油气田分支井钻井技术及应用
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浅论水平井、分支井钻井技术在油气开采中的应用摘要:伴随着现代科技的发展进步,先进的采油技术工艺得到了空前的提高,水平井、分支井技术要属其中最具代表性的采油工艺。
其广泛运用于天然裂缝油藏、薄层油藏、存在底水锥进的气藏、存在气锥和水锥问题的油田等多种油、气藏中。
重点分析水平井、分支井采油工艺的发展现状及人工的举升方式、找水堵水技术、增产增注措施、控砂技术、防砂等。
水平井、分支井在重油的开采、水驱等可以提高采收率的措施中也起到举足轻重的重要作用。
关键词:水平井分支井采油工艺运用一、水平井、分支井采油工艺现状20世纪40年代水平井技术正式应用于油气田开采作业,经过多年的技术实践和改进一举成为油气田开发作业及提高采收率的一项重要技术手段。
1980年代水平井技术相继在加拿大、美国、法国等西方老牌工业国家得到了大规模的工业化应用,由此引发了研究、应用水平井技术的小高潮。
水平井钻井技术也随之日趋完善为一种开发低渗透油气田的成熟技术,并在此基础之上发展完善了一系列的配套技术。
在一口母井眼中钻出两口或以上多口钻井进入油气藏的分支井眼或二级井眼分支井,主井眼可以是定向井、直井,也可以是水平井,这种类型的钻井便称之为分支井。
分支井的类型种类比较多,如反向式、叠加式、鱼刺型、辐射状、y型等多种类型,在实际的开采过程中可以根据油藏的具体情况择优选择合适的分支井类型。
分支井技术与当前应用比较成熟的水平井技术相比,有着更大的优越性:它能够很好的发挥水平井高产、高效的传统优势,挖掘剩余油潜力,提高采收率,增加泄油面积,改善油田开发效果;可共用一个直井段同时开采两个或两个以上的油层或不同方向的同一个油层,在更好地动用储量的同时节约了油田开发资金。
当前世界范围内水平井、分支井技术应用较广泛、技术水平较高的仍属欧美等发达国家,但是我国的水平井、分支井钻井技术也有较大的发展进步。
国外的水平井技术主要应用在天然裂缝油藏、薄层油藏、存在底水锥进的气藏、存在气锥和水锥问题的油藏等几种油气藏。
浅析油气藏开采过程中水平井钻井技术的应用水平井钻井技术是油气藏开采过程中的一种重要技术手段,其应用可以提高油气产能、延长油气田寿命、降低开采成本等。
本文将从水平井钻井技术的定义、应用领域、技术原理和效果等方面进行较为详细的论述。
一、水平井钻井技术的定义水平井钻井技术是指在垂直井眼基础上,通过特殊工艺和作业流程,沿着特定的地层倾角,在岩层中钻制出一段水平孔道。
其目的是为了提高油气产能、延长油气田寿命、降低开采成本。
二、水平井钻井技术的应用领域1. 页岩气开采:页岩气属于非常低渗透性的油气藏,常规钻井技术难以有效开采。
通过水平井钻井技术,可以增加有效井网,提高页岩气的采收率。
2. 稠油开采:稠油是一种高粘度的油类,通过常规钻井技术难以有效开采。
水平井钻井技术可以增加油水接触面积,提高稠油的采收率。
3. 水平井增产:对于传统垂直井开采的油气田,通过将部分井段改造为水平井,可以增加油气流通通道,提高产能。
三、水平井钻井技术的技术原理1. 地层勘探:通过地震勘探和地质解释等手段,确定目标地层的分布和性质,找出适合钻制水平井的地层。
2. 定位技术:利用导向工具和测井仪器等设备,精确测量井眼的方向和位置,确保水平井能准确钻制在目标地层中。
3. 钻井工艺:通过调整钻井参数和选用合适的钻头和钻井液,控制钻井方向和位移,实现井眼的水平钻制。
4. 完井技术:通过套管和封隔器等设备,对水平段进行完整封隔,防止地层间的交叉流动。
5. 水平井测试:对钻完的水平井进行测试分析,评估水平井的钻制效果和产能水平,为后续的开采作业提供参考。
四、水平井钻井技术的效果1. 提高产能:水平井的井筒面积大,油气流通通道长,增加油气向井筒流动的路径,提高采收率。
2. 延长油气田寿命:通过水平井技术,有效开采残留油气,延长油气田的可开采时间。
3. 降低开采成本:水平井减少了钻探井的数量,降低了钻井和完井的成本,提高了采收效益。
4. 减少地面占地面积:水平井的单口井产能较高,可以减少地面占地面积,提高油气田开采的空间利用率。
油气田分支井钻井技术及应用
摘要:伴随着分支井技术的研究试验逐渐展开,目前国外此技术已成熟应用于油田开发,并取得了显著经济效益。
本文主要介绍了分支井的基本钻完井方法。
关键词:分支井完井侧钻
一、引言
多分支井是指从一主井眼中钻出两个或两个以上分支井眼的井。
通常把两个或多个分支井眼钻在同一层的叫多底井,钻在不同油层的叫分支井。
国内把两种类型的井都称为多分支井。
分支井可以开采低产难采储量,提高最终采收率,降低钻井投资和吨油开采成本,整体改善油田开发效果。
非常适用于水锥造成的死油区和阁楼油、透镜体油气藏、薄油气藏及低渗透油藏、高粘度稠油藏、天然裂缝油气藏、致密砂岩油气藏、自然沥青油藏、边际油藏等。
分支井经济上还具有充分利用老井眼和降低每钻开单位长度油层所需的总进尺、减少占地面积、减少环境污染、减少平台数量、减少地面采油管线成本、降低废弃物、钻井液、钻屑的处置费用的优点。
二、分支井技术发展的历史
分支井的理论早在二十世纪初就提出来了。
早在50年代,前苏联就曾采用涡轮钻具钻成一口十翼分支井,油气产量最高增加17倍。
截止1990年,前苏联共钻111口分支井。
90年代美国及加拿
大等国家开始钻分支井,据美国his能源集团统计1999年5月美国已完成三千八百多口分支井。
多分支井活动日益频繁,并代表了未来发展趋势。
它被国际石油专家们确立为21世纪初最具发展潜力的八项钻井新技术之首。
被中国石油专家评为2001年国际十大石油科技进展之一。
国内最早的分支井钻井技术尝试是1960年玉门油田在老君庙地区的浅井上钻成的四分支井。
四川油田在1965~1966年间钻成两口分支井。
国内多分支井技术的研究开始于20世纪90年代后期,这主要是在胜利油田、辽河油田、新疆油田、地矿部第六普查勘探大队和海洋石油总公司渤海石油公司。
三、分支井的关键技术特性
分支井技术在定向井和水平井技术的基础上增加了第一个分支井眼以后的分支井眼的钻井技术和完井技术。
其中难点是完井技术,目前多分支井技术进展论坛按完井状况将多分支井分为六级。
国外分支井技术可达到六级。
国内最高为五级。
分支井连接井段要求达到三性要求:机械支撑性、水力密封性和可重入性。
四、分支井工程设计原则
1.首先根据油藏地质和采油要求选择合适的分支井类型和完井方案;
2.根据初步确定的整体方案和具备的技术装备水平,选择合理的分支井系统,并以此为基础确定分支井的井身结构、侧钻方案和井
眼轨迹;
3.钻井液设计应能满足在浸泡时间较长的情况下保持井眼稳定
并防止出现严重的油层污染;
4.还要对方案的技术可行性和经济合理性进行综合评价。
五、分支井侧钻技术
1.老井侧钻方法
1.1下套管井侧钻
目前,对于下套管的主井眼,其侧钻方式主要有三种方法:
1.1.1段铣套管侧钻:先用段铣工具将主井眼的套管铣掉一段后打水泥塞,而后再用井下马达侧钻出新井眼。
该方法工艺技术简单,易掌握。
侧钻成功率较高,且有利于井眼轨迹控制。
但工期较长,适合于浅井及井壁稳定性好的地层。
1.1.2下斜向器开窗侧钻:在主井眼中下入可回收式斜向器,用开窗工具在套管上开出窗口后,再用井下马达侧钻出新井眼。
该方法可靠性高.使用范围广,开窗后井眼有一初始井斜角,有利于侧钻后的造斜钻进.适于探井、硬地层和高温高压地层。
1.1.3取出套管裸眼侧钻:将主井眼套管割断取出,然后根据主井眼的条件和地层特点,采用打水泥塞或下斜向器侧钻的方法侧钻出新井眼。
1.2裸眼井侧钻
如果主井眼为裸眼,可用打水泥塞、下斜向器及裸眼悬空侧钻的方式钻进。
2.预留窗口侧钻
对于新井除用老井的侧钻方法外还可以采用预留窗口侧钻的方法。
预留窗口侧钻是指在主井眼下套管施工时,在分支井眼位置下人留有窗口的特殊套管(其位置应在分支井眼的侧钻点位置) 在钻分支井眼时,可直接将预留窗口的特殊材料钻掉,侧钻出新井眼此法避免了套管开窗、段铣及打水泥塞等作业,工期短,安全可靠,但特殊套管上的预留窗口应为易钻的特殊材料,且下套管时,对预留窗口的深度及方向精度要求高。
六、分支井的完井
1.分支井完井方式
按taml分级,分支井完井方式分为:
1.1一级完井主井眼和分支井眼都是裸眼。
1.2二级完井主井眼下套管并注水泥,分支井裸眼或只放筛管而不注水泥。
1.3三级完井主井眼和分支井眼都下套管.主井眼注水泥而分支井眼不注水泥。
1.4四级完井的主井眼和分支井眼都在连结处下套管井注水泥,这就提供了机械支撑连接,但没有水力的整体性,意思是液体水力是隔离的。
1.5五级完井具有三级和四级分支井连接技术的特点,还增加了可在分支井衬管和主套管连接处提供压力密封的完井装置。
1.6六级完井连接处压力整体性—连接部压力与井筒压力一致,
是1个整体性压力,可通过下套管取得,而不依靠井下完井工具。
1.7 6s级(即六级完井的次级)完井使用井下分流器或者地下井口装置,基本上是1个地下双套管头井口,把1个大直径主井眼分成2个等径小尺寸的分支井筒。
2.分支井眼主要完井系统
2.1主井眼套铣完井技术
该技术是在分支井眼下套管固井后,将分支井和主井眼重叠的套管及下部的斜向器套铣取出,使主井眼保持同一尺寸,分支井眼进入靠定位斜向器进入。
目前拥有该技术的公司有贝壳-休斯和哈里伯顿。
国内目前胜利油田和北京油科院机械所拥有该技术。
2.2套管预开孔完井技术
该技术是在分支井眼完井下套管时,在主井眼与分支井交叉部位,下入预先已开好孔的壁钩式尾管悬挂器,使主井眼上下保持连通,分支井眼进入靠分支导向工具进入,目前拥有该技术的公司为贝壳-休斯。
国内目前辽河油田拥有该技术,并且应用了7口井。
2.3分支套管重开孔完井技术
该技术是在分支井眼完井下套管固井后,下入尾管开窗工具,通过磨铣,将主井眼与尾管连通,分支井眼重入通过桥塞控制斜向器方位,实现重入,目前拥有该技术的公司为瑞德福。
国内目前北京派特罗尔公司拥有该技术,但未经过现场实施。
3.完井方式及系统选择原则
3.1在选择是否下套管时,必须考虑井眼的稳定性,特别是分支
窗口处的地层情况。
3.2必须保证油井在寿命期内能正常生产,特别是分支窗口处压力在生产过程中变化时,应考虑窗口处的水力密封性是否满足要求。
3.3要考虑地温梯度的影响,防止井下高温造成井下密封件的损坏,从而影响密封效果,异常高温地层要采用耐高温元件。
3.4完井管柱的设计还要考虑油井是否需要防砂和修井作业时的分支井眼再进入问题,还要满足采油工艺要求。
七、结论
1.分支井技术是当今世界上最先进的钻井技术之一,尽管其工艺复杂、技术难度大、风险大、成本高,但它能大幅度地降低油田综合开发费用、提高油田的最终采收率,在实际应用中产生可观的经济效益和社会效益,并代表了钻井未来的发展趋势。
2.目前国内分支井水平与国际先进水平相比还要落后几年,但最近几年随着定向井、水平井钻完井技术的成熟应用,研究试验初见成果,已经可以完成级别达到taml5级的分支井。
3.分支井技术的发展需要分支井采油工艺、油藏精细描述发展的配合。