水平井特殊井井身結(jié)構(gòu)井下作業(yè)技術(shù)

1、水平井、特殊井井身結(jié)構(gòu)水平井、特殊井井身結(jié)構(gòu)的井下作業(yè)技術(shù)在青海油田的應(yīng)用的井下作業(yè)技術(shù)在青海油田的應(yīng)用 為了進(jìn)一步落實(shí)蔣總關(guān)于為了進(jìn)一步落實(shí)蔣總關(guān)于“轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，大力推進(jìn)水平井應(yīng)用大力推進(jìn)水平井應(yīng)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(kāi)發(fā)利用力度，提高油氣單井產(chǎn)量，壓低滲油氣藏的開(kāi)發(fā)利用力度，提高油氣單井產(chǎn)量，2006年，青海油田進(jìn)一步加大了水平井的推廣應(yīng)用。年，青海油田進(jìn)一步加大了水平井的推廣應(yīng)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(shù)交流會(huì)材料水平井井下作業(yè)技術(shù)交流會(huì)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(gè)階段青海油田水平井發(fā)展分三個(gè)階段 前期探索階段：前期探索階段：20042004年以前實(shí)施水平井年以前實(shí)施水平井3 3口；口； 試驗(yàn)應(yīng)用階段：試驗(yàn)應(yīng)用階段：20052005年實(shí)施水平井年實(shí)施水平井5 5口，并首次引進(jìn)口，并首次引進(jìn)LWDLWD地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)；地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)； 推廣應(yīng)用階段：推廣應(yīng)用階段：20062006年實(shí)施水平井年實(shí)施水平井1515口，全面應(yīng)用口，全面應(yīng)用LWDLWD地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)。地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)。 20062006年水平井井?dāng)?shù)是年水平井井?dāng)?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?dāng)?shù)的以前總水平井?dāng)?shù)的1.88

3、1.88倍，翻了近一翻。倍，翻了近一翻。側(cè)鉆井號(hào)斜深垂深造斜點(diǎn)深（m）斜井段長(zhǎng)（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(hào)斜深（m）垂深（m）造斜點(diǎn)深（m）水平段長(zhǎng)（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(wèn)題及下步研究方向存在問(wèn)題及下步研究方向五、建議五、建議四、四、存在問(wèn)題及下步研究方向存在問(wèn)題及下步研究方向五、建議五、建議 青海油田結(jié)合我國(guó)已有的特殊結(jié)構(gòu)井鉆采技術(shù)，通過(guò)技術(shù)攻關(guān)，形成一套適合青海油田油藏特點(diǎn)、更為先進(jìn)的特殊結(jié)構(gòu)井完井和配套的采油工藝技術(shù)，主要包括以水平井、小井眼側(cè)鉆斜井投產(chǎn)油層改造及維護(hù)作業(yè)等方面的技術(shù)，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和推廣，取得了較好的效果。但由于我們水平井開(kāi)發(fā)起步較晚，井下作業(yè)配套技術(shù)及工具還有待完善。據(jù)完鉆水平井統(tǒng)計(jì)，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(jì)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(diǎn)最深： 3527.12 m（砂西平1井） 最大水平段長(zhǎng)： 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(wèn)題及下步研究方向存在問(wèn)題及下步研究方向五、建議五、建議 特殊結(jié)構(gòu)井完井結(jié)構(gòu)直接影響油井產(chǎn)能和后期的投入，不同的完井結(jié)構(gòu)類(lèi)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(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)大致經(jīng)過(guò)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(fèi)用和全部射孔費(fèi)用，先期投入少，u后期措施難度大、投入費(fèi)用大固井完井的井身結(jié)構(gòu)（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(diǎn)： 能夠有效分隔層段、避免層段之間竄通；可以進(jìn)行包括壓裂在內(nèi)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(diǎn)： 完井成本相對(duì)較高；儲(chǔ)層易受水泥漿污染；射孔操作技術(shù)要求較高。篩管完井的井身結(jié)構(gòu)（烏H4-21和躍西平3井) 篩管完井是用篩管對(duì)地層進(jìn)行支撐或擋砂，不再進(jìn)行固井和射孔，儲(chǔ)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(diǎn)：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(nèi)較大的內(nèi)通徑。u節(jié)省部分固井費(fèi)用和全部射孔費(fèi)用，先期投入少，后期措施少、難度小、投入費(fèi)用小。篩管完井的井身結(jié)構(gòu)（烏H4-21和躍西平3井)篩管完井是用篩管對(duì)地層進(jìn)行支撐或擋砂，不再進(jìn)行固井和射孔，儲(chǔ)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(diǎn)：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(nèi)較大的內(nèi)通徑。u節(jié)省部分固井費(fèi)用和全部射孔費(fèi)用，先期投入少，后期措施少、難度小、投入費(fèi)用小。小井眼側(cè)鉆井完井的井身結(jié)構(gòu)u 青海

9、油田側(cè)鉆井主要通過(guò)177.8mm套管內(nèi)152.4mm鉆頭開(kāi)窗側(cè)鉆完成。對(duì)于油水關(guān)系復(fù)雜，地層膠結(jié)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(cè)鉆井的常規(guī)完井方式之一，它可以根據(jù)地質(zhì)情況選擇生產(chǎn)井段，保證較高的低含水采油量。缺點(diǎn)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(zhì)量難以保證；油層容易受到固井泥漿污染。 小井眼側(cè)鉆水平井小井眼側(cè)鉆水平井固井射孔示意圖固井射孔示意圖小井眼側(cè)鉆井完井的井身結(jié)構(gòu)小井眼側(cè)鉆井完井的井身結(jié)構(gòu)四、四、存在問(wèn)題及下步研究方向存在問(wèn)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(shù)常規(guī)水平

10、井作業(yè)技術(shù)u投產(chǎn)作業(yè) 針對(duì)油田開(kāi)發(fā)形勢(shì)，井下公司今年開(kāi)展了水平井作業(yè)的先期調(diào)研和研究，根據(jù)冀東等油田的水平井井下作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)水平井作業(yè)做了充分的準(zhǔn)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(shù)和帶管外封隔器的篩管完井技術(shù)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(diǎn)：u下井管柱和工具方面：油管：進(jìn)入井斜60以下的油管，用油管接箍車(chē)有倒角的油管。通井規(guī)：對(duì)常規(guī)整筒式通井規(guī)進(jìn)行了加工改造成為端部4*45或使用93mm導(dǎo)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(diǎn)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(guò)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(dá)井筒容積4倍，相當(dāng)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(kāi)始進(jìn)行水平井作業(yè)，無(wú)經(jīng)驗(yàn)，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(jiàn)圖）u射孔方式不同 水平井射孔一般不采用負(fù)壓射孔、采用定向射孔、打壓引爆。針對(duì)射孔層段較長(zhǎng)，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(nèi)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(shè)計(jì)了防落物工具（見(jiàn)圖）。 起到了防止環(huán)空落物的目的。u 具有更高的油層保護(hù)要求A 、針對(duì)油層特點(diǎn)的配制了專(zhuān)門(mén)的優(yōu)質(zhì)射孔液；B、針對(duì)作業(yè)過(guò)程漏失選用的泡沫洗井液和防漏失暫堵液C、在鉆塞過(guò)程中使用原鉆井完井優(yōu)質(zhì)泥漿。D、作業(yè)全過(guò)程應(yīng)用優(yōu)質(zhì)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(fēng)險(xiǎn)和施工難度高于普通井作業(yè)。 水平井出砂及沖砂特點(diǎn)： A、 油層砂粒更易進(jìn)入井筒，形成長(zhǎng)井段的“砂床”，嚴(yán)重時(shí)砂堵井眼。 B、井內(nèi)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(dǎo)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(yùn)移，低摩阻。B、沖砂方法和作業(yè)管柱組合： 93mm尖鉆頭（嚴(yán)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(wèn)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(chē)，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(cè)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(tái)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(diǎn)，又保護(hù)了套管不受傷害，對(duì)阻流環(huán)膠塞及鋁鑄件又有很好的切削效果。（見(jiàn)圖） 鉆具組合原則：保證能夠順利通過(guò)大井斜段及水平段；有利于鉆壓的施加；調(diào)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(jī)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(gè))73mm普通鉆桿。打撈作業(yè)、大修作業(yè)技術(shù)、解堵作業(yè)技術(shù)、卡水、卡封作業(yè)技術(shù)由于目前水平井開(kāi)發(fā)屬于初期，還未開(kāi)展本項(xiàng)工作。u篩管完井的水平井作業(yè)技術(shù)（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(duì)井口試壓15MPa。B、通井：下93mm導(dǎo)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(nèi)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(jí)箍?jī)?nèi)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(cè)鉆井井下作業(yè)技術(shù)u小井眼固井射孔完井的作業(yè)技術(shù) 這類(lèi)井的作業(yè)相對(duì)簡(jiǎn)單，相當(dāng)于在127mm套管內(nèi)的作業(yè)，用小直徑工具，用89槍102彈射孔，下泵完井。u側(cè)鉆水平井帶管外封隔器的篩管完井作

17、業(yè)技術(shù)（目前正在開(kāi)展此項(xiàng)作業(yè)）u水平井試油氣測(cè)試技術(shù) 水平井試油氣測(cè)試目前我公司已經(jīng)配置了APR全通徑測(cè)試工具，但目前未開(kāi)展此項(xiàng)作業(yè)。四、四、存在問(wèn)題及下步研究方向存在問(wèn)題及下步研究方向五、建議五、建議四、存在問(wèn)題及下步研究方向四、存在問(wèn)題及下步研究方向n水平井施工風(fēng)險(xiǎn)較大，特別是鉆塞、打撈、大修等作業(yè)施工難度及風(fēng)險(xiǎn)更為突出，所以管柱設(shè)計(jì)及下井工具的質(zhì)量和性能是關(guān)系施工成敗的關(guān)鍵。n水平井管柱受力復(fù)雜，搞好管柱受力分析有利于施工管柱的設(shè)計(jì)、工具的選擇以及施工參數(shù)的確定。及時(shí)預(yù)測(cè)井下復(fù)雜情況，避免井下事故發(fā)生，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。n目前我油田水平井大修工作還未開(kāi)展。下一步加強(qiáng)該項(xiàng)技術(shù)的研究，使水平井大修技術(shù)逐步展開(kāi)。四、存在問(wèn)題及下步研究方向四、存在問(wèn)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(guān)設(shè)備（如：連續(xù)油管車(chē)）及整套工具，通過(guò)引進(jìn)與應(yīng)用，逐步建立起一整套水平井修井設(shè)備及工具。n同集團(tuán)公司所屬進(jìn)行作業(yè)單位聯(lián)系，及時(shí)針對(duì)青海油田，制定出適合于本青海油田的水平井、