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水平井修井工艺技术发布时间：2021-06-23T16:50:11.283Z 来源：《基层建设》2021年第8期作者：夏志成[导读] 摘要：水平井作为一种特殊工艺其优势很多，这种工艺在当今社会已经逐渐走向正轨，其应用也进入新的阶段。
克拉玛依市新友井下工程有限责任公司摘要：水平井作为一种特殊工艺其优势很多，这种工艺在当今社会已经逐渐走向正轨，其应用也进入新的阶段。
水平井工艺的运用范围不断扩大，使得水平井大修工艺也开始出现。
水平井小修工艺对于我国石油开采事业的发展有着很大益处，在这项工艺发展过程中也积累了很多实践经验，水平井大修技术趋于成熟。
这些实践经验的积累让我国的大修设备和技术能力不断提高，也逐渐具备了自主开展水平井大修的资质。
关键词：水平井；修井工艺引言石油井下修井作业由于所处环境较为恶劣且存在较大的流动性，故而在其实际操作期间易发生危险。
对此，应根据修井作业的基本特征制定科学的管理方案，确保修井作业的顺利进行。
一般在修井作业中频发中毒、爆炸等大型事故，为了促使我国石油开采工作取得卓越成果，需加强安全防护，改善现场管理现状。
1水平井的特性研究水平井大修工作开展过程中，不少经验逐渐积累起来。
首先，水平井内的受力平衡可以通过其内部管柱与紧闭井壁的低边来实现。
其次，当油层砂粒进入水平井筒里面的时候，砂床现象就会慢慢出现，久而久之就会对水平井口产生堵塞作用。
第三，水平井里面的水平段有时候会有卡钻现象的出现。
此类现象的规避首先要找到此现象出现的原因。
沉淀的产生正是此类现象出现的原因，所以要及时满足洗井液循环的解卡要求，假如解卡工作的次数过多，问题的复杂度随之升高。
第四，有摩擦阻力。
此类工艺开展过程中，下钻柱的时候摩擦不可避免。
如果角度发生变化，摩擦也会随之增大。
这些摩擦对于水平井中的打捞状况有不小的阻碍作用，因为打捞效果的提升需要以准确的数据信息为基础。
第五，粘附卡钻。
此种现象出现往往是因为管柱和套管接触的时候保持不动。
水平井钻井完井关键技术解析摘要：本文阐述了水平井钻井完井的重要性，介绍了水平井钻井完井的四项关键技术，同时提出了水平井底水脊进、低渗底层分段压裂完井两个技术难点及未来研究方向建议。
关键词：水平井；钻井；完井技术1水平井钻井完井技术概述1.1水平井钻井完井技术简介水平井完井技术于20世纪80年代开始用于石油工业勘探开采领域，我国于20世纪90年代引进、推广、应用，为我国提高油气开采效率和开采质量发挥了巨大的作用。
完井作业作为钻采过程的最后一道工序，同时又是采油的开始，为国内外油气田开采带来了巨大的社会效益和经济效益。
水平井完井技术是指水平裸眼井在钻井时，一旦达到设计井深，就应具有以一定结构将井底和油层联通的工艺过程，这样建立起来的水平井能为油层提供更多关于油层储藏的信息，对丰富人们对油藏的认识具有极大的作用。
1.2水平井钻井完井的重要性水平井完井是建立在对油、气储集层的地质结构、储油性质、岩石力学性质和流体性质分析的基础上，研究井筒和生产层的联通关系，追究在井底建立有全井最小的油气流阻力，使一口井有最大的油气产量和最长的寿命这一目标，从而达到一口井有最大开采效益。
它是钻井工作最后一个重要环节，又是采油工程的开端，与以后采油、注水及整个油气田的开发紧密相连。
而油井完井质量的好坏直接影响到油井的生产能力和经济寿命，甚至关系到整个油田能否得到合理的开发。
2水平井钻井完井关键技术我国目前常用的水平井完井关键技术主要有四种，即砾石充填完井技术、射孔完井技术、裸眼完井技术、割缝衬管完井技术。
2.1砾石充填完井技术随着应用油藏类型的增多，在绝大多数油田开发的不同阶段，对于地层砂分选性差、泥质含量高的砂岩油藏，往往容易造成滤砂管堵塞或出砂。
这种情况主要采用管内砾石充填防砂技术和水平井裸眼砾石充填防砂完井技术。
其技术方案是精密复合滤砂管裸眼完井，管外进行逆向砾石充填。
该技术水平段采用逆向环空充填，工艺简便，安全性高；双精度结构的防砂筛管，可抗堵塞。
100沙特阿拉伯油田位于沙特阿拉伯的中部，属于海相沉积。
其地层为新生代和中生代，主要以硬石膏和石灰岩地层为主，主力油层在阿拉伯“C”和阿拉伯“D”地层。
上部地层多为松软的白云岩和少量的页岩以及少量的石灰岩，下部地层多为石灰岩、硬石膏和砂岩，各层厚度不等。
井漏、井涌时有发生，并且某些区块产层含有H 2S气体，因此对井控及H 2S监测的要求非常严格。
开发井型为基本为中、短半径水平井（包括新钻水平井和套管开窗分支水平井）。
修井的井身结构与老井相同，基本上都是7”套管开窗和61/8”井眼钻完进尺完井。
沙特阿美修井工艺涵盖了钢丝作业、电测、下测向器、陀螺测斜、定向、水平钻进、尾管悬挂、套管完井等多个施工工艺。
以沙特ANDR地区某口井为例，介绍该井从开钻到完井的全部施工工艺，对国内的修井工艺技术[1-3]有较好的现场借鉴意义。
该井生产原油近半个世纪，于1974年建成投产，并分别于1982年，1989年，2007年进行了3次修井，目前含水率80%。
因此，阿美决定对它进行第四次修复。
1 前期工作1.1 压井在开钻前，确定好采油树的方向及采油树CROWN VALVE，WING VALVE，MAST VALVE到地面的高度，为完井后安装新采油树提供依据。
检查井口压力，包括TBG（油管内）压力、TCA（油管与套管间环空）压力、CCA（套管与套管间）压力，并做好记录，同时明确套管头的结构及各层套管的悬挂位置。
经测量，该井的TBG 压力为1200PSI，TCA压力为1060PSI，CCA压力为0。
为保证后续作业，释放并观察TCA压力。
在TCA压力释放到零，并观察一段时间无变化时，就准备进行压井作业，按照井口压井示意图（图1）连接井口压井管线。
图1 ANDR区块某井压井示意图在确保采油树闸门关闭的情况下，如图1所示，连接压井管线至WING VALVE，TCA 闸门。
分别对地面压井管线、WING VALVE、TCA闸门试压2000PSI。
斜井、水平井大修工艺技术概述20世纪30年代在美国开始发展水平井。
80年代以来，世界范围内水平井技术发展与应用进入一个崭新的发展阶段，技术水平显著提高，成本大幅度下降，使用范围可归纳为地层限制、地下要求和钻井技术需要等三个方面，在多种类型油气藏中取得明显的经济效益，其产量是常规井的2～10倍，成为开发油气藏的主要技术手段之一。
水平井基本类型有：大曲率半径（造斜率<6°/30m）、中曲率半径（造斜率6～20°/30m）和小曲率半径（造斜率4～10°/m）。
由于地层和地下条件的差异,水平井的类型繁衍增多,包括：大位移水平井、多底（多目标）井、丛式水平井、地面井口倾斜的浅水平井、定向井、套管开窗侧钻水平井、直井侧钻水平井、小井眼水平井。
完井方法有：裸眼完井、割缝尾管完井、射孔完井、割缝衬管封隔器完井、砾石充填绕丝筛管完井和打孔管完井。
不同的完井方法根据不同的水平井剖面及地层选用。
井身剖面类型很多,不过组成各种剖面的基本井身只有四种：垂直井段、造斜井段、稳斜井段、水平段。
由这四种井段组合而成的井身剖面多达16～17种,但最常用的只有两种：（1）三段制剖面（直—增—稳）通常在表套套管内即达到所需的最大井斜角,以后一直稳斜钻达目的层位。
（2）“S”型剖面（直—增—稳—降）造斜深度比较浅,稳斜钻进达到一定水平位移后降斜,使其到达油层时,井斜角符合地质要求,稳斜钻穿油层,最后采用垂直井段者亦属此类剖面。
随着水平井技术的推广应用,也相应产生了水平井修井技术。
修井设备一般采用常规修井机和连续油管作业机,井口倾斜水平井用斜直钻机修井。
无论什么样的斜井或水平井,其共同点是：井身都可看作是由井斜角不同的多边形组成,受重力作用,井眼出现问题以后比直井要严重的多,需要在多环节上进行技术把关,才能恢复斜井、水平井生产。
1斜井、水平井的修井与直井相比有如下特点1.1油层砂粒更易进入井筒,结果是形成长井段的“砂床”,严重时砂堵井眼。
沙特阿美公司钻修井技术应用[摘要] 沙特阿美公司是一个有60多年历史的综合国际石油公司，是世界最大的石油生产公司和世界第六大石油炼制商，拥有世界最大的陆上油田和海上油田。
其凭借雄厚的经济实力和广阔的市场，汇聚了国际上大多数跨国石油服务公司，许多最先进的工艺技术往往都是在阿美公司开始运用，并发展成熟起来。
因此有人说沙特是高新技术的演兵场，一点也不为过。
通过对沙特阿美公司钻井和钻修井技术应用的介绍，希望对国内钻修井工艺有一定的参考借鉴作用。
[关键词] 沙特阿美公司钻井工艺钻修井工艺1.前言沙特阿拉伯的油田是海相沉积的油田，地层为中生代和新生代，以石灰岩和硬石膏地层为主，主力油层在阿拉伯“C”和阿拉伯“D”地层。
从岩性特征上看，上部地层多为松软的白云岩和少量的页岩以及少量的石灰岩，下部地层多为石灰岩、硬石膏和砂岩。
但由于地层压力梯度各层厚不等，井漏、井涌时有发生，并且多数区块产层含有H2S气体，因此对井控及防H2S的要求非常严格。
沙特阿美公司是一个有60多年历史的综合国际石油公司，是世界最大的石油生产公司和世界第六大石油炼制商，拥有世界最大的陆上油田和海上油田。
其凭借雄厚的经济实力和广阔的市场，汇聚了国际上大多数跨国石油服务公司，许多最先进的工艺技术往往都是在阿美公司开始运用，并发展成熟起来。
因此有人说沙特是高新技术的演兵场，一点也不为过。
通过对沙特阿美公司钻修井技术应用的介绍，希望对国内钻修井工艺有一定的参考借鉴作用。
2.钻修井工艺2.1 开钻井口检查开钻后，检查所有井口压力，以及所有井口设备是否处于良好的工作状况。
检测井内压力和确认井内各层套管之间的密封是否失效，为后来的固井及井口转换工作提供依据。
2.2 压井作业沙特油区地层多为高含硫地区，地层孔隙度大，渗透率较好，稳定性也较强，所以开钻压井都是采用硬压井。
由于TCA 内在开钻初期是密闭的，所以开钻首先从油管内进行压井。
待井内压力达到平衡，进行钢丝作业，下塞子封住地层压力。
沙特阿美公司KHRS区块完井工艺技术
沙特阿美公司KHRS区块完井工艺技术
于军泉;安玉秀;王富群
【期刊名称】《钻采工艺》
【年(卷),期】2008(031)006
【摘要】沙特阿拉伯KHRS区块(以下简称KHRS区块)的油藏压力只有12.5MPa左右,无法满足自喷采油的要求.在2007年7月份开始的第一轮生产井的完井作业中,阿美公司主要使用全油基泥浆完井液,采用了Zenith电潜泵(ESP)举升完井.油基钻井液密度低、润滑性能好,且不和岩石发生反应,有利于水平井水平段钻具钻压、扭矩的输送,不易和引起低压油藏的漏失,降低油藏污染.KHRS区块采用的ESP可以实现可变驱动速度、实时井下监测,可用于高含水量、高气油比、高PI指数的油井开采,提高开采产量.阿美公司在沙特阿拉伯KHRS区块制定了严格的完井工艺.通过连续几口井作业,总结了阿美公司KHRS 区块完井作业程序,分析了ZENITH电潜泵的下入特点及注意事项,对电潜泵完井工艺的设计及实施作业有一定的参考价值.
【总页数】3页(31-33)
【关键词】井身结构;洗井;封隔器;完井
【作者】于军泉;安玉秀;王富群
【作者单位】中原石油勘探局对外经济贸易总公司;中原石油勘探局对外经济贸易总公司;中原石油勘探局对外经济贸易总公司【正文语种】中文
【中图分类】TE257
【相关文献】。
沙特SHEDGAM区块水平井(大修井)完井工艺简介摘要:完井工艺是油田开发工程中的重要环节,不仅衔接了钻井工程和采油工程,也是一种相对独立的工艺,是从钻开油层开始到下套管固井、注水泥,射孔,下生产油管、排液,直至投产的系统工程。
完井设计水平的高低和完井施工质量的优劣对油田开发利用效率有决定性的影响。
完井技术和修井手段限制了生产工艺和增产措施应用,因此完井工艺技术成为水平井、多底井、分支井发展过程中急需解决的问题。
采用水平井开采油藏可极大地增加储层暴露程度,控制更大泄油面积,能有效的利用和开发单层或多层油藏、裂缝油藏、底水油藏、以及各种薄层油藏。
为恢复大修、报废井生产提供了重要手段,在提高油田采收率和经济效益方面显示了极大的优越性。
如今,沙特shedgam区块实施水平井(大修井)完井工艺已取得了巨大的成就,现场应用范围已涉及到各类油藏。
本文根据sdgm区块几口井的施工情况,主要对完井方式和完井工具进行分析和介绍,为提高国内油藏开发利用效率提供参考。
关键词:完井工艺水平井完井工具
中图分类号:te358 文献标识码:a 文章编
号:1672-3791(2012)07(a)-0068-02
沙特shedgam油田,是20世纪50～60年代开始勘探开发的老区块之一,采取了直井或水平井裸眼完井的方式。
21世纪初,该油田产量已经非常低、出油含水量高、砂堵严重,在老区调整中,阿美公司利用老井、报废井侧钻了一大批分支水平井,从而恢复并提高了老
区产能,同时也开采了非均质裂缝性油藏和薄油层。
近期施工的sdgm几口井都是典型的套管开窗侧钻分支水平井,而且是低产井、油层为致密砂岩地层。
通过选择合理的完井方式和完井工具,不仅恢复了老井的生产和再利用,而且提高了油田的开发利用效率,获得了良好的经济效益。
1 沙特shedgam区块地质特性
沙特shedgam油田位于沙特阿拉伯的东部省,属于热带沙漠气候。
沙特阿拉伯是一个海相沉积的油田,地层为中生代和新生代,以石灰岩和硬石膏地层为主,主力油层在arb-c和arb-d地层。
从岩性特征上看,上部地层多为松软的白云岩和少量的页岩以及少量的石灰岩,下部地层多为石灰岩、硬石膏和砂岩。
但由于地层压力梯度各层不等。
特别是arb-c地层的压力高于其下面的arb-d的地层压力。
上涌下漏时有发生,并且某些区块在arb-c地层含有h2s气体或高压水,因此对井控及防h2s的要求非常严格。
2 套管开窗分支水平井基本井身结构
近年来的开发(大修)井型基本为水平井(包括新钻水平井和套管开窗分支水平井),该类井是典型的长半径、三段制水平井设计,上部直井段是利用下有7”套管或尾管的老井,使用61/8”磨鞋在7”套管内开窗(6388’’-6401’’)。
造斜段长达2000多尺,使用baker公司的mwd定向工具,定向钻穿整个arb-c(造斜段)。
水平段也即是本井的目的层arb-d,井斜达到90度以后,起钻更换lwd定向钻具组合,水平钻进4000’’。
该井主要目的就是要开采
arb-d-zone-1的较分散的薄油层、裂缝性油藏。
3 完井工艺和完井方式的选择
3.1 均衡器系统完井法
该完井方式主要是针对水平段,也即是生产层。
其管串结构设计组合为:baker gpv油管鞋+1～2根4寸半的油管+baker的
icd(inflow control device入流控制器od:5.4”,id:3.9”)+4寸半的油管+封隔器(数量根据lwd数据而定)(包括mpas paker即机械式封隔器和inflation or swell paker即遇液体膨胀的封隔器od:5.64”,id:3.5”)+baker c-2坐封衬套(id:5”密封),4”钻杆输送。
如果井发生漏失,就下入mpas paker,其作用是封隔漏失地层,如果没发生漏失,下入inflation or swell paker,两者都促使油气通过icd进入油管。
另外,对于井漏的情况也即要下mpas paker,
在下入baker c-2坐封衬套之前,要在油管内下入2-3/8”的油管,以便通过液压坐封封隔器,然后接钻具。
baker c-2坐封衬套下到预定位置(一般在landing point之上)之后,建立循环,利用2-3/8”油管憋压的方式将每个封隔器就位。
并打入新盐水覆盖整个水平井段,倒开并起出所有钻具。
3.2 悬挂4-1/2”尾管、固井完井法
为了封堵arb-c以及其他易漏地层,也为了给油气提供一个通道,针对造斜段这一特点,采取了悬挂尾管、固井的完井方法。
其管串结构设计组合为:4-1/2”pbr型回接密封总成+1根油管+附箍(float collar)+1根4-1/2”油管+球坐附箍(landing collar with
solid ball seat)+1根4-1/2”油管+管外封隔器(ecp=external casing paker)+1根4-1/2”油管+管外封隔器+固井阀(pac valve)+4-1/2”油管若干+4-1/2”*7”hmc液压型悬挂器、顶部封隔器总成(4-1/2”*7”hmc hydraulic liner hanger with zxp liner top paker)+4”钻具。
尾管下到预定位置、建立循环之后,投入直经1.5”的钢球,使其坐封在球坐附箍(landing collar with solid ball seat)上。
下放钻具使4-1/2”pbr型回接密封总成进入c-2坐封衬套,这样就使两段油管串建立了连接。
提高泵压到1200psi,坐封7”hmc液压型悬挂器,泵压升高到2400psi,坐封管外封隔器(ecp),继续升高泵压到3300psi,打开固井阀。
泄压之后,左转6圈,从顶部封隔器倒开下入工具,建立循环,固井。
最后碰压1000psi,同时关闭固井阀。
然后下放钻具坐封顶部封隔器(zxp liner top paker)。
组合3-1/4”的磨鞋或牙轮钻头和2-3/8”的钻杆下钻,钻完水泥塞及其附件之后,继续下钻到井底,循环干净并替入新的盐水泥浆。
最后打入封闭钻井液(mudzyme s/x breaker fluid )覆盖整个水平段(如图1）。
3.3 pbr完井法
这种完井方式是针对直井段,其管串结构设计组合为:4-1/2”
引鞋(mule shoe)+1根4-1/2”油管+hes 3.813”“xn”nipple+ 1根4-1/2”油管+hes 3.813”“x”nipple+hes 7”vhr型封隔器+hes “ratch-a-latch”(od:5.29 id:3.938)插销+hes pbr 总成+ 1根
4-1/2”油管+hes 3.813”“x”nipple+ 4-1/2”油管+11”*4-1/2”油管悬挂器(extended neck and bpv profile)。
在组合连接11”*4-1/2”油管悬挂器之前,通过钢丝作业下入并把3.813”的塞子坐到封隔器下面的hes 3.813”“x”nipple里面,并试压到1000psi。
下放油管串使4-1/2”引鞋进入4-1/2”pbr 型回接密封总成,通过升高油管内泵压将hes 7”vhr型封隔器坐封到预定位置。
泄压上提油管55klbs以剪断hes “ratch-a-latch”(od:5.29 id:3.938)插销,从而使pbr以上油管可以上下4’’的范围内自由活动,通过应用短接调整好油管长度之后再接上
11”*4-1/2”油管悬挂器。
上提油管串将其从pbr中拔出,把含有抑制剂(coat 415)的柴油打入油管内和环空替出盐水泥浆。
下方油管将11”*4-1/2”油管悬挂器坐在井口的油管四通上,pbr也同时就位,上紧油管四通上的固定螺栓,对油管内和环空分别试压,整个完井过程结束(如图2）。
4 油管设计
油管设计过程中针对沙特高产油田的特点,着重考虑了以下几
个因素。
(1)油管尺寸的选择。
(2)预计采油速度。
(3)采出流体的类型、特性。
(4)通过油管的各种服务(生产测试、连续油管作业)。
(5)经济因素。
(6)抗内压系数:1.33抗外挤:1.125;抗拉:1.6。
参考文献
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[4] smail gamal et al,mulpti-lateral horizontal drilling problem and solutions experenced offshore abu dhabi 1996 spe 36252.
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