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        超短半徑側(cè)鉆水平井技術(shù)在外圍油田的應(yīng)用

        2012-11-10 01:33:36劉巖
        關(guān)鍵詞:日增口井泥巖

        劉巖

        中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司 第九采油廠工程技術(shù)大隊(duì) (黑龍江 大慶 163853)

        超短半徑側(cè)鉆水平井技術(shù)在外圍油田的應(yīng)用

        劉巖

        中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司 第九采油廠工程技術(shù)大隊(duì) (黑龍江 大慶 163853)

        利用大修設(shè)備對(duì)超短半徑側(cè)鉆水平井技術(shù),對(duì)最初的懸掛篩管完井方式進(jìn)行改進(jìn),用較簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的方法實(shí)現(xiàn)完井管柱對(duì)鉆遇泥巖段的有效封堵,解決泥巖水化產(chǎn)物造成的斜后泥巖層、坍塌和后續(xù)生產(chǎn)頻繁卡泵問(wèn)題,取得了較好的應(yīng)用效果。

        超短半徑 側(cè)鉆水平井 柔性鉆桿 導(dǎo)向篩管

        1 問(wèn)題的提出

        側(cè)鉆水平井是側(cè)鉆井與水平井的技術(shù)集成,要求井眼的方位、井斜在側(cè)鉆點(diǎn)與入靶點(diǎn)之間的有限垂深內(nèi)完成,最短曲率半徑已小于60m,超短半徑側(cè)鉆水平井技術(shù)是鉆井領(lǐng)域最新發(fā)展技術(shù)之一,其最短曲率半徑達(dá)到了2.87~3.2m,可以達(dá)到較高的中靶精度,有效提高砂巖鉆遇率。2008~2010年共試驗(yàn)完成11口井,取得了一定效果,但現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)也遇到許多問(wèn)題,鉆研、施工部門積極協(xié)作,解決一些難題。

        2 超短半徑側(cè)鉆水平井技術(shù)現(xiàn)狀

        2.1 技術(shù)原理

        在套管完井的直井中開窗側(cè)鉆,采用柔性鉆具與常規(guī)鉆井設(shè)備相結(jié)合,通過(guò)不同的鉆具組合及對(duì)鉆壓、鉆速、排量的控制,在油層中使柔性鉆具轉(zhuǎn)彎造斜,鉆進(jìn)4.5~5.5m后,鉆具成90°彎曲,曲率半徑為2.87~3.2m,完成由垂向到徑向的轉(zhuǎn)向,目前,中國(guó)石油大慶油田第九采油廠試驗(yàn)造斜后鉆出的水平段最長(zhǎng)達(dá)到23m。

        2.2 技術(shù)特點(diǎn)

        (1)曲率半徑小,僅為2.87~3.2m,可滿足小規(guī)模砂體的水平井鉆井。

        (2)可以多油層開窗,6m地層開2個(gè)窗口,10m地層開5個(gè)窗口,滿足多層、薄互儲(chǔ)層的水平井鉆井。

        (3)水平井段鉆井費(fèi)用少。在直井鉆井基礎(chǔ)上,側(cè)鉆水平井段位移20m,僅增加費(fèi)用100萬(wàn)元左右。

        (4)施工周期短,操作方便。完成短水平段相關(guān)施工共1~2天,可用修井機(jī)作為動(dòng)力設(shè)備。

        3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況及效果

        3年來(lái)共應(yīng)用油水井11口,其中稠油井2口,稀油井8口,水井1口。

        3.1 鉆井情況

        已施工的11口井中,全部達(dá)到水平段20m的設(shè)計(jì)要求,平均水平段長(zhǎng)度達(dá)到22.3m,平均水平位移長(zhǎng)度達(dá)到26.4m。

        3.2 應(yīng)用效果

        在稠油井上應(yīng)用2口井,側(cè)鉆初期平均日增液1.3t、日增油0.6t,與原直井相比,2口超短半徑側(cè)鉆井放噴及轉(zhuǎn)抽階段產(chǎn)液及產(chǎn)油上升明顯,平均周期累積增液603t,周期增油151t。在稀油井上共應(yīng)用8口井,側(cè)鉆初期平均日增液4.7t、日增油1.9t,目前日增液1.9t、日增油0.1t,累計(jì)增油1 209t。

        從效果上看,可以分為2類情況:①取得明顯增油效果的有6口井,側(cè)鉆初期平均日增液4.4t、日增油2.8t,目前日增液1.8t、日增油0.3t,已經(jīng)累計(jì)增油1 199t。②取得明顯增液效果的有2口井,側(cè)鉆初期平均日增液1.0t,目前日增液3.9t,累計(jì)增液818t。

        在水井上應(yīng)用1口井,鉆前油壓16MPa,日注水量1.6m3,側(cè)鉆初期平均日增注23.5m3,目前日增注18.2m3,累計(jì)增注 7 879m3。

        試驗(yàn)效果表明:

        (1)超短半徑側(cè)鉆能夠有效提高單井產(chǎn)量,初期平均單井日增液3.1倍,增油1.9倍;但個(gè)別井產(chǎn)量遞減快,需加強(qiáng)連通井注水補(bǔ)充能量。

        (2)超短半徑側(cè)鉆能夠改善注水效果,措施初期注水壓力為14.0MPa左右,日注水27m3;半年后,注水壓力上升到16.0MPa,日注水2 327m3,注水壓力上升速度達(dá)到0.3MPa/月,視吸水指數(shù)由措施初期1.88m3/MPa下降到1.40m3/MPa。

        (3)超短半徑側(cè)鉆能夠提高稠油蒸汽吞吐效果,從稠油應(yīng)用情況看,與原直井相比,2口超短半徑側(cè)鉆井放噴及轉(zhuǎn)抽階段產(chǎn)液及產(chǎn)油上升明顯。

        4 難題的研究解決

        4.1 研究應(yīng)用注水泥塞封固重新造斜技術(shù)

        大64-70首次造斜角度只有15°,分析可能是油層比較軟,給予導(dǎo)向管的支撐力不夠,導(dǎo)致井斜無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。對(duì)水泥特性進(jìn)行分析并得到鉆井研究所的技術(shù)支持,注水泥封固已側(cè)斜井眼,利用原開窗口后重新造斜,完成水平段23m的鉆進(jìn)。

        4.2 提高側(cè)鉆施工管理,防止井壁泥巖坍塌

        新 90-82、大 84-70、古 149-100、大 64-70 4 口井造斜后發(fā)生井壁泥巖坍塌,其原因:一是工具工藝原因,施工時(shí)間加長(zhǎng),導(dǎo)致泥巖塌方;二是打開產(chǎn)層后不能連續(xù)施工,砂泥巖浸泡時(shí)間加長(zhǎng);三是工作液與儲(chǔ)層特性不適應(yīng)。分析已完鉆的10口井,井壁坍塌井的平均施工周期為23天,而正常井的平均施工周期為18天,在提高側(cè)鉆施工管理上下功夫,研究施工工序的合理銜接,在新90-側(cè)平82井上進(jìn)行連續(xù)施工試驗(yàn),開窗后經(jīng)過(guò)33h的連續(xù)施工,順利完井。

        4.3 首次在斜井上應(yīng)用

        由于斜井施工時(shí)管柱扭矩大,調(diào)整轉(zhuǎn)盤齒輪精度低,導(dǎo)斜器方位調(diào)整難度大,鉆進(jìn)時(shí)對(duì)鉆桿扭矩要求高等問(wèn)題,一直無(wú)法在斜井上實(shí)施。2011年對(duì)工程及地質(zhì)方案進(jìn)行優(yōu)化,認(rèn)為最大井斜達(dá)到20.4°的龍3-斜10井具備施工條件,該井僅用10天順利完井。

        4.4 改善完井工藝,有效防止井壁坍塌

        新90-82井造成卡泵的原因是井壁坍塌造成泥巖水化,為防止對(duì)后續(xù)的下泵生產(chǎn)造成影響,改進(jìn)完井工藝:為封堵泥巖段,在外部包覆PVC密閉材料,在進(jìn)入砂巖段1m處采用兩個(gè)Φ128mm皮碗,并在皮碗外側(cè)纏遇油水膨脹的密封材料;改用卡瓦封隔器;為防止地層出砂,將裸眼完井改為0.15~0.18mm(80-100目)外網(wǎng)篩管完井,改進(jìn)后的完井工藝見圖1。

        圖1 改進(jìn)后的完井工藝

        改進(jìn)工藝已在大84-70、古149-100、大64-70、新90-側(cè)平82 4口井進(jìn)行應(yīng)用,目前平均有效期64天,生產(chǎn)情況較好,側(cè)鉆初期平均日增液3.7t、日增油1.3t,目前日增液1.8t、日增油0.4t,但時(shí)間較短。

        5 需要突破的技術(shù)

        (1)加深對(duì)儲(chǔ)層特性的認(rèn)識(shí),針對(duì)性采用鉆井液,防止塌方。

        (2)開展隨鉆監(jiān)測(cè)技術(shù)研究,開展導(dǎo)向鉆進(jìn),有效控制井眼軌跡。

        (3)提高柔性鉆進(jìn)系統(tǒng)強(qiáng)度,減少施工周期。

        (4)目前泥巖段封隔技術(shù)應(yīng)用時(shí)間短,效果需進(jìn)一步觀察,研究有效的泥巖段封固技術(shù)。

        (5)修井技術(shù)完善程度低,制約后續(xù)措施的實(shí)施,需要進(jìn)一步完善配套技術(shù)。

        6 認(rèn)識(shí)及結(jié)論

        (1)超短半徑側(cè)鉆能夠有效提高單井產(chǎn)量,從10口井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)看,為直井產(chǎn)量的3~5倍,在砂體發(fā)育連片、儲(chǔ)層物性好、連通層注水能量充足的井層實(shí)施,能提高儲(chǔ)層動(dòng)用程度。

        (2)鉆井過(guò)程對(duì)設(shè)備、工具要求簡(jiǎn)單,普通的修井機(jī)即可滿足施工要求。

        (3)曲率半徑小,超短的靶前距,可達(dá)到較高的中靶精度,避開其它復(fù)雜層位及水層,提高砂巖鉆遇率。對(duì)受斷層距離近或目的層與水層間夾層小限制、壓裂措施風(fēng)險(xiǎn)大的井、砂體規(guī)模小的區(qū)塊,有較好的應(yīng)用前景。

        Ultrashort Radius Sidetrack Horizontal Well Drilling Technique is continuously improved using overhaul equipment.The well completion method of hanging screen liner was improved by using a simple and economic method,and completion pipe string effectively plugs the drilled mudstone,which solves the collapse of mudstone layer caused by shale hydration and the frequent stuck pump in follow-up production.The ultrashort radius sidetrack horizontal well drilling technique has achieved good application results.

        ultrashort radius;sidetrack horizontal well;flexible drilling pipe;guide screen liner

        劉巖(1967-),男,高級(jí)工程師,主要從事采油工藝措施管理、科研及新技術(shù)推廣,井下作業(yè)及大修監(jiān)督工作。

        路萍

        2012-09-10▌

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