完井技术国内外发展现状分析
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智能完井的发展现状和趋势曲从锋 王兆会 袁进平(中国石油集团钻井工程技术研究院)摘要 近几年,智能完井技术发展迅速,因其在优化生产效率和油气采收率方面的巨大潜能,国内外学者都对其加大了研发的力度。
现今国外提出的智能完井技术可以不关井调整生产层位、多层合采控制水气锥进,实现分层开采、分井眼开采,控制不同层位或不同井眼的开采速度,提高水平井/分支井开采的整体效益。
目前,国外拥有智能完井技术的公司主要有W ellDynam ics 公司、Baker 石油工具公司、Schlumberg er 公司、Weathford 公司、BJ Ser vice 公司等;主要智能完井系统有:RM C 、InForce 和InCharge 、SCSFS 等。
关键词 智能完井 分支井 井下控制阀 封隔器DOI:1013969/j.issn.1002-641X 12010171009项目来源:中国石油集团/十一五0科技攻关课题(编号2008A -2305)部分研究成果。
1 引言随着国内油气勘探开发的发展,沙漠、深海油气田越来越多,为有效开发这类油藏/油气田,水平井/分支井增多,储层也变得越来越复杂,采用常规的完井方式已不能满足这些井的要求。
另外,油田开发过程中同一口井不同层位或同一层位不同层段含水不同的情况很多,常规的完井技术无法调整生产层位,不能控制多层合采的水气锥进,开采效果差。
现在很多油田开采已进入高含水后期,油层性质差距大,常规完井技术因不能满足高含水井的正常生产要求而导致关井。
智能完井系统是带有井下传感器,并能实时采集有关数据的遥测与控制系统。
它可从地面实时地对单井多层段油、气生产或对多分支井中单分支井眼的油、气生产进行监测和控制。
智能完井系统减少了油井生产期间所需要的大量修井作业,从而使油层以较少的油井检修工作量而保持最高的采油水平,获得较高的油气采收率[1]。
智能完井代表了完井的发展方向,未来的数字化油气田即是以智能完井技术为基础。
探讨钻井工程技术现状及发展趋势钻井工程技术是石油钻井的核心技术领域,主要涉及到的内容包括钻井工具和设备、钻井液、钻井作业、井筒完井等各个环节。
随着油气资源的不断开发和需求的增长,钻井工程技术也在不断发展和创新,以提高钻井效率和降低成本。
目前,钻井工程技术主要存在以下几个现状:一、钻井工具和设备的发展钻井工具和设备是钻井工程技术的基础,其发展直接决定了钻井效率和质量。
目前,随着科技的进步和材料技术的发展,钻井工具和设备已经更加先进和智能化。
采用了新型的高硬度合金材料来制造钻头,提高了钻进速度和寿命;应用了新技术和电子设备来实现井底测量和钻井监控,增强了工程师对钻井过程的控制和调整能力。
二、钻井液技术的改进钻井液在钻井作业中起到润滑、冷却、清洗井眼和稳定井壁的作用。
钻井液技术的改进可以降低钻井事故的发生率并提高钻井效率。
目前,钻井液技术已经从常规水基钻井液向油基钻井液、水泥渗漏控制剂、泥浆分离技术、高渗透率井眼防塌技术等方面发展,以适应复杂的地层环境和井眼形态,提高钻井质量和作业效率。
三、钻井作业技术的提升钻井作业技术主要包括钻井方案设计、钻井操作指导、井下作业协调等方面。
目前,随着数据采集和处理技术的进步,钻井工程师可以更加准确地分析地层情况和井下状态,进行钻井方案的优化设计,并实时监测和调整钻井过程。
利用互联网等信息技术手段,提高钻井团队之间的协作和沟通效率,优化钻井作业流程,提高钻井作业的效率和安全性。
一、自动化和智能化随着信息技术的发展,钻井工程技术将越来越智能化和自动化。
采用自动钻井系统可以实现钻井工程的全自动化操作,减少人工干预,提高作业效率和安全性。
采用人工智能、大数据和云计算等技术,可以对采集到的数据进行实时分析和处理,并根据模型进行预测和决策,提高钻井效率和质量。
二、环境友好型技术的应用随着环境保护意识的提升,钻井工程技术也在向环境友好型技术转变。
采用可降解的钻井液来替代传统的钻井液,在钻井作业结束后能够迅速降解和回收,减少对环境的污染。
国外钻井技术发展现状张东海Ξ(中原石油勘探局钻井二公司) 席继强 贾建明(中原石油勘探局采油五厂)摘 要 美国及西欧一些发达国家一直处于钻井技术的前列,了解国外钻井技术现状,利于我们在战略上决策钻井科技发展的方向。
本文首先概述了国外比较成熟的大位移井钻井、欠平衡钻井、小井眼钻井、超深井钻井、老井重钻等技术,对国外正在研究和开发的钻井技术,如分枝井钻井技术、连续管技术、旋转导向钻井系统、套管钻井工艺、三维可视化技术等也作了一定介绍,对促进我国钻井技术的发展具有一定的借鉴意义。
主题词 国外 钻井 大位移 小井眼 侧钻 现状 钻井技术从上世纪末至今已经历了经验钻井、科学化钻井、自动化智能钻井3个发展阶段。
美国、西欧等西方发达国家一直处于钻井技术的前沿,完成了大批超深井、高难度定向井、水平井、径向井、分枝井。
与之相配套的各种工艺技术,如化学处理剂应用开发、冶金铸造技术、工具设计制造、精密仪器的研制加工等都有了长足的进步,从而有力推动了地球科学、石油工业及其他有关行业的发展。
一、 国外比较成熟的钻井技术(一) 大位移井钻井技术[1]大位移井(Extended 2ReachDrilling ,简称ERD )是指水平位移深度(HD )与垂直深度(TVD )之比大于2.0以上的定向井或水平井;当比值大于3时,则称为特大位移井。
80年代末,随着水平井钻井高潮的到来,促进了大位移井技术的发展;在1994年SPE 第69届钻井会议上,大位移井成为讨论的主题之一。
钻大位移井的主要原因是基于经济上的考虑,在海洋及滩海油气勘探和开发中,节省近三分之一以上的费用,并大幅度提高了油气采收率。
挪威国家石油公司(Statoil )是钻大位移井的代表,在挪威北海钻成了一批大位移井,从1990至1994年连续4年保持大位移井世界纪录。
1994年所钻的30/6C 226A 井,水平位移7850m ,垂深2760m ,HD/TVD 为2.84;英国石油(BP )公司于1998年12月在英国南部WF 油田完成的M11井,水平位移达10114m ,完钻井深10656m ,HD/TVD 达6.13,目前一直保持着大位移井世界纪录。
海洋钻完井数字化应用现状和发展趋势一、概述海洋石油资源是世界上重要的能源资源之一,为了开发这些资源,海洋石油钻井成为一种重要的技术手段。
而随着信息技术的发展,数字化应用在海洋钻完井过程中变得越来越重要。
本文将介绍海洋钻完井数字化应用的现状和发展趋势。
二、海洋钻完井数字化应用的现状1. 数据采集:在海洋钻完井过程中,需要对各种数据进行采集,包括地质、工程、物理等多种信息。
传统上这些数据采集方式比较分散,而随着信息技术的发展,现在可以通过传感器和网络实现对各种数据的实时采集和传输。
2. 数据处理:采集到的数据需要进行处理和分析,以便钻井工程师进行决策。
传统上这些数据处理都是依靠人工完成的,但现在可以通过大数据分析和人工智能技术实现对海洋钻完井数据的自动处理。
3. 实时监测:由于海洋钻井环境复杂,需要对钻井过程进行实时监测,以及时发现和应对各种问题。
现在可以通过网络技术实现对海洋钻完井过程的实时监测和远程操作。
4. 智能决策:海洋钻完井需要进行各种决策,包括井口操作、井下工具选择、参数调整等。
现在可以通过人工智能技术实现对这些决策的智能辅助和优化。
5. 安全管理:海洋钻井环境复杂,需要进行严格的安全管理。
现在可以通过数字化应用实现对海洋钻完井安全管理的信息化和智能化。
三、海洋钻完井数字化应用的发展趋势1. 大数据与人工智能:随着海洋钻完井数据量的增加,大数据和人工智能技术将在数据处理、实时监测、智能决策等方面发挥越来越重要的作用。
2. 互联网技术:互联网技术将在海洋钻完井的数据采集、实时监测、远程操作等方面发挥重要作用,实现信息的共享和协同。
3. 传感器技术:传感器技术将在海洋钻完井的数据采集、实时监测等方面发挥重要作用,实现对各种环境参数的实时采集和传输。
4. 虚拟现实技术:虚拟现实技术将在海洋钻完井的培训和模拟方面发挥重要作用,提高钻井工程师的技能和应对突发情况的能力。
5. 安全管理技术:随着信息技术的发展,安全管理技术将在海洋钻完井的安全监测和预警方面发挥更加重要的作用,降低工作风险.四、结论海洋钻完井数字化应用是海洋石油开发中的重要技术手段,通过数据采集、处理、实时监测、智能决策、安全管理等方面的应用,可以提高钻完井工程的效率和安全性。
[收稿日期]2007212210 [作者简介]王志刚(19712),男,1995年大学毕业,工程师,现主要从事钻井工程方面的研究工作。
国内外深井钻井技术比较分析 王志刚 (胜利石油管理局钻井工程技术公司,山东东营257064)[摘要]通过对国内外近25年来井深超过4500m 的各种各样深井钻井技术与经济情况的调研分析,认为美国和欧洲北海地区深井钻井技术居领先水平,我国与国际先进水平有10年以上差距。
对比研究了3种不同的深井钻井技术经济评价方法(体系)特点,初步探讨了深井钻井科技进步的纵横向变化规律及深井钻井技术经济评价的系统科学问题。
[关键词]深井钻井;钻井设备;系统工程[中图分类号]TE243[文献标识码]A [文章编号]167321409(2008)012N2822031 深井钻井技术的发展历史全世界能钻4500m 以上深井的国家有80多个,但大多数深井集中在美国。
有30多个国家能钻6000m 以上的超深井,中国是其中之一,但中国第1口超深井较世界第口超深井(美国)晚了27年。
欧洲北海地区深井钻井技术比较先进。
苏联拥有一套适用于高纬度地区的先进深井钻井技术,创造了世界钻深12869m 的最深记录,通过技术改造可以在发展中国家应用并取得最佳效益。
德国大陆科探深井(KTB )钻探技术已被我国第一口大陆科学探井所借鉴。
近年来受各种因素影响,世界年钻深井数量有所下降,但深井钻井技术发展迅速,基本满足高陡、高温、高压、高密度(高矿化度)及含H 2S 气体等复杂地质条件深钻要求。
目前我国深井钻井技术水平与国外先进国家相比大约差15年(知识产权水平约差40年),因此要通过各种办法(如“科探井”和“高探井”计划)缩小差距,以适应我国国民经济持续、快速、协调发展的要求和“西气东输”、“气化中国”等工程的需要。
1966年7月28日我国钻成第1口深井———松基6井,井深4719m 。
1976年4月30日我国完成第1口超深井“女基井”,井深6011m 。
水平井完井技术现状及发展趋势摘要:社会经济快速发展,水平井技术也取得长足的进步,有了跨越式的发展。
水平井完井技术被广泛应用于多种岩性的油藏、气藏之中。
现阶段的水平井完井技术,发展和改进了过去功能单一的固井射孔完井技术,逐渐发展成了一种综合性完井技术,具备了保护油气层,适合多种类型的油藏、气藏,提高采收率和产能等功能。
但不可忽视的是,现阶段的水平井完井技术存在着一定的不足,需要研究更好的水平井完井技术,进一步提升水平井采收率。
关键词:水平井完井技术;现状;发展趋势引言经过多年的发展,我国水平井钻完井技术不断取得进步,但在如何控制水平井均衡排液及致密油气藏水平井多段压裂改造方面还存在不足。
文中对水平井割缝衬管完井方式、射孔完井方式、管外封隔器完井方式、可膨胀完井方式等技术优缺点进行了介绍,对水平井完井技术发展趋势进行了探讨,为合理选择完井技术、提高开发效益提供参考。
1水平井完井主要技术概述1.1具有管外封隔功能的衬管完井技术这项技术是割缝衬管完井技术与管外封隔器有机的融合,更加适用于小井眼侧钻水平井。
借助于管外分离器对不同层段开展分隔作业,然后再在相应的层段上开展与之对应的操作和生产管控工作。
在分支水平井中,衬管完井套管主要应用的是膨胀式封隔器,可以对水、气层进行有效的隔绝,并为油层的分段开采和处理提供助力。
除此之外,该技术在井眼直径小的项目中更为适用,在注水泥固井射孔完井中的应用相对较少。
1.2水平井筛管完井技术与套管射孔技术相比,水平井筛管完井技术具有更高的完善性和系统性,并且水平井能够有效的提升产量,借助于管外封隔器,可以有效实施对水平段的封隔,为后续相关工作的开展提供便利条件。
完井、砂井一体化完成,工艺更具可操作性,经济效益明显。
常规水平井筛管完井技术可以分为三种不同类型:第一,经由顶部进行水泥注入的一体化技术;第二、悬挂筛管处理,水平井完井技术;第三、悬挂滤筛管顶部处理的完井一体化技术。
2水平井完井技术发展现状水平井完井技术的形式多种多样,根据常用度可划分为:砾石充填完井手段、尾管射孔完井手段、裸眼完井和管外封隔器完井手段等多种多样的形式。
国内外钻完井技术新进展一、本文概述随着全球能源需求的日益增长,石油和天然气等能源资源的勘探与开发显得尤为重要。
钻井技术是石油天然气勘探开发过程中的核心技术之一,其技术水平的高低直接影响到勘探开发的成功与否。
近年来,随着科技的不断进步,国内外钻完井技术也取得了显著的新进展。
本文旨在概述这些技术进展,包括新型钻井设备、钻井液技术、完井技术等方面的创新与应用,分析其对提高钻井效率、降低开发成本、提升油气采收率等方面的作用。
本文还将探讨未来钻完井技术的发展趋势和挑战,以期为相关领域的科技人员和管理者提供参考和借鉴。
二、国内钻完井技术新进展近年来,随着国内石油天然气勘探开发力度的不断加大,我国钻完井技术也取得了显著的新进展。
这些进步不仅体现在技术创新和装备升级上,更体现在提高钻井效率、降低开发成本以及保障生产安全等多个方面。
在钻井技术方面,国内已经成功研发并应用了多项新技术,如旋转导向钻井技术、水力喷射钻井技术、三维地震导向钻井技术等。
这些技术的应用大大提高了钻井速度和精度,减少了钻井事故的发生率,同时也为复杂地质条件下的油气勘探开发提供了新的解决方案。
在完井技术方面,国内同样取得了显著成果。
例如,随着水平井、大位移井等复杂井型的大量应用,国内已经成功开发出多种完井工艺和工具,如套管开窗侧钻完井技术、水力压裂完井技术等。
这些技术的应用不仅提高了完井质量,也有效降低了完井成本,为油气田的高效开发提供了有力保障。
在钻井液和完井液技术方面,国内也取得了重要突破。
通过不断研究和探索,国内已经成功开发出多种新型钻井液和完井液体系,如环保型钻井液、高性能完井液等。
这些新型钻井液和完井液的应用不仅提高了钻井和完井效率,也有效保护了油气田的环境,实现了绿色、环保、高效的开发目标。
国内钻完井技术的新进展为油气勘探开发提供了强有力的技术支持和保障。
未来,随着技术的不断创新和进步,相信国内钻完井技术将取得更加显著的成果,为我国的石油天然气工业发展贡献更大的力量。
智能完井技术发展现状与前景分析摘要:当前我国油田开采过程中逐渐引入了智能完井技术,在该技术的应用过程中可以对油田开采的所有数据进行智能化的采集、处理以及控制,实现对油井状态实时监测与控制的目标。
本文将详细探讨智能完井技术的发展现状、应用功能优势以及发展前景,为油气田企业开采效率提供一定建议。
关键词:智能完井技术;数据采集;智能化控制智能完井技术在石油开采工业中得到了广泛的应用,对推动石油行业健康、长久地发展起着非常重要的现实意义。
智能完井技术对石油开采的质量、产量以及效率等都具有较大的影响,采用该技术可以确保石油企业能够最大程度的实现产量目标以及经济效益目标,因此石油企业需要重视该技术的发展现状以及前景。
1智能完井技术系统智能完井技术系统主要就是在完井管柱内设置传感器以及可遥控装置,利用远程控制系统对油气井进行自动控制与处理,该系统的运用可以安全的完成油气井下的生产情况、油藏情况、完井管柱生产活动的所有数据信息收集、传输以及分析处理等工作。
在该技术系统应用中,需要在油藏的表面区域设置传感器与控制阀门,实现一井多用开采效率目标,还可以实现同时采集数据信息与作业的预期目标。
开采人员在地面进行作业的时候,可以在单井多层、多分支、注入操作等方式中随意进入,对在计算机网络上可以对所有的油层层面流动情况进行实时的监测与控制,对水气层进行及时的隔离,有效防止出现串流现象[1]。
智能完井技术系统主要包括四个模块,第一个是井下信息采集传感系统,包括各种各样的传感器装置;第二个是井下流体控制系统,包括水力操作系统、电缆操作系统;第三个是数据传输系统,该系统的主要功能就是将井下作业与计算机网络进行有效的连接,其传输管道需要采用双绞线进行井下电缆的安装,这种安装工程一般是永久性的安装;第四个是地面数据采集系统,主要对地面上的数据进行管理、加工以及整合,为开采人员提供科学的决策依据。
2智能完井技术应用的优势首先,有利于提升是有的开采效率。
国外致密气藏完井技术研究现状随着科技的进步,水平井和大斜度井已经广泛的应用于低渗透油气藏开采,对于致密气藏的开发,在完井技术方面,早期的低渗油气藏开发比较强调后期增产改造作用,常采用大型压裂及整体压裂改造增产技术,因此,较多地采用油气层段下套管,固井,然后射孔完井。
但近年来越来越多的井采用射孔完井和裸眼完井,最多的是裸眼完井。
裸眼完井与无伤害钻开油气层的钻井技术共同使用,保证了产层无伤害地,完善地打开,这对低渗透油气藏开发十分有利。
在美国普遍采用这种组合技术,裸眼完井后直接投产。
应用裸眼水平完井技术有三个关键因素:地下储层参数,开发方案,流体接触面和井筒几何尺寸。
对于低渗,特低渗油气层,只靠无伤害裸眼完井不能达到工业产油气标准,必须进行压裂改造。
90年代以来,美国的低渗气藏的开发中成功实施了水平井裸眼分段压裂,主要是运用管外封隔器和裸眼完井来进行分段的氮气泡沫压裂,其目的不是造新缝,而是加大与原有天然气裂缝的沟通程度,其效果很好,值得借鉴。
氮气泡沫压裂是美国开发低渗透汽车那个资源的一大贡献,但在用于3000一下的深井时由于用气量过大,经济上存在问题。
另外,美国和前苏联还在广泛采用泡沫酸化,泡沫酸化压裂工艺,处理井深范围可达3400M。
90年代中后期,美国,加拿大出现液态CO2加沙压裂被称为干式压裂,非常适用于水敏性储层,已经进行了几千次的实验,其效果好于水基压裂。
针对完井优化的研究,Brekke(1994)首次提出采用中心油管完井来延缓底水突破,增加无水采油量。
T.Borbas(2003)论述了岩石的强度特征是完井优化的最重要参数之一。
Garrouch(2004)等运用系统论方法,分析了钻,完井水平井及分支井设计过程中油气藏类型筛选和完井影响因素,并分别描述了筛选流程图和整体设计思路。
建立了基于网络互连的模糊专家系统优化水平井和分支井的完井方式。
Morita(1994),Larry (2009)以岩石力学理论方法为基础分析了水平井生产过程中井眼稳定性与地应力状态,岩石强度,有效应力的相关性。
完井技术国内外发展现状分析第1章前言1.1 现代完井技术发展现状完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程,是从钻开油气层开始,到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液,直至投产的一项系统工程。
完井设计水平的高低和完井施工质量的优劣,对油气井生产能否达到预期指标和油田开发的经济效益有决定性的影响。
近十多年来,国内外完井均有了较快发展,并已发展成为独立的学科。
除常规井完井技术日益完善外,其他特殊井完井也得到了很大发展,如水平井完井、复杂地质条件下的完井、小井眼完井、分支井完井、深井超深井完井、现代智能完井、膨胀管完井等。
国内在完井技术方面虽然取得了一些进步,但是与国外相比,完井技术还有很大差距,特别是在不同储层选择合适的完井方式、水平井完井、欠平衡井完井、小井眼完井、分支井完井,从而影响了油气井的产量及经济效益。
1.2 本文的主要研究内容1.查阅现代完井技术方面的文献,对各种完井技术现状进行综合性分析:(1)射孔完井技术;(2)割缝衬管完井技术;(3)砾石充填完井技术;(4)膨胀管完井技术;(5)封隔器完井技术;(6)智能完井技术。
2. 调研国内外最新完井技术现状,重点分析国内外现代完井技术现状、最新进展、应用成果以及发展趋势等,并对国内完井技术方案实施的可行性和完井技术的研究方向作初步预测和探讨。
第2章常规完井技术完井方式的选择主要是针对单井而言。
虽单井属于同一油藏类型,但是所处构造位置不同,所选定的完井方式也不尽相同,如油藏有气顶、底水,若采用裸眼完成,技术套管则应将气顶封隔住,再钻开油层,而不钻开底水层。
若采用射孔完成,则应避射气顶和底水。
又如油藏有边水,套管射孔完成时,油田开发要充分利用边水驱动作用,避射开油水过渡带。
下面主要介绍常用的几种常规完井方式[1]。
2.1 裸眼完井技术裸眼完井方式分先期裸眼完井方式、复合型完井方式和后期裸眼完井方式三种。
先期裸眼完井方式(如图2-1)是钻头钻至油层顶界附近后,下套管柱水泥固井。
水泥浆上返至预定设计高度后,再从套管中下入直径较小的钻头,钻穿水泥塞,钻开油层至设计井身完井。
复合型完井方式(如图2-2)是指适合于裸眼完井的厚油层,但上部有气顶或顶界邻近又有水层时,可以将技术套管下过油气界面,使其封隔油层的上部,然后裸眼完井,必要时再射开其中的含油段。
后期裸眼完井方式(如图2-3)是不更换钻头,直接钻穿油层至设计井深,然后下套管至油层顶界附近,注水泥固井。
固井时,为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层,通常在油层段垫砂或者换入低失水、高粘度的钻井液,以防水泥浆下沉。
图2-1 先期裸眼完井示意图1—表层套管 2—生产套管 3—水泥环4—裸眼井壁 5—油层图2-2 复合型完井方式示意图1—表层套管 2-生产套管 3-水泥环 4-气顶5-射孔井眼 6-油层 7-裸眼井壁图2-3 后期裸眼完井示意图1-表层套管 2-生产套管 3-水泥环4-套管外封隔器 5-井眼 6-油层2.2 射孔完井技术射孔完井是国内外最广泛和最主要的使用的一种完井方式,包括套管射孔完井和尾管射孔完井[2]。
套管射孔完井(如图2-4)是钻穿油层直至设计井身,然后下生产套管至油层底部注水泥固井,最后射孔,射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿透油层至某一深度,建立起油流的通道。
图2-4 套管射孔完井示意图1-表层套管 2-生产套管 3-水泥环4-射孔孔眼 5-油层尾管射孔完井(如图2-5)是在钻头钻至油层顶界后,下套管柱水泥固井,然后用一小级钻头钻穿油层至设计井深,用钻具将尾管送下并悬挂在套管上,再对尾管注水泥固井,然后射孔。
图2-5 尾管射孔完井示意图1-水泥环 2-悬挂器 3-表层套管 4-生产套管;5-尾管 6-射孔孔眼 7-油层应针对油气藏地质特征、流体特征、油气井类型(直井、定向井或水平井)选择与之相应的射孔工艺技术,目前主要运用的射孔工艺主要有以下几种:(1)电缆输送套管枪射孔工艺(WCP)按采用的射孔压差和井口密封方法可以分以下三种方式。
①电缆输送套管枪正压射孔工艺。
射孔前用高密度射孔液压井,造成井底压力高于地层压力。
在井口敞开的情况下,利用电缆下入射孔枪。
通过接在电缆上的磁性定位器测出定位套管接箍对比曲线,调整下枪深度,对准层位,在正压差下对油、气层部位进行射孔。
起出射孔枪后,下油管并接好井口,进行替喷、抽汲或气举等进行诱喷,以使油气井投产。
正压射孔具有施工简单,成本低和高孔密、深穿透的优点,但正压会是射孔也的固相和液相侵入储层而导致较严重的储层伤害。
②电缆输送套管枪负压射孔工艺。
这种射孔工艺基本上与电缆输送正压射孔工艺相同,只是射孔前将井筒液面降低到一定深度,已建立适当的负压。
这种工艺主要用于中、低压薄油藏。
③电缆输送套管枪带压施工射孔工艺。
与上述两种工艺不同的是井口是封闭的,可以实现大直径电缆枪负压射孔,避免了正压射孔可能给油层带来的严重伤害,主要用于常压和高压油藏。
该工艺的关键是井口电缆的动密封和高压放喷系统设备配套,结合电缆射孔分级点火技术,可减少防喷系统的拆卸,从而降低劳动强度,提高作业效率。
(2)油管输送射孔工艺(TCP)油管输送射孔工艺是利用油管将射孔枪下入油层部位射孔。
有关下部连有压差式封隔器、带孔短节和引爆系统,油管内只有部分液柱造成射孔负压。
通过地面投棒引爆、压力或压差式引爆或电缆湿式引爆等各种方式使射孔弹爆炸而一次全部射完油气层。
如图2-6是典型的TCP施工管柱。
图2-6 TCP管柱示意图油管输送射孔具有高孔密、深穿透的优点,负压值高,易于解除射孔对储层的伤害。
近年来,国外针对高温深井的特殊情况有开发了新的油管和电缆输送系统(TWC),该系统综合了WCP和TCP的优点,既能实现高孔密、深穿透负压射孔,有满足了一些高温深井的特殊要求。
TWC系统的高性能射孔枪是通过油管传输到设计油管深度,当井准备投产时,下入电缆,将连接在油管下端的射孔枪解锁,然后通过电缆将射孔枪传送到预射层位,利用坐封工具将射孔枪锚定在尾管上,然后取出电缆和坐封工具,通过油管加压延迟引爆射孔。
图2-7是TWC工艺工程简图,自动丢枪后即可转入正常生产。
图2-7 油管和电缆输送系统示意图该系统优点主要在于可大大缩短射孔枪暴露在高温高压环境的时间,具有油管输送射孔的深穿透与高孔密和负压射孔等优点、安全可靠,不足之处在于施工过程较复杂。
(3)模块枪电缆射孔工艺模块电缆射孔技术是针对地层压力大的高压油气井,利用电缆传输方式实现油管输送式射孔完井过程,达到防喷的目的,并且能过实现定方位射孔。
该工艺是将模块枪用电缆分段下井,锚定套管壁上,引爆模块枪一次射开全部射孔段悬挂器和模块枪将自动释放丢到井底,然后通过电缆防喷器,井口带压操作捞出射孔枪。
该工艺的最大优点是射孔枪不需要油管下入,而由电缆下送并锚定射孔目的层位,一次射开长射孔井段并自动丢枪到井底,从而实现全通径生产完井管柱。
可在负压条件下射孔,保护了储层,能最大限度的提高油气井生产能力。
(4)电缆输送过油管射孔工艺(TTP)①常规过油管射孔。
这是最早的使用的负压射孔工艺,首先将油管下至油层顶部,装好采油树和防喷管,射孔枪和电缆接头装入防喷管内,准备就绪后,打开清腊闸门下入电缆,射孔枪通过油管下出油管鞋。
用电缆接头上的磁定位器测出短套管位置,调整深度使射孔枪对准储层,点火射孔。
②过油管张开式射孔(Extended-diameter TTP)。
鉴于常规过油管射孔技术在使用中存在过油管弹药量小、穿深浅、油气产能低等一些问题, 1993年~1994年, 美国先后推出一种新的过油管深穿透射孔器系统——过油管张开式射孔枪,把过油管射孔技术推进到一个新的阶段。
适用于生产井不停产补孔和打开新层位。
国内的四川气田在1996年完成研制工作,1997年通过大庆油田检验“九五”项目组验收, 1998年4月通过总公司鉴定。
在四川资4井、长庆陕138井、德阳浅气层等进行6井次现场服务均获成功, 产能得到很大提高, 节约修井费用。
(5)超正压射孔工艺(正向冲击)超正压(氮气或液压) 射孔是90年代兴起的一项试油射孔技术,如图2-8。
最初由Oryx公司进行研究,主要目的是改善井的初始完井效率。
由于氮气的惰性特性, 使得它对井下流体物化性质无不良影响, 而且可以迅速排放, 不污染施工现场周围环境。
采用水力压裂(含酸压) 可以降低破裂压力。
、图2-8 超正压射孔井下管柱示意图目前该技术在国内使用的加压方式有三种, 即纯氮气加压、氮气和液柱混合加压以及纯液柱加压。
研究表明: 采用超正压射孔作业和多种增产措施配套使用, 可以大大改善初期完井效果。
(6)定方位射孔工艺该技术主要应用于裂缝性油藏射孔、水平井射孔、欲压裂井射孔和防砂射孔作业一般对准裂缝发育方位或正交于最小水平地应力方位射孔,有利用防砂和进行压裂施工作业,可大大提高作业成功率和效率。
目前通过国外在大量油气田的实践中,该技术取得了良好的效果。
(7)全通径射孔技术利用射孔弹爆炸的能量,使射孔枪串内部的弹体、弹架、固弹体等构件破碎或燃烧,实现枪串内部的全通。
燃烧式弹架(含能弹架)以复合火药为原材料加工而成,通过调整燃烧速度,实现在射孔的同时引燃、销毁,几乎没有残留物,并且燃烧产生的气体可以起到改造地层的作用。
(8)其它射孔工艺技术为了更有效的处理多层, 国外推出了一种新型的射孔方法—套管外射孔, 一改传统的套管内射孔, 在套管井壁环空下入射孔枪射孔, 可对多层地层顺序射孔并分层增产。
自从连续油管运用于钻井、压裂作业以来, 国外展开了连续油管输送射孔完井方面的研究。
连续油管是卷绕在卷筒上拉直后直接下井的长油管, 我国近年来也展开了相关的研究,这两项技术目前仍处于试验研究阶段。
2.3 割缝套管完井技术割缝衬管完井方式是当前主要的完井方式之一。
它既起到裸眼完井的作用,又防止了裸眼井壁坍塌堵塞井筒,同时在一定程度上具有防砂的作用。
由于这种完井方式的工艺简单,操作方便,成本低,因此在一些出砂不严重的中粗砂砾油层中不乏使用,特别是在水平井中使用较为普遍。
割缝套管完井方式有两种完井工序[3]。
一种用同尺寸的钻头钻开油层后,套管柱下端连接衬管下入油层部位,通过套管外封隔器和水泥接头固井封隔油层顶界以上的环形空间,如图2-9所示。
由于此种完井方式中的井下套管损坏后无法修理或者更换,因此一般都采用另外一种完井工序,即钻至油层顶界后,先下套管注水泥固井,再从套管中下入直径小一级的钻头钻穿油层至设计井深,最后在油层部位下入预选的割缝衬管,依靠衬管顶部的衬管悬挂器,将衬管挂在套管上,并密封衬管和套管之间的环形空间,使油气通过衬管的割缝流入井筒,如图2-10所示。
使用这种完井工序的油层不会遭受固井水泥浆的损害,可以采用与油层相配伍的钻井液或其他保护油层的钻井技术钻开油层,当割缝衬管发生磨损或者失效时也可以起出修理或更换。