定)或9.2t/h (活动)的直流式蒸汽锅炉。

(2)注汽管柱及隔热方式

以往水平井注汽真空隔热管柱不能下入到水平段,致使热量在曲率段损失较大,注入井底干度较低,不利于水平段吸汽。将真空隔热管下入到水平段内,并采用环空充氮气的隔热方式,不仅保证了注入井底的蒸汽干度在50%以上,而且降低了套管和水泥环的热应力,防止套管高温损坏,最大限度地减少热量损失,使更多的热量注入油层,保证了此类井的注汽效果。

3、水平井举升工艺技术

成功开发出的22型塔式长冲程抽油机、大功率的油井电加热系统以及适合于水平井的系列深井泵并配套防偏磨措施,不仅满足了超稠油水平井大产液量的要求,而且实现了深井泵在各种复杂井况下的水平井正常生产。水平井举升工艺技术的进一步配套,为超稠油油藏、中深层特超稠油、薄油藏的整体开发提供了技术保障。

(1)采用大机大泵满足了特超稠油水平井大排液量的要求

针对特超稠油对温度极为敏感,随着蒸汽吞吐后期油层温度下降较快,产量也迅速下降,生产周期缩短的特点,为改变以往采用游梁机、小泵,举升能力小的举升工艺的问题,成功开发出22型塔式长冲程抽油机、大功率的油井电加热系统(稠油井电加热功率最大可达到300Kw)及Φ83mm、Φ95mm、Φ140mm(最大泵径,最大排量420方)的长冲程管式泵,以提高排液量,满足了水平井大产液量的要求,

水平井日产水平的显著提高,较好地改善特超稠油水平井的吞吐效果,并使冷41块的中深层特超稠油得到有效开采。

(2)水平井系列泵及防偏磨措施的进一步配套,实现了大斜度段甚至水平井段的有效举升

针对目前地层能量普遍偏低,水平井动液面较低,泵挂位臵在竖直井段生产必然出现供液不足、闪蒸等一系列严重影响正常生产的难题,开发出适合于水平井的系列泵,配套防偏磨措施,泵挂深度一般下至悬挂器以上,井斜角为50~60o、最大为79 o,形成的配套技术,较好地适应了水平井举升的各种复杂井况,确保了水平井正常生产。

对于侧钻水平井,通常采用小管、小泵,将深井泵下至小井眼斜井段内,来提高沉没度和泵效。

此外,高采的侧钻分支井采用螺杆泵采油见到了很好的效果。4、增产措施

水平井措施技术进一步完善。组织开展了凝胶调剖、酸化解堵、三元复合吞吐等新工艺试验,取得了明显的增油效果。近两年共在水平井上实施各类措施137井次,目前可对比井124井次,有效率90%,累增油4.9×104t,平均单井增油355t,措施效果是直井的2倍。(1)酸化解堵初见成效

针对部分水平井投产后供液差、不出的问题,通过采取酸化解堵措施进行储层改造,见到了较好成效。如新海27-H7井投产后不出,实施酸化措施后,日产液45 m3/d,日产油21t/d。截止到2006年8月底日产液42.1 m3/d,日产油7.1t/d,累产液3972 m3,累产油1161 t,

含水83.1﹪,液面110 m。

虽然水平井酸化一定程度上解除了近井地带的污染,疏通了油流通道,但由于绝大多数水平井采用筛管完井,这就决定了水平井酸化只能采用笼统酸化工艺,措施效果仍然受限。

(2)高温调剖、三元复合吞吐措施改善了稠油热井水平段剖面

由于超稠油水平井进入高周期生产阶段后,采出程度高,生产效果变差,表现为周期吞吐效果逐渐变差,地层压力下降及水平段动用不均。针对这些矛盾,2003年以来特油公司对水平井陆续实施高温调剖、三元复合吞吐等措施,调整水平段动用程度,改善动用剖面,提高周期生产效果。截止2006年8月底已累计实施三元复合吞吐54井次,周期结束井三元复合吞吐有效率73.3%,平均周期增油860t,累计周期增油38698.6t。高温调剖2井次,有效率100%,平均周期增油966.7t,累计周期增油1933.3t,取得较好措施效果。

杜84-平46井是部署在老区直井井间的水平井,投产前通过PND 测试井温平均为51.7℃且动用较均匀,但由于油层物性差异及周围直井的不同采出程度,吞吐2周期后水平段前部分动用较好,温度上升较大,但后约1/3部分动用较差。杜84-平46井在第4周期采取三元复合吞吐措施的同时,对位于平46井水平段后半部分的直井采取了与该井同注的办法,较好地调整了井温剖面,实施了三元复合吞吐调剖措施后,平均单井周期增油1200t,增产效果明显,吞吐效果得到了显著改善。

5、作业技术

初步形成了替泥浆、冲砂、检泵等作业技术。制订作业施工操作规范、标准,保证了水平井规模推广应用后的作业施工质量。(1)明确作业技术要求

对于采用筛管悬挂器完井的水平井,所有下入悬挂器以下的油管及井下工具,接箍及工具上下台肩均进行30~45o倒角处理,以确保井下工具在井眼曲率小于18o/30m的井眼轨迹内顺利下入水平段。起下悬挂器以下的油管,严格限制起下速度(3m/min),操作平稳,拉力计指变化小于2KN,底部下入球型导锥。

(2)替泥浆

一般采用正替,无漏失,一次替完。使用稀油正替泥浆。而对于稀油原始地层压力较高的水平井,采用汽化水或气举二次替喷。(3)冲砂

通常采用水泥车或压风机反循环冲砂,在原来一台水泥车基础上增加到两台,将原来的正循环冲砂改为反循环冲砂,并在反循环冲砂过程中,对于漏失严重的井添加冲砂暂堵剂来减少冲砂液向地层漏失。此外,采用组合式冲砂管柱+冲砂导锥+喷射冲砂器+地面连续冲砂设备,以油基携砂液为工作介质,采用正冲砂方式,完成水平井冲砂作业。

对于水平侧钻井小井眼,采用无节箍油管冲砂,冲砂笔尖为圆锥形笔尖。

(二)、存在问题

1、完井方式选择欠合理,后续措施难以实施

绝大多数稀油、高凝油、普通稠油和特超稠油水平井采用筛管完井,这种完井方式占辽河油区水平井的95%以上。一方面,由于水平井完井基本局限于筛管完井,完井方式比较单一,对于低渗透油藏、边底水油藏、裂缝性油藏仍采用激光割缝筛管这种完井方式,后续酸化、压裂、调剖、堵水等措施难以实施。另一方面,割缝筛管的本体强度已有所降低,在上覆岩层压力以及频繁作业过程中,容易造成本体和割缝产生相对变形,使管柱损坏,不能起到阻挡砂粒的作用,导致防砂效果差,油井出砂严重。

因此,应从系统工程的角度考虑钻完井工艺,针对辽河油田不同类型油藏特点,进一步优化完井技术,形成针对于不同类型油藏的最优完井方式,以延长水平井的开采时间。

2、水平井后续措施及修井作业技术不配套,无法适应水平井后期生产要求

目前辽河油田水平井只能进行简易冲砂、酸化解堵、三元复合吞吐等措施和作业技术,后续措施、大修作业技术准备不足,无法适应水平井高效开发的需要。

(1)修井作业:目前绝大多数水平井采用筛管完井,由于筛管在下入过程中会造成筛管弯曲,使割缝变形,缝隙不均。因此油井出砂或其它原因造成小套管变形,就无法进行打印落实变形情况。而落后的水平井修井工具,使得水平井冲砂、大修作业变地极为困难。(2)压裂:压裂分段工艺、工具不过关,无法实现水平井的均匀改造,影响了低渗透油藏的水平井布井工作。

(3)酸化:采用笼统酸化,水平井段受效不均,近井段酸化过度,远井段无法受效,酸化效果不明显。

(4)找、堵水:目前还没有成形的水平井堵水技术。

(5)调剖:单井调剖剂用量过大,施工成本高,多轮调剖技术不过关。

(6)防砂:目前水平井防砂只是停留在完井阶段。

(三)、下步攻关方向

2007年在现有水平井规模实施的基础上,将增加水平井开发稀油油藏和高凝油油藏的比重,水平井的应用规模将进一步扩大,应用范围将逐步拓宽。“十一五”期间,水平井在推进老油田二次开发、深度开发、多元开发以及新油田高效开发方面将成为油田稳产的一项重要技术。因此,水平井完井方式优化和强化后续技术配套措施研究与试验是下步研究的主攻方向。

1、水平井完井优化技术研究

针对目前水平井完井方式单一,给后续工艺措施的实施带来困难的问题,通过水平井完井结构、完井方式、完井成本、发挥油藏潜力、方便后续作业等方面的分析研究,并针对低渗透油藏、边底水油藏、裂缝性油藏结合下步增产措施综合考虑完井工艺,形成适合不同类型油藏的完井方式,以满足后期采油、修井、作业、增产措施等工艺技术的实施,提高水平井产能。

2、水平井注汽工艺配套技术研究

(1)在笼统注汽条件下根据井温剖面资料,通过水平井注汽参数优化设计与管柱优化研究,达到水平段的均匀动用。

(2)通过优化化学药剂的配方及注入方式,采取水平井化学辅助吞吐技术,调整吸汽剖面,改善水平井吞吐效果。

(3)水平井多点注汽配套技术研究,通过水平段配汽阀优化设计技术研究,以改善水平井水平段吸汽剖面,提高水平井采出程度。

3、水平井举升工艺配套技术研究

(1)大斜度大排量抽油泵的研制

为了达到抽油泵深下、提高单井排液量、延长生产周期的目的,要求井下抽油泵能在大斜度井段维持正常生产,必须改变目前常规泵的柱塞、游动凡尔和固定凡尔的结构,消除抽油杆的重量引起的柱塞偏磨的现象,实现在大斜度情况下高泵效,并具有一定的防砂功能。采取整体结构的多级密封结构,各级之间相互独立,并强开强闭,取消游动阀,消除重力偏心对游动阀的影响。

(2)杆柱防偏磨技术研究

研制新型的大斜度抽油杆扶正装臵,减缓抽油杆与油管的偏磨现象;通过改变防偏磨技术思路,真正实现抽油杆与油管的零磨损。(3)对于长泵筒研制井下对接、脱节器,保证下泵施工作业顺利进行。

4、水平井修井作业配套技术研究

由于水平井完井筛管在下入过程中会造成筛管弯曲,使割缝及绕

丝变形,缝隙不均,水平段套管尺寸较小等使得水平井修井作业困难。为此,需研制完善水平井修井作业工具机具、配套水平井冲砂、防砂、大修及措施作业技术,提高水平井的利用率,进一步延长水平井使用寿命。

(1)替泥浆

开展水平井替泥浆工艺技术研究,根据油层的实际状况,通过实施不同的替泥浆工艺措施,达到水平井诱喷或减缓泥浆顶替过程中存在的地层漏失及替浆不彻底问题,以减小泥浆对地层的污染。

(2)冲砂

①针对出砂水平井因水平段沉砂冲不出来造成频繁砂埋,不能正常生产的问题,通过采用简易连续冲砂装臵研制,配合其它减少油层污染的辅助措施,优化冲砂施工作业工艺,实现水平井的水平段冲砂。

②开展水平井负压冲砂技术研究,通过改变正压冲砂为负压冲砂的方式,彻底解决水平井冲砂问题。

(3)防砂

利用现有防砂技术,结合水平井的实际生产情况,进行生产过程中的防砂技术研究。

5、水平井动态监测技术研究

通过对水平井动态监测技术研究实现对水平井吸汽剖面、产液剖面等的监测和技术资料的录取。

6、水平井增产措施技术研究

开展水平井压裂、酸化、解堵、堵水等增产措施技术研究,配套水平井压裂、酸化、解堵、堵水等措施技术,加大水平井增产增注措施应用力度,在老井上通过实施工艺措施延长水平井高产时间,对新区及难采储量区块通过水平井应用及配套增产增注措施进一步提高单井产量,并使难采储量得到有效动用。

(1)压裂:利用现有的限流射孔压裂技术,结合辽河油田的实际情况,开展限流压裂技术研究,同时开展分段压裂技术研究,实现低渗透油藏的水平井开采。

(2)酸化:开展暂堵式水平井酸化、稠化缓速酸化技术的研究,实现水平段的有效酸化。

(3)找、堵水:开展井下找、堵水工艺及工具的前期研究,为水平井找、堵水措施的实施作技术储备。

(4)调剖:研制低成本调剖剂,优化调剖工艺,开展多轮调剖技术的前期研究。

7、复杂结构井开采技术研究

2007年按照“二次评价、二次开发、多元开发、深度开发”的方针,辽河油田将实施一定数量的多底井,为了实现多底井的有效开采,开展以下研究:

⑴复杂结构井分采或合采工艺油技术研究;

⑵连续油管采油;

⑶作业配套技术研究;

⑷斜井无缆测试技术研究。

二、辽河油田SAGD开采工艺技术

辽河油区适合蒸汽辅助重力泄油开采的原始地质储量9746×104t,主要集中在杜84块的兴隆台、馆陶油层、冷41块的S32油层。曙一区超稠油油藏地理上位于辽宁省盘锦市西约30km处,构造上位于辽河断陷西部凹陷西斜坡中段。曙一区兴隆台油层超稠油资源丰富,总含油面积23.3km2,地质储量15557×104t。杜84块是曙一区超稠油的主力区块,探明含油面积6.2km2,地质储量5647×104t;动用含油面积1.0km2,动用地质储量1500×104t。

辽河油田于1996年在杜84块兴隆台油藏成功地完钻了两口平行水平井,开展了国内第一个蒸汽辅助重力泄油SAGD先导试验,即水平井注汽水平井采油组合方式进行的蒸汽辅助重力泄油。目前,杜84块馆陶油层先导试验区10个井组已转入SAGD生产阶段。

至2007年3月1日,先导试验井组生产727天,累积注汽72.52×104t,累产油15.35×104t,累产水48.25×104t,累计油汽比0.212,采注比0.877。目前,先导试验井组有10口直井注汽,日注汽1295.3t,日产液1422.9t,日产油336.9t,含水76.3%,油汽比0.26。

表1 馆陶油层SAGD先导试验井生产情况表

井号

累计生产指标日生产指标

投产时间

生产天

d

累产油

t

累产水

t

日产液

t

日产油

t

井口温

度℃

馆平10 2005/9/6 5211782864977359.4 81.2 145 馆平11 2005/2/25 72549319153028334 76.2 164 馆平12 2005/2/23 72759843171137445 106.8 158 馆平13 2005/10/27 4461548565802277 67 151

(一)、SAGD开采工艺技术保障措施

1、钻、完井工艺

针对杜84块超稠油油藏成岩性差、胶结性差的特点,水平井井身结构以表层套管、技术套管封住易漏、易坍地层为前提。技术套管下入油层,利用套管隔离上部地层,以利于水平段的顺利钻进和完井。与此同时,在水平井的关键部位——造斜段、斜井段及水平段分别采用单弯螺杆钻具、DTU导向随钻钻具及MWD随钻测斜监测井眼轨迹等专用工具、仪器,不仅可提高井身轨迹控制质量、钻进速度,而且能够保证施工安全,缩短钻井周期,从而达到降低钻井成本的目的。(1)水平井井身轨迹设计

①、水平段靶心距误差要求:

纵向上误差不超过±2.0 m,

平面上误差不超过±4.0 m。

②、水平井造斜段的要求:

水平井段垂深以上50m处,井斜小于50°,全角变化率控制在3°/25m以内,以利于抽油泵正常工作。

(2)馆陶特殊油藏井身轨迹优化设计

馆陶油层水平井采取“S”状轨迹设计,其优点:

①、防止顶水下窜;

②、下泵深度可加深40-50m;

③、避开馆陶蒸汽扫油带,提高钻井质量。

(3)完井方式

为了满足生产及井底温度、压力动态监测技术和油井防砂要求,

采用三开完井,水平段采用激光割缝防砂筛管完井技术。兴隆台油层粒度中值0.44mm,馆陶油层为0.42mm,割缝筛管的缝宽为0.3~0.4mm,采用Φ177.8mmTP100H×9.19mm 套管加工,优点:强度高、下井不易损坏、成本低。

完井方式:φ339.7mm表层套管+φ224.50mm技术套管+φ177.8mm光管和筛管。

2、注汽工艺

在SAGD开发方式下,蒸汽的热能只有汽化潜热被利用,饱和水的热焓对采油是毫无贡献的。依据油藏工程总体设计,井口蒸汽干度要求在95%以上,井底干度70%以上。目前油田常用的注汽锅炉出口蒸汽干度仅能达到75---80%,不能满足SAGD开发的需要,高干度注汽工艺技术的核心内容是如何有效的实现汽水分离。试验表明:采用球型汽水分离器在入口蒸汽干度75%时,经过汽水分离器汽水分离,蒸汽干度可以达到95%以上;SAGD开采过程中根据动态监测结果,可能需要对直井注汽进行调整,有的需要进行间歇停注,因此注汽管柱需要满足间歇注汽的要求。

(1)球形汽水分离器分离技术

采用三级分离技术:4个旋风分离筒、球形空间分离、膜分离。经过球形汽水分离器分离后蒸汽干度可达到95%以上,并且能够实现对液面自动控制;等干度分配器采用计算机数据采集,可对锅炉和汽水分离器的主要运行参数进行采集,并可一分四,计量范围4~20t/h,误差小于±5%。

(2)注汽管柱

注汽管柱采用蒸汽驱注汽管柱,即:隔热管接箍密封器+真空隔热管+压力补偿式隔热型伸缩管+热敏封隔器+Y411卡瓦封隔器+喇叭口。

3、举升工艺

(1)抽油机

目前,辽河油田SAGD生产井采用22型塔架式抽油机,该机的最大载荷22t,最大冲程8m,最大冲次4次,减速箱输出扭矩48kN〃m,电机配备功率110kN,并配备变频电机,可实现无级调速。这种抽油机减速箱的实际输出扭矩几乎与冲程长短无关,有利于实现长冲程,同时该抽油机具有承载能力强、调整平衡较方便、运行平稳、节能效果显著等特点。现场采用φ120mm、φ140mm泵生产,最高冲次4.2r/min,最高产液460t/d。

(2)生产井口

为满足生产和测试要求,SAGD水平生产井内除要下入生产管柱外,还需要下入进行井底温度、压力实时监测的连续油管测试管柱,因此井口采用双管井口。

(3)抽油杆

选用φ25mmH级空心抽油杆。

(4)油管

选用外径φ114mmN80油管,依据SAGD操作要求,要下入测试用连续油管,生产油管接箍倒角。

(5)抽油泵

目前,辽河油田SAGD 试验现场应用的抽油泵为进口φ120mm 、φ140mm 抽油泵,从现场使用情况看,进口泵抗高温、耐腐蚀能力比较强,生产250多天无需检泵,产液量200m 3/d 以上,但价格比较昂贵。泵主要技术参数:

泵径:Φ120mm

泵筒:10.36m ,镀铬工艺

柱塞:1.22m ,喷焊工艺

间隙:0.22mm

固定凡尔:Φ95mm

游动凡尔:Φ82mm

最大外径:Φ133mm 为了满足将来SAGD 开采扩大规模的需要,辽河油田钻采院通过对进口泵材料构成和结构分析,研制出了抗高温、大斜度大泵系列。 Φ95mm 泵径的抽油泵的泵挂位臵通常位

于斜井段,抽油泵游动阀采用机械启闭式滴

状阀,拉杆上下运动带动其开启和关闭,不

受井斜和气体的影响,可提高泵的充满程度

和泵效;固定阀采用弹簧辅助复位结构,也

不受井斜影响,在下冲程时可迅速关闭。这

种结构的泵经过2005年和2006年现场试验

验证,已证明在斜井段具有较好的工作效

图1 进口泵结构图

图2 国产大泵结构图

果。Φ110mm以上泵径的抽油泵泵挂由于油井载荷的限制,通常不需下入大斜度井段内,固定阀与游动阀均采用球阀结构。

馆平291井第三轮蒸汽吞吐采用注二氧化碳、化学剂和蒸汽复合吞吐方式,注入蒸汽7500 m3,下Φ95mm大斜度水平井泵生产,垂深673.19m,泵挂784m,井斜70°,井口温度110℃,井下温度预计在200℃左右,生产4个月。2006年4月24日进行第四轮蒸汽吞吐采用注二氧化碳、化学剂和蒸汽复合吞吐方式,注入蒸汽7600 m3,下入Φ120mm,泵挂686m,井斜56°,井口温度120℃,井下温度预计在250℃左右,最高泵效96%,吞吐中后期,由于供液不足,多次碰泵,造成脱接器断,只生产3个半月。

根据水平井排液要求开发Φ95mm、Φ120mm、Φ127mm、Φ140mm系列高温抽油泵,在现场试验11井次,最大井斜75°,最高泵效93%,井底最高温度250℃。

图3 馆平291井Φ120mm泵生产曲线图

(6)生产管柱

水平井钻井技术经验概述

第一章定向井(水平井)钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1.定向井丛式井发展简史 定向井钻井被(英)T.A.英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜,钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为,定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井,虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然 石油管理局的河50丛式井组,该丛式井组长384米,宽115米,该丛式井平台共有钻定向井42口。 2.定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型: 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井 多分枝井(多底井) 国外定向井发展简况

(表一)

10.井眼尺寸不受限制 11.可以测井及取芯 12.从一口直井可以钻多口水平分枝井 13.可实现有选择的完井方案 (4).短曲率半径水平井的优缺点 优点缺点 1.井眼曲线段最短1.非常规的井下工具 2.侧钻容易2.非常规的完井方法 3.能够准确击中油层目标3.穿透油层段短(120—180米)4.从一口直井可以钻多口水平分枝井4.井眼尺寸受到限制

5.直井段与油层距离最小5.起下钻次数多 6.可用于浅油层6.要求使用顶部驱动系或动力水龙头 7.全井斜深最小7.井眼方位控制受到限制 8.不受地表条件的影响8.目前还不能进行电测 第三节定向井的基本术语解释 1)井深:指井口(转盘面)至测点的井 眼实际长度,人们常称为斜深。国外 称为测量深度(MeasureDepth)。 2)测深:测点的井深,是以测量装置 率是井斜角度(α)对井深(L?)的一阶导数。 dα Kα=─── dL 井斜变化率的单位常以每100米度表示。 8)井深方位变化率:实际应用中简称方位变化率,?是指井斜方位角随井深变化的快慢程度,常用KΦ表示。计算公式如下: dΦ KΦ=─── dL

水平井采油工艺技术的研究与应用

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)

国外水平井稠油热力开采技术的应用

国外水平井稠油热力开采技术的应用 司建科1,王玲云2,刘光蕊1,刘永刚1,李 凯3,淳修云2 α (1.中原石油勘探局地质录井处;2.中原油田分公司采油一厂;3.中原油田分公司技术监测中心) 摘 要:本文根据国外水平井稠油热力开采技术的应用情况,介绍了十种热采技术特点和应用方式。对比分析了某些方式下水平井与垂直井的开采效果,认为水平井稠油热采前景广阔,同时对国内油田类似技术具有借鉴和指导意义。 关键词:水平井;热采;稠油油藏;生产井;采收率;美国;加拿大;委内瑞拉 1 水平井稠油热采技术应用规模 现代第一口稠油热采水平井是加拿大于1978年在阿尔伯塔省冷湖油田钻成的,该井斜深623. 7m、垂深为475.8m。以后,加拿大又在阿尔伯塔省Fo rt M c M u rray地区A thaba sca砂岩层完成更多的水平井用于高粘重质原油开采。结果表明,提高了采收率。同时,委内瑞拉及美国的一些油田也相继运用水平井稠油热采技术。截止1993年底,全世界约有6500口水平井,但95%集中在美国和加拿大,美国有4500多口水平井,加拿大已钻1300多口水平井,大多数是1986年以后钻成的,其中45%集中在阿尔伯塔和萨斯喀彻温两省。 最新文献显示,到1995年底,美国完成稠油油藏水平井占总水平井井数的10%,加拿大完成稠油水平井占总水平井井数的31%。美国的稠油水平井平均产量是垂直井的3.7倍;加拿大稠油油藏水平井平均产量是垂直井的5.6倍。美国所有稠油水平井开采项目在经济上都是成功的,而加拿大有92%的稠油水平井开采项目是成功的。由于采用了水平井稠油热采技术,美国的原油可采储量年平均增加约9%,加拿大的原油可采储量年平均增加约10%。2 水平井稠油热采技术特点及应用方式 根据室内研究及现场先导试验,水平井稠油热采可分为如下几种: 2.1 水平井蒸汽吞吐 该方法只使用一口水平井(既是注入井,又是生产井)。同垂直井比较,水平井注汽量大,采收率显著提高。由于水平井产量高于垂直井,因此可减少吞吐周期数。美国在中途日落油田稠油油藏(密度0. 989kg l)中成功地进行了水平井蒸汽吞吐。设计采用一口水平井及一个超短半径水平泄油井组(8个泄油孔的长度为4.3~31.4m)开采,至1992年10月该井组已吞吐两个周期,产油3493m3。结果表明,注汽量和采油量比垂直井提高了20%~50%。 2.2 水平井蒸汽驱 使用水平井和垂直井或水平井对(成对布置)等几种组合方式作为注入井和生产井。在现场应用中,水平井通常用作生产井而不用作注汽井。对有气顶或底水的油藏,可在靠近油藏顶部用垂直井注汽,在油层底部用水平井生产。加拿大T ang leflag s北部油田即为水平井蒸汽驱的典型实例:疏松砂岩油藏,总厚度36.6m,原油密度0.979~0.986kg l。1989年一季度第一口水平井产油95m3 d,1990年第二口水平井产油370m3 d。 2.3 加热通道蒸汽驱 该方法利用一个未射孔的水平通道(称为水平加热管,置于一口垂直注入井与一口垂直生产井之间的地层中)注高压蒸汽,使蒸汽进行环流。环流的蒸汽使水平加热管周围形成被加热的环形空间(即加热通道),进而使附近地带内沥青粘度下降。而从注入井注入的蒸汽将沿着被加热的水平通道把具有流动性的沥青驱替至生产井。 2.4 重力辅助蒸汽驱(S A GD) 从水平井上方一口或几口垂直井中注蒸汽。加热后,可流动的沥青在重力作用下流向位于其下方的水平井中,这称为重力辅助蒸汽驱油(S A GD)。采用S A GD之前,各口垂直井应有若干周期的蒸汽吞吐,以减小与水平井之间的阻力,预热周围油层。若利用原先钻成的垂直井,只在其下方加钻水平井,将降低投资,还可以发挥这两种井各自的特点。 2.5 改进的重力辅助蒸汽驱(ES A GD) 为了开发加拿大阿尔伯塔和平河沥青砂岩稠油油藏,壳牌加拿大有限公司应用了改进的重力辅助蒸汽驱油法(ES A GD)。它采用上下两口水平井井对,上水平井用作注汽井,下水平井用作生产井。其操作分为三个阶段:①预热阶段。②S A GD阶段。③重力辅助与蒸汽驱相结合。数模研究表明,ES A GD 比S A GD的开采动态有明显改进,特别是日产量和最终采收率。 2.6 水平井电加热开采 对蒸汽注入能力低的沥青砂岩油藏或采用常规注热法不能经济有效开采的油藏,可以考虑采用电加热法来开采。地层电阻率在1008?m内,可采用60H z工业用交流电法加热;地层电阻率在100008?m内,可采用无线电法加热,其频率范围在若干M H z范围内。 2.7 坑道式水平井开采 该法是从地面向油层内打一口竖井并从竖井井底沿着油层钻一条几km长的坑道。如果油层为疏松砂岩,则需用铸铁或混凝土支架支撑坑道。在坑道的两边钻一批水平井眼,井眼要尽可能深地穿入油层,井距大些,以减少钻井费用。将蒸汽发生器下入竖井并沿坑道铺设蒸汽管线,注入的蒸汽加热油层并由生产井抽汲到地面。该法的优点:与油藏接触面积大;波及效率高,采收率在50%以上;相对成本低;地面干扰小;可从湖底或沼泽采油。缺点是工程 551  2006年第5期 内蒙古石油化工

页岩气水平井钻井技术

页岩气水平井钻井技术 摘要当前我国页岩气水平井钻井施工整体表现出成本高、周期长、复杂事故多等问题。针对这些问题,本文对国内页岩气井进行了技术跟踪,归纳了当前我国页岩气水平井钻井过程中所面临的轨迹优化及控制、井壁稳定、摩阻扭矩、井眼清洁以及固井技术等难点问题。 关键词页岩气水平井轨迹控制井壁稳定摩阻 美国页岩气资源的规模化开发和商业化利用,正在改变着世界能源格局,而同为世界能源进口大国的中国,同样拥有丰富的页岩气资源。政策以及相关支持政策的陆续出台,不但表明了我国政府大力发展页岩气资源的决心,而且正在积极推进我国页岩气产业的全面、快速发展。 页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附或游离状态为主要存在方式,在一定地质条件下聚集成藏并具有商业开发价值的非常规天然气。与常规天然气藏相比,页岩气储层孔隙度主体小于10%,储层孔隙为0~500nm,孔喉直径介于5~200nm,渗透率极低,一般多采用水平井并经水力压裂技术改造后进行开发。当前,公认的具备商业开采价值的页岩气藏需具备以下条件:①页岩气储集层厚度大于100ft(30m);②富有机质页岩有机质丰富,TOC > 3 %;③成熟度Ro在1.1-1.4之间;④气含量>100ft3/t;⑤产水量较少,低氢含量;⑥黏土含量小于40 %,混合层组分含量低;⑦脆性较高,低泊松比、高杨氏弹性模量;⑧围岩条件有利于水力压裂控制。页岩气藏作为典型的连续型油气聚集,往往分布在盆地内厚度大、分布广的集“生-储-聚”为一体的页岩烃源岩地层中。页岩作为粘土岩常见岩石类型之一,是由粘土物质经压实、脱水、重结晶作用后形成的,其成分复杂,除包含高岭石、蒙脱石、水云母、拜来石等粘土矿物外,还含有诸如石英、长石、云母等碎屑矿物和铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等自生矿物,页岩层理构造发育,多呈页状或薄片状(图1左),并沿层理发育有大量裂隙和微裂隙(图1右),脆性高、易碎,外力击打作用下易裂成碎片,且吸水膨胀性强,长时间裸露浸泡后极易引起井壁缩径、垮塌、掉块等复杂事故。例如,四川威远-长宁构造完成的3口页岩气水平井,水平井段钻进过程多次遭遇井壁垮塌、掉块等复杂,引发卡钻、报废进尺等事故,并导致3口水平井储层段40%进尺作业占总作业时间70%以上。同时,页岩气水平井井壁失稳问题频发,不但严重影响到钻井周期、钻井成本等问题,还直接导致井身质量差、固井难度大、储层污染严重等问题,这些问题都给后续开发带来极为不利的影响。据不完全统计,截止2012年初,四川威远、长宁及云南昭通页岩气产业化示范区完钻的4口水平井,平均井深3357米,平均钻井时间118天,而北美地区井深4000~5000米,水平段1500~2000米的页岩气井钻井周期通常在15~20天,水平段钻井时间仅为5~8天。由此可见,我国相对落后的页岩气水平井钻井技术,已经成为制约我国页岩气工业快速发展的重要瓶颈。

第三篇 第四章 水平井采油技术

98 第四章 水平井采油技术 在海洋油气开发中,水平井已经成为主要的完井方式。通常,水平井是指井眼轨迹达到水平(90o左右)以后,再继续延伸一定长度的井(延伸的长度一般大于油层厚度的六倍)。水平井有垂直段、弯曲段和水平段,根据井的曲率半径和造斜率的大小不同,水平井有不同的特点。由于这种差别在采油方法的选择上各类水平井都有其自身的特点,必须根据这些特点优选最佳机械采油方法。本章主要讨论大斜度水平井的机械采油方法和生产管理特征。 第一节 水平井采油特征 由于水平井形成的油气渗流方式不同,其采油方法与设备的应用有其特点。 一、水平井渗流特性 用直井或斜井钻穿层状油藏,它所钻开的油层井段只相当于或稍大于油层本身的厚度。用水平井钻开油层,则水平井段可以在油层内延伸长达数百米,有更多的机会穿过裂缝并使之连通,泄油面积大,从而大大提高了油井的生产能力。但是水平井的特点并不只是增加了泄油面积,而是改变了产层内流体的流动条件。使流体由通常的径向流变成平面流。戴维奥等一些专家分析研究了水平井采油的理论与实践,形象地指出,如果水平段的长度比油层的厚度大得多,那么它的采油就会完全象从垂直裂缝中采油一样。这准确地描述了水平井采油的流动特性。 在水平井中常见的问题是出砂、出气、出水和产量的变化。裸眼或割缝筛管井筒容易出现这些问题,而且修井困难。尤其是在井筒横穿气顶油藏或者水层时,几百米的割缝筛管或裸眼的挤水泥作业是个很复杂的问题。 在这些井中有一个明显 的特点是,水平井段本身实际上形成了一个长而细的卧式气体分离器。当流压低于饱和压力时,水平井段的游离气体沿水平段汇集,并沿井筒上升直至地面,这简直就象自然间歇气举。在1口1800m 深的井内,只需几分钟的时间就可以使井底流动压力在土0.67MPa 的范围内变化。因此,在进行人工举升时必须考虑这个问题,特别是容积泵,所受影响较大,容易产生气锁,使举升效率降低。 图4-1 水平井裸眼预充填砾石绕丝筛管完井示意图

水平井综合地质导向技术及其应用研究

Journal of Oil and Gas Technology 石油天然气学报, 2017, 39(4), 78-82 Published Online August 2017 in Hans. https://www.360docs.net/doc/655758094.html,/journal/jogt https://https://www.360docs.net/doc/655758094.html,/10.12677/jogt.2017.394040 Research on Integrated Geosteering in Horizontal Wells and Its Application Youjian Li, De’an Zhang Logging Company of Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co. Ltd., Puyang Henan Received: May 30th, 2017; accepted: Jun. 7th, 2017; published: Aug. 15th, 2017 Abstract The integrated geosteering while drilling technology was great significance of drilling of horizon-tal wells. Starting from the analysis of technical difficulties in the horizontal drilling process and based on the research and the application and analysis of essential data acquisition and fusion technology, near-bit lithology rapid identification technology, prediction technology of geological profile along horizontal well trajectory, horizontal well trajectory control technology, and target layer microstructure monitoring technology, an integrated geosteering technology combining mud logging while drilling for the horizontal wells, which was different from logging in traditional straight wells, was proposed, and it was successfully applied in several horizontal wells in Si-chuan-Chongqing Area. Its application results show that the technology can provide effective geosteering in horizontal wells, with an average target drilling encounter rate of over 90%. Keywords Ultra-deep Horizontal Well, Integrated Geosteering, Integration of Logging and Recording, Trajectory Prediction and Control

采油工艺技术在油气田开发中的应用和意义

采油工艺技术在油气田开发中的应用和意义 石油的开发和利用给人们的生产、生活带来了很大的便利,我国地大物博、幅员辽阔,石油矿藏的储量也是十分的丰富,但随着工业技术的不断进步,油气开采量的逐年增加,使许多的油田进入了开采的中后期,出现了高渗透、低产能的现象,这就使石油科技工作面临着巨大的考验和挑战,如何才能让采油工艺技术在油气田的实际开发中得到合理的应用,成为当代石油人所关注的焦点。 标签:采油工艺技术;油气田开发;应用;意义 随着我国加入世贸组织的脚步,国际形势的波动给我国的经济带来了不同程度的影响,尤其是石油业的发展,其价格的高低直接影响到石油开采技术的创新与发展,而且到了90年代,我国许多大型油田都到了开采的衰竭期,这就给采油工艺技术提出了更高层次的要求,为了使石油经济得到稳步的发展,对油气开发技术的研究已经成为当下所面临的重要课题。 1 油气开采中人工举升技术的合理应用 采用人工举升技术进行油气开采的主要目的在于节约成本,提高产能,从而提高石油企业的经济效益,向着高效能、自动化、智能化的方向迈进。具体有:有杆采油技术、电动潜油泵采油技术、螺杆泵采油技术、气举采油技术等等。 1.1 有杆采油技术的应用及意义 有杆采油技术的主要设备就是抽油机,抽油机的种类有很多:前置型、低矮型、液压缸式等等种类和型号,可以根据油田地理位置及自然环境的不同进行合理的选择和应用,比如说对于高含水、低渗透的油气开采可以运用增大冲程式或液压缸式的抽油机,而如果碰到定向井、斜井或垂下井就需要使用紧凑型的抽油机,这样运作起来才能更有利于油气的开采,达到节能降耗的目的。 1.2 电动潜油泵采油技术的应用及意义 对于含气量较大的油井采用电动潜油泵采油技术可以有效的降低污水处理的成本,给这些老油田注入新的活力,而且电动潜油泵采油技术在高含水期油井中的使用可以做到油水的有机分离,而且非常的环保,是未来发展中必不可少的一项采油技术,对于油气井经济效益的提高能起到明显的作用。 1.3 螺杆泵采油技术的应用及意义 近年来,油井出现含砂量大、含气多且油稠等等特点,为了解决这一问题,许多的石油公司采用了螺杆泵采油技术,而且随着科技水平的进一步提高,螺杆泵也得到了改革与创新,无杆螺杆泵、多叶片螺杆泵等等,都在为油气开发起着不可忽视的作用,而且更加高级的可以实现井下自动调控以达到井下开采的最佳

水平井采油工艺优化与配套

水平井采油工艺优化与配套 发表时间:2018-05-23T10:40:04.180Z 来源:《基层建设》2018年第6期作者:徐进东 [导读] 摘要:随着油田勘探技术的不断进步,水平井采油工艺逐渐引起相关学者的重视,水平井采油技术在油田开采中也得到了越来越广泛的应用。 大庆油田有限责任公司第九采油厂龙虎泡采油作业区黑龙江大庆 摘要:随着油田勘探技术的不断进步,水平井采油工艺逐渐引起相关学者的重视,水平井采油技术在油田开采中也得到了越来越广泛的应用。水平井采油工艺的改善措施包括流入动态和生产压差的确定、储层的解堵与改造、水平井生产参数的优化等。经过几十年的发展,我国的水平井采油工业已经得到了飞速发展,水平井数量不断增加,水平井技术已经成为提高油田产能及效率的有效手段,在此基础上必须加快配套井口、配套抽油泵、防断防脱油杆以及井下温度测试等配套技术的开发与应用工作,以达到不断完善水平井采油工艺的目的,推动石油工业的长远发展。 关键词:水平井采油;工艺;配套技术 1 水平井采油工艺概述 水平井是在油井垂直或倾斜地钻达油层后,井筒与油层保持平行,转达接近于水平,从而保证在长井段的油层中钻进直至完井。传统的油井往往是垂直或倾斜地穿过油层,因此油层中的井段往往较短,采油效率较低,而水平井采油工艺通过较长的通过油层的尽段,生产能力较传统油井提升明显,在最近几年的油田开采中得到了极为广泛的应用。水平井采油工艺是一项综合性的油田开采技术,针对不同类型的油藏,需要配置相应的配套技术便于油田的勘探与开发,从而极大得提升了水平井采油的质量与效率。当前我国的水平井采油工艺的发展尚处于起步阶段,但在压裂技术、水平定向射孔技术、防砂冲砂技术以及完井技术方面都取得了一定的成就,也大大促进了我国油田产能的提高。 2 水平井采油工艺的改善措施 水平井采油工艺的改善措施主要包括以下三个方面的内容:一是合理确定水平井流入动态及生产压差,这也是与水平井产能息息相关的技术指标;在水平井的实际生产活动中,水平井渗流稳定状态的分析对提高油田产能有着重要意义,在水平井经过不同类型的油藏时,由于渗透率的不同,水平井会形成相应的泄流区域,该区域半轴与水平井长度具有一定的相关性;水平井在实际的采油过程中,多处于不稳定状态下,需要不断调整流入动态及生产压差,保证转化结果的精确性,以此来提高水平井采油的质量的与效率。二是优化水平井生产参数,实际的优化措施种类繁多,结合水平井油田实际的工作状态,选择深井泵采油技术等措施,简化采油技术流程,提高采油效率;结合水平井的临界产能及不同开发阶段的产能变化,有针对性得改进抽油机及配套设备参数,从而保证水平井产能;另外,在实际的采油过程中,结合采油进度定期核对生产参数,保证水平井采油设备满足生产实践的要求。三是解堵并改造水平井储层,由于当前采用的压裂和酸化技术会破坏井筒结构,会给采油过程带来诸多不可控因素,在实际的生产活动中可以引入水力压裂技术及酸化方式对水平井段堵塞物进行清理,从而保证水平井开发的顺利进行。 3 水平井采油工艺的应用与发展 3.1 水平井采油工艺的应用现状 国外对于水平井采油工艺的应用较早,早在20世纪20年代就开始了采用水平井来提高油田产能,并在80年代出现了导向钻井技术,水平井采油工艺得到了飞速发展,当前国外水平井油田的数量已达到数万口,水平井技术已经成为提高油田产能及效率的有效手段。当前国内外成熟的水平井完井方式主要包括裸眼完井、割缝衬管完井、历史充填完井、带管外封隔器完井以及固井射孔完井等5种类型,我国的胜利油田即采用了固井射孔完井、筛管完井及裸眼完井技术等。我国是引入水平井采油工艺较早的几个国家之一,在20世纪60年代中期就开始水平井油田的相关研究,如四川碳酸盐岩中的两口水平井。经过几十年的发展,我国的各类水平井已达数百口,约占全部油田的50%以上。近年来随着我国水平井开发工艺的逐步成熟,水平井已经成为推动我国石油开采发展的重要技术支撑。当前我国的水平井采油技术已达到世界先进水平,在各大油田中也得到了广泛的实践应用,相应的配套设施也得到不断完善。 3.2 水平井采油工艺的发展趋势 采油工程技术历经5个阶段。探索、试验阶段:此阶段以注水开发为代表,探究出了诸如油田堵水实验、油层水力压裂实验、人工举升实验、注蒸汽吞吐开采实验等一系列采油实验,为我国石油开采工作打下良好基础,打开了全国采油工程技术发展的历史大门。分层开采工艺配套技术发展阶段:即根据陆相砂岩油藏含油层系多、各油层情况迥异且互相干扰严重的特点,探究出的一套以分层注水为中心的采油工艺技术。发展多种油藏类型采油工艺技术:随着不同类型的油田的发现及开采,逐步研究形成了适用于各类型油田的采油技术,如复杂断块油藏采油工艺技术、高凝油油藏开采技术、低渗透油藏采油工艺技术等。采油工程新技术重点突破发展阶段:随着石油生产迅猛的成长与发展,其致力于采油技术的研究与创新,成立了完井、压裂酸化、防砂、电潜泵和水力活塞泵5 个中心,极大程度上促进采油技术的发展。采油系统工程形成和发展阶段:即当前所处的阶段,在不断完善采油系统工程技术。 4 水平井采油工艺的配套技术 4.1 配套井口 配套井口需要根据不同尺寸井眼水平井的具体要求来进行设置,必须满足不动管柱进行注汽、自喷、抽油、伴热、测试等开采作业要求的需要,也包括不动井口提下副管作业。如在克拉玛依油田水平井配套井口的设计中,通过引入SKR14-337-78*52及SKR14-337-62*40双管热产井口来达到浅层稠油、超稠油区块水平井作业的需要。生产实践表明,有针对性的配套井口设计较好地满足了水平井生产工艺要求,各项生产指标也都符合实际采油工艺需要。 4.2 配套抽油泵 水平井采油中所选用的配套抽油泵必须能够下到斜井段抽油,实现不动管柱注汽、转抽,并与直井段保持一致的高泵效。为满足以上生产要求分别研制了斜抽管式泵及多功能长柱塞注抽两用泵,其中斜抽管式泵主要用于倾斜角在60度以内的定向井、水平井斜井段及斜直井的抽油,并保持较高的泵效;多功能长柱塞注抽两用泵则主要用于能下至斜角大于60度的大斜度井段,以满足主副管同时注汽的要求。 4.3 防断防脱油杆 相对常规采油工艺,水平井采油需要在特殊的井身结构中开展作业,水平井身抽油杆柱、泵的工作情况较竖直井复杂很多,抽油杆磨

采油工艺技术指标计算方法(各项)

采油工艺技术指标计算方法 一、机械采油指标的确定及计算方法 1、指标的确定 通过研究分析石油行业、集团公司、油田公司的相关标准、规范及要求,经论证优选,计划以石油行业标准《抽油机和电动潜油泵油井生产指标统计方法》(SY/T 6126-1995)为基础,参考其他相关标准及规范,确定出采油工艺指标12项:油井利用率、采油时率、泵效、检泵周期、抽油机井系统效率、平衡度、冲程、冲次、抽油泵径、泵挂深度、动液面、沉没度、动态控制图上图率,具体见下表。 机械采油指标论证确定结果表 2、指标的计算方法 (1)油井利用率 油井利用率指油井实际开井数与油井应开井数的比值。 %100?-= y z x c n n n K …………………………(1) 式中:K c ——油井利用率,%; n x ——开井数,口;

n z ——总井数,口; n y ——计划关井数,口。 注: ① 开井数指当月累积产油达到1吨以上(含1吨)的油井(含在册捞油井),当月累积伴生气达到1千立方米以上(含1千立方米)的油井,为采油开井; ② 计划关井包括测压或钻井关井,方案或试验关井,间开井恢复压力期间关井,油田内季节性关井或压产关井; ③ 油井利用率按月度统计,季度油井利用率按季度最后一个月(即3月、6月、9月、12月)的油井利用率为准,半年油井利用率以6月的油井利用率为准,年度油井利用率以12月的油井利用率为准。 (2)采油时率 采油时率指开井生产井统计期内生产时间之和与日历时间之和的比值。 %100?-= ∑∑∑r w r r D D D f (2) 24 ∑∑= L w T D (3) 式中:f r ——采油时率,%; ∑r D ——统计期内统计井的日历天数之和,d ; ∑w D ——统计期内统计井的无效生产天数之和,d ; ∑L T ——开井生产井累计停产时间,h 。 注: ①采油时率统计基数为所有开井生产井,其中新投产井在投产第一个月不予统计。 ②开井生产井累计停产时间包括停电、洗井、停抽、维修保养、测压停产等时间。 ③间开井等待液面上升的时间应计入生产时间内(即间开井应按照正常生产井来计算采油时率)。 ④月度采油时率以当月数据统计,季度采油时率以季度累计数据统计(即第

水平井增产的技术方法研究

水平井增产的技术方法研究 新海27块油藏随着油田的开发,目前已处于开发中、后期,具有高采出程度、高含水、地层能量充足的特点。近两年引用水平井开发技术,对提高采收率、改善这一区块的开发效果显著。通过对新海27块10口水平井的不同类型,结合区块油藏特点和地质状况分析研究,应用注汽、酸化等措施进行挖潜,合理调整抽油机运行参数。积累一套有效的水平井增产方法,加大了底水稠油藏的剩余油挖潜,从而提高采收率。 标签:稠油注汽水平井 1水平井应用情况 新海27块第一口水平井——海平1井,日产油量14.3t,该井投产成功确定了开发后期新海27块油藏以水平井为主的开发方案。 该区块完成水平井10口,对区块产量贡献已占有相当的比重,目前水平井占全块油井数23%,实施成功率100%。日产油能力101t,占全块日产油能力70.5%,水平井平均含水率35.7%,低于全块的平均含水48.2%。 2水平井增产技术方法研究 2.1应用热采技术,实现措施挖潜 水平井注汽是通过对水平井内注入蒸汽,直接和产生的超覆效应,使受热原油降粘后依靠重力的作用流入水平生产井,同时也降低了井筒中油流阻力,提高超稠油藏的开发效果。注汽热采措施可加强油井上部油层的开发利用,降低稠油粘度,加大稠油渗流速度,从而也能有效减小底水锥进,控制油井含水。海平2井初期日产液60.1 m3,日产油9.6 t,含水73.2%。曾采取堵水措施、调整生产参数,无论增大生产压差还是控制生产压差,含水均未得到很好的控制。分析该区块地层孔隙度为30.4%,有效渗透率6056×10-3μm2,储层物性很好,且作业时发现油井不出砂。 为降低该井含水,提高产能,于是决定对该井实施热采实验。海平2注汽,注汽量1499.6 m3,措施前该井原油粘度为8586mPa·s。日产液86.5 m3,日产油4.1 t,含水95.3%,措施后原油粘度达到1359mPa·s,调参提液,产量大幅度提高,目前日产液132 m3,日产油16.5t,含水稳定在88.6%,日增产12.4 t。 该水平井注汽实验的成功,确定可广泛利用到该块其他稠油水平井,又先后实施了2口水平井注汽措施,措施后累计增油1224t。 2.2选择合理生产参数

煤层气定向羽状水平井钻井技术研究

作者简介:黄洪春,1966年生,工程师;1986年毕业于重庆石油学校钻井专业,现从事煤层气研究与试验工作,已发表论文 10余篇。地址:(065007)河北省廊坊市万庄44号信箱。电话:(010)69213379。 Ο加里?特瑞特.新型水平定向钻井系统.煤矿区煤层气项目投资与技术国际研讨会论文集.2000年9月北京。 煤层气定向羽状水平井钻井技术研究 黄洪春 卢明 申瑞臣 (中国石油勘探开发研究院廊坊分院) 黄洪春等.煤层气定向羽状水平井钻井技术研究.天然气工业,2004;24(5):76~78 摘 要 从煤储层特性分析入手,讨论了现有煤层气井增产技术的不足,阐述了用特殊的羽状水平井来提高煤层气单井产量的有利条件。并通过室内实验和研究,介绍了煤层气定向羽状水平井的设计方案、钻井关键技术和主要工具结构原理,提出了在国内现有技术与装备条件下相应的实施方案和建议。所述技术对中国煤层气的开发具有实际应用价值。 主题词 煤层气 羽状水平井 设计 钻井技术 煤层实施羽状水平井的有利条件 由于垂直井贯穿煤层割理系统长度有限(通常为煤层厚度),而煤层气藏基岩渗透率很低,为获得经济产量需要对煤层实施增产措施。从我国煤层气试验井来看,先后试验了水基压裂液压裂、CO 2泡沫压裂、裸眼洞穴等多种增产技术措施。 对各向异性的煤层气藏压裂水力裂缝方位研究表明,水力裂缝通常沿与面割理(煤层主应力和渗透率方向)平行方向延伸,不能充分地进入煤层深部。加之煤层机械强度低、易压缩,压裂裂缝难以控制,压裂砂易嵌入煤岩使其对煤层的支撑效果大大降低,并有可能在裂缝周围形成一个屏障区。从8口裸眼洞穴完井的试验情况来看,因造洞穴方式和施工工艺的不同,未达到改善近井地带渗透率而使增产效果差。 理论研究和常规油气储层实践证明,当储层纵横向渗透率比值大于0.1时钻水平井效果显著,其产量可达直井的3~10倍,煤层气储层渗透率完全符合该条件。 要在渗透率较低的煤储层中获得经济的煤层气产量,需要更多的煤层裸露和割理系统沟通才能实现,而羽状分支水平井可以做到这点。 综上所述,煤层气储层具有钻羽状水平井有利 的条件。 煤层气定向羽状水平井设计 所谓羽状分支水平井是指在一个主水平井眼两侧再侧钻出多个分支井眼作为泄气通道,分支井筒能够穿越更多的煤层割理裂缝系统,最大限度地沟通裂缝通道,增加泄气面积和气流的渗透率,使更多的甲烷气进入主流道,提高单井产气量。 1.煤层气羽状水平井完井方法 对于煤层气定向羽状分支水平井的完井方式,工艺较简单,主要采用裸眼完成,直接投产。 2.井身结构 煤层气需要通过排水降压解吸附才能产出,因此,定向羽状水平井井身结构必须考虑排水采气。参考美国已成功完成的羽状分支水平井钻井方案Ο,结合我国煤层特点提出如下两种井身结构方案。 方案一,需要另钻直井抽排水。 215.9mm 井眼在目的煤层顶部下入 177.8mm 技术套管并注水泥固井;用 152.4mm 钻头小曲率半径造斜进入煤层,并在煤层中钻500~1000m 长的主水平井眼;然后用 120.6mm 钻头由下往上在主水平井眼两侧不同位置交替侧钻出4~6个水平分支井眼。单个水平分支井眼长300~600m ,与主水平井眼成45°夹角,全部采用裸眼完井。最后,在距水平井井 ? 67?

辽河水平井开采技术交流

辽河油田水平井采油工艺技术现状 及下步发展方向 辽河油田钻采工艺研究院 2007年3月

目录 一、辽河油田水平井开采技术 (一)、水平井工艺技术保障措施 (二)、存在问题 (三)、下步攻关方向 二、辽河油田SAGD开采工艺技术 (一)、SAGD开采工艺技术保障措施 (二)、存在问题 (三)、下步攻关方向

一、辽河油田水平井开采技术 辽河油田自“八五”初期开始进行水平井方面的研究和试验工作以来,经过单水平井攻关试验、以断块为单元水平井开发和试验及规模应用水平井技术提高储量动用程度和油藏采收率等三个阶段的发展,已由初期的开发块状油藏发展到目前边水油藏、底水油藏、裂缝型油藏、薄油层油藏等多种类型油藏,开采的油品也由稠油发展到稀油与高凝油,开发方式采用常规、蒸汽吞吐及SAGD,并应用于不同的开发阶段即未动用的难采储量、开发中后期的老区挖潜、主力油藏边部、曙一区超稠油水平井的整体开发等,水平井技术在不同类型油藏应用见到了良好的效果。 截止到2007年初,辽河油区共完钻各类水平井307口,其中常规水平井271口(鱼骨井6口),侧钻及分支水平井36口。投产水平井266口,开井202口,其中热采稠油水平井214口,开井163口,日产液8169t/d,日产油2385t/d,累产油143.89×104t;投产的稀油水平井22口,开井18口,日产液274t/d,日产油195t/d,累产油28.02×104t;高凝油水平井16口,开井11口,日产液226t/d,日产油211t/d,累产油15.68×104t;常规稠油水平井14口,开井10口,日产液545t/d,日产油100t/d,累产油3.86×104t。目前水平井日产油2891t/d,平均单井日产油14.3t/d,累计生产原油191.46×104t。 (一)、水平井工艺技术保障措施 1、水平井钻完井工艺技术 针对不同地质条件、不同油藏类型,在水平井钻井实施过程中设

水平井钻井技术论文

川西水平井钻井技术研究 【摘要】水平井是在定向斜井钻井技术基础上发展起来的一项钻井技术,单井增产效果明显。近年来由于水平井的大量投产,水平井技术在川西得到了较广泛的应用,通过不断研究和探索,总结出了部分川西水平井施工工艺技术。本文从川西地层钻井状况结合水平井工程难点进行分析,详细阐述了针对难点的技术措施,为今后的水平井施工提供参考。 【关键词】川西;水平井;钻井技术 一、川西地层钻井状况分析 川西地层复杂,上部地层易漏,下部地层高压,施工难度较大,下面以新场构造、孝泉构造、马井构造为例分析川西地层钻井状况:川西新场气田蓬莱镇组气藏为大型次生气藏,区块内为陆相砂、泥岩沉积,断层、裂缝不发育,新场构造地层岩石强度大、可钻性差、机械钻速低、钻井周期长,由于高压超高压地层,易出现常规钻井井涌、井漏等复杂情况。 川西孝泉构造气藏,为下覆地层通过断层裂缝向上运移而成的次生气藏,储层处高压状态,裂缝性高压气藏,往往伴随着井漏,严重时会导致井喷,并且裂缝通道的漏失安全密度窗口很窄,安全钻井液密度窗口选择困难,井控难度大。 马井构造位于川西中部,马井构造浅部地层的第四系及白垩系以种植土、砂砾层、泥岩及石膏、砾石为主。由于浅井段的砂砾层及地层界面的不整合接触在钻井过程中易发生井漏。砂砾层、泥岩与粉砂

岩及石膏夹层造成井眼失稳,极易产生井塌、掉块卡钻、下套管作业困难等情况。 二、川西水平井钻井施工难点 川西地区地质条件复杂,水平井施工风险高、易发生井下复杂情况,除设计上合理确定井身结构外,更重要的是解决施工过程中的难点问题。川西水平井施工难点主要集中表现在以下三个方面:一是轨迹控制难度大。由于水平井一般是三维靶体,井眼轨迹不仅要求进入窗口,更要求避免进入水平井段时由于钻头穿出靶体而导致的脱靶现象;摆放工具面角难度系数大。水平井斜井段不断延伸,随之井眼摩阻不断增大,导致钻具在井眼中不易转动,工具面角的摆放问题尤其表现出难度所在;控制难度系数大。因工具造斜能力的模糊性以及地质的不确定性和测量信息缺乏时效性等各种客观因素的制约,致使水平井中的水平井段控制和着陆控制难度大大增加。 二是钻柱与井眼之间的摩阻较大。受水平井造斜段井斜角的作用,井眼的弯曲程度对相应钻柱的受力具有较大的影响,并且当钻具进入水平段后,随着井眼轨迹的上下波动,摩阻越来越大,钻具拖压压风险增大。因此,确定合理的钻具组合是水平井又一施工难点。 三是井眼净化难度大。由于水平井段钻具整体躺在下井壁上,钻具与井壁的轴向摩擦和径向摩擦加大了起下钻阻力和扭矩,易造成钻具遇阻、遇卡、钻杆胀扣、脱开等井下复杂情况,大斜度井段和水平段的岩屑不易携带,易形成岩屑床,如果净化不好将导致摩阻和扭矩的增加,造成下套管和固井作业不能顺利进行,因此,加强井眼净化,

新海27块水平井堵水技术研究与试验效果分析

新海27块水平井堵水技术研究与试验效果分析 发表时间:2016-05-20T16:30:06.260Z 来源:《基层建设》2016年1期作者:王倩 [导读] 辽宁省盘锦市辽河油田金马油田开发公司才有作业一区试验表明,堵水配套技术对筛管完井的水平井具有良好的操作性和适应性。辽宁省盘锦市辽河油田金马油田开发公司才有作业一区 124010 摘要:针对新海27块水平井生产中存在的高含水问题,分析了水平井出水规律,提出了水平井“找+卡+堵+采”一体化堵水的技术思路,研发了适宜的水平井堵水管柱、堵水剂、配套降粘采油技术,形成了水平段A点和B点2套控水工艺。现场试验2口井,施工成功率达到100%,并见到明显的降水增油效果。试验表明,堵水配套技术对筛管完井的水平井具有良好的操作性和适应性。 关键词:水平井;液体桥塞;分段堵水;现场应用 前言 新海27块是海外河油田的主力区块,为提高油田采收率,2004年应用水平井投入二次开发,至2015年底,区块共投产水平井39口,日产油225t,日产液3412m3,综合含水为93.4%。受油藏边底水发育影响,近年水平井生产含水上升速度加快,产量递减明显。综合含水由2008年的91.6%上升至2010年的93.4%,平均单井产量由10t/d下降到5.8t/d。水平井是老油田二次开发工作中的一项关键技术,其产量规模关系到区块开发水平和油田开发经济效益。为此,开展水平井堵水配套技术研究成为当前一项重要的科研工作。 1 油藏概况 新海27块为块状边底水稠油油藏,开采目的层为d1I油层组,含油面积2.83km2,石油地质储量672×104t。纵向上划分为4个砂岩组,油层厚度为25~30m,油水界面1425m,平均孔隙度31.4%,平均渗透率1926.9×10-3μm2,平均泥质含量为6.2%,为高孔、高渗、低泥质含量的储层。地面原油粘度(50℃)为1934~3715mPa.S,平均地层温度53.3℃,原始地层压力14.06MPa。 到2010年底投产水平井39口,日产油225t,日产液3412m3。综合含水为93.4%。含水在60~70%的油井有5口,含水在80~90%的油井有1口,含水在90~95%的油井有19口,含水在95~98%的油井有11口,高含水关井3口。 2 开发中存在的主要问题 新海27块是依靠水平井开发的海外河油田主力区块,经过6年的高效开发,目前面临着水平井高含水、出水原因复杂并且主控因素难以确定、水平井出水段长、找堵水配套技术不完善等主要问题。 2.1 新海27块水平井高含水 新海27块水平井含水普遍较高。受油藏边底水发育影响,近年水平井生产含水上升速度加快,产量递减明显。综合含水由2008年的91.6%上升至2010年的93.4%,平均单井产量由10t/d下降到5.8t/d。分析含水上升的原因主要有两方面: (1)底水发育,能量充足 新海27块构造平缓,含油幅度为30m,纵向上油水过渡带较宽,水油体积比62:1,边底水活跃,使得多数油井含水上升速度较快或投产便高含水。如新海27-H16、新海27-H18、新海27-H40、新海27-H42等井于2007年5月~8月投产含水率基本在20%左右,但所处构造位置较低,不到一年的时间含水率便上升至90%左右。上述生产动态也证实了新海27块边底水均较为活跃,是一厚层--特厚层状边底水油藏。 (2)油水粘度比大,底水快速锥进 新海27块d1Ⅰ油层组原油较稠,水平井虽然将直井情况下的“水锥”变成“水脊”,降低了生产压差,抑制了边底水锥进速度,但生产后期,随着低粘度原油的采出,地层中原油粘度进一步提高,导致油水流度比进一步加大,底水快速锥进,含水上升。随着注汽轮次的增加,地下剩余原油的粘度进一步增大,油井的含水上升不可避免。 (3)水平井井段长,产液剖面不均匀 新海27块共有水平井43口,平均水平段长216m。由于水平段联通的油藏非均质性较强,容易导致产液剖面不均匀,部分井段大量出液,而部分井段对应油层并未动用。6口水平井测产液剖面统计,总水平段长度1297.45米,主出液井段长度495.75米,主出液井段占总井段的38.2%,结果表明水平段各部分产液量比例严重失衡,产液剖面明显不均。 2.2 水平井堵水技术不成熟 受水平井出水段长、筛管完井方式影响,新海27块水平井堵水难度大,并且国内水平井堵水技术研究起步晚,目前尚无成熟的水平井堵水技术。传统的机械堵水和化学堵水剂由于功能单一、施工方案简单等原因,不能较好的在水平井堵水方面发挥作用,于是要开展水平井堵水技术和堵水工艺研究。 3 水平井堵水技术研究及方案设计 在水平井堵水技术研究上我们的具体做法是:一是加强水平井生产动态分析,掌握水平井出水规律;二是提出技术研究整体思路;三是围绕水平井和油藏特点加强每项技术攻关研究。四是根据找水测试结果,编制水平井堵水方案。 3.1 水平井堵水技术研究 3.1.1 技术思路 当前,国内水平井堵水技术仍处于研究试验阶段,没有成熟的技术经验可供借鉴。结合以往堵水工作我们认识到,水平井堵水要注重一体化技术的研究,通过综合技术的衔接与配套,最终实现水平井控水的工作目标。 新海27块堵水技术思路是:综合应用找+卡+堵+采一体化技术,发挥技术的协同作用,达到水平井堵水的目的。具体含义是:找,即应用产液剖面测试技术,分析确定水平段主力出水部位;卡,即研究适宜水平段分段堵水管柱,实现堵剂定位封堵;堵,即研究应用不同性能的系列水平井堵剂,对主力出水部位进行有效封堵;采,即堵水后采用适宜的降粘技术,降低油水粘度比,保证稠油顺利开采。 3.1.2 产液剖面技术研究 研究水平井产液剖面测试技术,测量水平井分段产液量及分段含水率,为单井和区块动态分析、堵水等措施实施评价提供依据。水平

相关文档
最新文档