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        薄油層多分支水平井鉆井技術難點與發(fā)展趨勢分析

        2019-09-10 07:22:44陳婷婷
        石油研究 2019年12期
        關鍵詞:鉆井技術分析與研究

        陳婷婷

        摘要:鉆井技術是石油天然氣勘探生產(chǎn)中非常重要的環(huán)節(jié)。隨著石油和天然氣資源勘探的深入,鉆探成本占勘探和開發(fā)總投資的比例更高。隨著近年來鉆井工藝的不斷進步,相應的鉆井設備和工具也在不斷的更新?lián)Q代,以便能更好的適應新時期的鉆井工藝技術要求。20世紀50年代,石油鉆井技術從傳統(tǒng)的依靠鉆井經(jīng)驗逐漸步入科學鉆井時期。近年來,隨著在鉆井過程中使用各種先進工具,使鉆井工程向信息化和智能化的方向又邁進了一大步。薄油層多分支水平井鉆井技術得到了足夠的重視和發(fā)展,因為水平井可以有效地擴大油氣藏的暴露面積,不僅能提高油井產(chǎn)量,還能極大的提高采收率。

        關鍵詞:薄油層;多分支水平井;鉆井技術;分析與研究

        我國油田經(jīng)過多年的勘探開發(fā),大部分已處于開發(fā)中后期,利用水平井等先進鉆井技術提高采收率是目前有效的鉆井技術之一。其技術特點是根據(jù)薄油層的特點設計井眼,實現(xiàn)井筒的空間分布,有效增加薄油層的裸露面積,提高油藏的最終采收率,是石油天然氣鉆井的先進技術之一。薄油層多分支水平井鉆井技術是集油藏,鉆井完井,泥漿等技術為一體的系統(tǒng)工程。它包括了從地質(zhì)到鉆井、從完井到油田化學等一系列復雜難點。針對其施工特點,從研究剩余油藏分布入手,通過優(yōu)化地質(zhì)設計,工程設計,鉆井過程中優(yōu)化井眼軌跡控制,總結(jié)出先上后下,主分井眼交替施工的井眼軌跡控制技術,并提出懸空側(cè)鉆、復合井眼側(cè)鉆等特殊軌跡施工方案,為薄油層多分支水平井的有效實施提供有力的技術支持。通過鉆井液體系,完井方式的優(yōu)選,并最終形成了適合稠油、稀油、高凝油地層特點的分支水平井鉆完井方法。從實際施工情況看,薄油層多分支水平井成本略高于普通水平井,但產(chǎn)量是鄰井數(shù)倍,降低了水平井綜合開發(fā)成本

        1.現(xiàn)階段我國水平井鉆井技術現(xiàn)狀分析

        與常規(guī)的鉆井工藝技術相比起來,水平井的鉆探,往往需要一些較為復雜的施工方式,消耗的時間也比較長。人們要從多個角度來展開鉆探工作,這樣一來,水平井鉆探的挑戰(zhàn)性就比較大。在該技術的應用過程中,人們要對鉆井的井眼軌跡進行及時的調(diào)整,這樣才能夠?qū)ζ溥M行更好的控制,使它維持在更加準確的范圍內(nèi)。對水平井鉆探施工的時候所采用的施工工具以及技術,也要結(jié)合具體的狀況來進行選擇,便于提高鉆井的質(zhì)量和穩(wěn)定性,實現(xiàn)人們對施工程度的要求標準。水平井鉆探工作中勢必會遇到很多難以解決的問題,這些問題要結(jié)合多種復雜技術的共同應用,才能夠更好地實現(xiàn)對該技術的控制與管理,為人們的工作提供可靠的保障,從而充分發(fā)揮水平井鉆探的價值。

        1.1超薄油層水平井鉆井技術

        對于超薄油層,傳統(tǒng)的垂直鉆井對油藏的利用程度較低,開采效益也不高,水平井鉆井技術可以最大限度地提高油層的裸露程度,顯著提高油氣井產(chǎn)量,該技術的廣泛應用極大地促進了超薄油層的有效開發(fā),使大批使用直井開發(fā)無效益的超薄油層區(qū)塊得到了有效開發(fā)。

        1.2大位移井鉆井技術

        大位移水平井,其指的是水平位移與垂直鉆井深度的比率大于2.0。隨著20世紀90年代最新研發(fā)的旋轉(zhuǎn)導向技術,以及其相應的配套工具變徑穩(wěn)定器和可控偏心器在鉆井工藝中應用,使大位移井鉆井技術能夠快速發(fā)展。該項技術解決了在鉆井期間鉆井中的鉆柱摩擦和鉆屑增加的問題。目前,大位移鉆井技術已廣泛應用于海上鉆井,海油陸采等領域,極大的提高的石油的開采率。

        1.3分支井鉆井技術

        分支井鉆井技術是指進入多個油氣儲層的分支水平井,通過對該項技術研究和攻關,顯著提高了油氣勘探開采效率,多儲層開發(fā)共用主井筒,大大節(jié)省了鉆井投資,該技術正變得越來越成熟,并在實際生產(chǎn)中取得了良好的開采效果。

        2.薄油層多分支水平井鉆井技術難點分析

        2.1鉆井工程設計限制多

        在對鉆井工程設計的過程中,各方面限制的因素非常多,不僅要考慮達到摩阻、扭矩的情況,還要使井眼軌跡滿足地質(zhì)油藏的實際要求。另外,修井機鉆井設備的作業(yè)能力、螺桿造斜的能力等都要進行全面的考慮,最重要的一個方面就是把鉆井施工難度降到最低。

        2.2中靶精度要求高

        由于油藏的厚度比較小、其分布的情況也不夠集中,比較分散,對此經(jīng)過不斷的研究與分析,依然無法找到更高效的開采技術手段,在薄油藏的垂深,以及薄油藏的地層傾角上都存在不確定的因素,在鉆井施工時,對于地質(zhì)的要求和標準,鉆井工藝在很大程度上都達不到。對井眼的軌跡控制也是一個難題,需要更精準的控制,這些在實際施工過程中都很難做到,而且中靶的精度要求很高,這些因素都無形之中增加了施工的難度,導致開采效率低下。

        2.3井眼軌跡控制難度大

        由于地層傾角和井筒曲率的影響,當造斜段采用滑動鉆進和轉(zhuǎn)盤鉆進相結(jié)合時,鉆具組合的造斜率規(guī)律性較差,給井眼軌跡控制帶來重重困難,加大了定向工程師的工作量,導致鉆井時效低,鉆井周期長。在目的層鉆進時,根據(jù)電阻率和伽馬值的變化,及時判斷油層的厚度和傾斜度,合理調(diào)整井眼軌跡。

        2.4鉆井施工風險高

        由于水平段長,滑動摩擦力大,扭矩大,鉆具壓力傳遞困難,鉆速低,造斜率很不穩(wěn)定,這些都導致井眼軌跡控制困難。同時存在嚴重的巖屑床現(xiàn)象,井眼的泥漿凈化效果難以保證,容易造成卡鉆等井下復雜事故。

        2.5油氣層保護難度大

        由于井結(jié)構(gòu)的復雜性,工程施工的難度和修井設備的局限性,因此,鉆井液性能必須符合一定的標準,需要具有良好的流變性,足夠

        的潤滑性和頁巖抑制作用,才能確保井眼清潔。分支水平段鉆開的油藏屬于低孔低滲儲層,只有優(yōu)選合適的鉆井液體系,才能實現(xiàn)安全鉆井、保護儲層。

        3.薄油層多分支水平井鉆井技術發(fā)展趨勢分析

        3.1FEWD和LWD技術在薄油層勘探開發(fā)中的應用

        目前,F(xiàn)EWD和LWD技術已在各大油田得到廣泛的推廣使用。隨著大型油田的不斷勘探開發(fā),油田的開采已經(jīng)進入中后期階段,這個階段的剩余油層分布較窄、儲層區(qū)塊比較薄,如果采用直井鉆井技術難以達到開發(fā)效果,因此開展FEWD、LWD的應用和水平井鉆井技術的結(jié)合是保證油層鉆穿率的有效途徑,也是實現(xiàn)油田高效開發(fā)的重要技術手段。

        3.2薄油層分支水平井鉆井技術是未來發(fā)展和應用的重要研究方向

        薄油層分支水平井鉆井技術在整裝式油田開發(fā)生產(chǎn)過程中的廣泛應用,可以有效減緩原油產(chǎn)量的下降,延長油藏的開采壽命。因此,薄油層分支水平井鉆井技術是未來開發(fā)高難度油藏的最有效的技術手段。

        4.結(jié)論與認識

        水平井鉆探工作的危險性非常大,而且,在施工的過程中,對各種工藝技術的要求也很高。隨著我國科學技術的發(fā)展,人們要加大對該方面工藝水平的研究和不斷提升,為水平井鉆探工作的質(zhì)量以及人們的安全提供可靠的技術保障,同時,也促進我國經(jīng)濟效益的發(fā)展。鉆井技術發(fā)展的大趨勢是朝著自動化,智能化,環(huán)?;姆较虬l(fā)展,鉆井過程的信息化和智能化已成為鉆井技術發(fā)展的方向之一。結(jié)合鉆井,電測,錄井和井眼軌跡控制技術,最大限度地發(fā)現(xiàn)和保護油氣儲層,增加油氣井產(chǎn)量和油氣田的采收率,降低鉆井成本,提高油氣勘探開發(fā)的綜合效益,為油田的可持續(xù)性發(fā)展創(chuàng)造有利條件。

        參考文獻:

        [1]王金亮;曹紅雨;大位移井鉆井技術研究[J];中國石油和化工標準與質(zhì)量;2011年07期

        [2]李緒宜;國內(nèi)連續(xù)油管設備技術的發(fā)展研究[J];中國石油和化工標準與質(zhì)量;2011年07期

        [3]韓烈祥;21世紀鉆井技術的發(fā)展趨勢與四川鉆井技術的發(fā)展方向[A];面向21世紀的科技進步與社會經(jīng)濟發(fā)展(下冊)[C];1999年

        [4]汪志明;鮮成鋼;曾棟材;朱益;多分支水平井數(shù)值模擬研究[A];第十四屆全國水動力學研討會文集[C];2000年

        [5]汪志明;鮮成鋼;曾棟材;朱益;多分支水平井在封閉油藏中的生產(chǎn)動態(tài)研究[A];第十四屆全國水動力學研討會文集[C];2000年

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