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。
41科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 工 程 技 术1 国内外研究现状1.1国外分支井技术已经成很多国家油气增产和提高采收率的重要手段,可以降低油藏开采综合成本,经济效益十分显著,应用前景十分广泛,是21世纪油气田开发的主体工艺技术之一。
虽然在国外现场应用分支井技术已经较为普遍,但是分支井技术仍不十分完善,国外各大公司仍然把分支井技术作为前沿课题进行攻关,并且把分支井技术作为公司的标志性技术。
全球至2001年末约有3000多口分支井,用得最多的是四级完井。
2002年下半年,斯伦贝谢油田服务公司与中海油有限公司成功地在印度尼西亚南爪哇海设计并实施了T A M L 6级的智能完井。
1.2国内国内分支井最早是1960年在玉门油田老君庙地区浅地层完成的四分支井。
1980年后期,随着定向井、水平井技术的迅速发展和成功应用,分支井技术的研究主要在胜利油田、辽河油田、四川油田和南海油田重新开展起来。
我国分支井无论是在完成井数还是单井完成的分支数与国际相比都有着很大的差距。
尽管国内有很多家单位完成了分支井现场试验,但总体上讲,分支井实施的规模都不大,其主要原因是:(1)对分支井应用模式、适应区域及储层特性等问题研究不够深入。
(2)分支井钻井工艺研究不成熟。
(3)分支井完井工具等配套技术的认识不全面。
由于受到地质研究、钻井等技术的限制,造成分支井有效寿命缩短,其潜在的成本优势难以得到发挥。
2 分支井分类根据分支井的井身结构主要分为多分支井眼、分叉井眼、水平井中的几个分支井眼、垂直井中的几个分支井眼、两个相对的双分支井眼、重叠的分支井眼6种,如图1所示。
国外也有的按其他方式分类,虽然分类方法各不相同,但实际上是大同小异,对分支井发展的影响不大,在实际工作中一般是根据油藏的实际需要决定选用什么样的分支井。
3 分支井油藏适应性分支井的目的是强化采油、提高钻井效率、提高采收率(尤其是枯竭层)、转移开采层位。
2021年第50卷第6期第63页石油矿场机械犗犐犔 犉犐犈犔犇 犈犙犝犐犘犕犈犖犜2021,50(6):63 67文章编号:1001 3482(2021)06 0063 05犠犆 犃1井犜犃犕犔五级分支井钻井技术研究及应用薛 洋(中海油田服务股份有限公司,广东湛江524057)摘要:南海西部文昌某油田ZJ 1地层为低孔低渗,为提高其单井产量、增加泄油面积,提出了采用五级分支井钻井技术的开发方式,并成功研制 244.47mm斜向器、 209mm壁挂式悬挂器、 169mm井眼导向器等新型五级分支井工具。
通过优化井身结构设计与分支点选择,利用旋转导向系统对轨迹的精确控制,形成了海上油田五级分支井钻井技术,解决了五级分支井在钻井方面存在的轨迹控制、壁挂式悬挂器坐挂、井眼重入等技术难题,对提高单井泄油面积和控制储量有积极意义,为海上低孔低渗储层开发提供新的思路。
关键词:五级分支井;壁挂式悬挂器;井眼导向器;旋转导向中图分类号:TE952 文献标识码:B 犱狅犻:10.3969/j.issn.1001 3482.2021.06.011犚犲狊犲犪狉犮犺犪狀犱犃狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狅犳犔犲狏犲犾5犕狌犾狋犻犾犪狋犲狉犪犾犠犲犾犾犻狀犠犆 犃1犠犲犾犾XUEYang(犆犺犻狀犪犗犻犾犳犻犲犾犱犛犲狉狏犻犮犲犔犻犿犻狋犲犱,犣犺犪狀犼犻犪狀犵524057,犆犺犻狀犪)犃犫狊狋狉犪犮狋:InordertomoreeffectivelydeveloptheWenchanglow permeabilityreservoirsandincreaseproductionpersinglewell,adevelopmentmethodusinglevel5multilateralwelldrillingtechnologywasproposedtoenlargereservoirdrainage.Noveltoolssuchas 244.47mmwhips tock, 209mmhookhanger,and 169mmlateraldrillingdiverterhavebeensuccessfullydevel oped,whichrealizedthelevel5multilateralwelldrillingtechnologyinoffshoreoiloilfieldbyoptimizationofthewellstructuredesignandwindowcuttingpointselectionbyusingrotarysteer ingtooltoaccuratelycontrolthetrajectory.Thetechnologysolvestheproblemsoflevel5multi lateralwellindrillingtechnologysuchasaccuratelytrajectorycontrol,hookhangersetting,andmainholewithselectivereentryfunctionaftercompletion.Thistechnologyhaspositivesignifi canceforincreasingthedrainageareaofasinglewellandcontrolledreservoirsandprovidesanewideaforthedevelopmentoflowporosityandpermeabilityoffshorereservoirs.犓犲狔狑狅狉犱狊:level5multilateralwell;hookhanger;lateraldrillingdiverter;rotarysteeringtool 文昌A油田位于南海北部大陆珠江口盆地珠三拗陷琼海凸起中部,为低幅披覆背斜构造。
沙特多底分支水平井钻井技术应用探讨【摘要】沙特油田是海相沉积地层,采用分支井钻井技术,在同一地层或不同产层内侧钻形成多底分支井眼,可大幅提高油气井产量,降低油气井综合成本。
目前主要形成套管自上而下开窗侧钻多底分支井、套管自下而上开窗侧钻多底分支井和裸眼水平段或大斜度段多次侧钻多底分支井等三种不同类型的多底分支井,在HRDH、UTMN等钻井区域的现场应用,取得良好效果。
【关键词】多底分支水平井可取式斜向器侧钻沙特根据地质结构条件和地层岩性特征,在同一主井眼系统内,采用分支井钻井技术,在同一地层或不同产层内侧钻形成多底分支井眼,可大幅提高油气井产量,降低油气井综合成本,是目前众多油田采用的先进技术之一。
沙特油田的区块都是海相沉积地层,地层为中生代和新生代,以流沙、白云质石灰岩、页岩和硬石膏为主,主力油层在Arab-C和Arab-D地层。
上部多为流沙和松软的白云岩、少量页岩及石灰岩,下部多为石灰岩、硬石膏和砂岩。
为最大限度提高油气井产量,沙特油田在主要油区采用分支井钻井技术,解决多底分支井钻井所面临特殊工具多、工序复杂;同一主井眼内存在多套地层压力系统,发生漏喷几率大等技术难点,主要形成套管自上而下开窗侧钻多底分支井、套管自下而上开窗侧钻多底分支井和裸眼水平段或大斜度段多次侧钻多底分支井等三种不同类型的多底分支井,在HRDH、UTMN等钻井区域的现场应用,取得良好效果。
1 不同类型多底分支井钻井技术1.1 套管自上而下开窗侧钻形成多底分支井多底井钻井涉及多方面的特殊工具,其中可取式斜向器是实现多次套管开窗侧钻的关键工具之一。
利用可取式斜向器在套管内多次开窗侧钻形成多个井眼。
HRDH-171井老井Φ473mm表层套管下深24.4m,Φ339.7mm技术套管下深638.11m,Φ244.5mm技术套管下深1115.55m,Φ178mm尾管至2245.12m,Φ155.5mm 井眼水平段至2907.31m,裸眼完井。
分支水平井产能的研究一、引言随着石油和天然气需求的日益增长,提高油气开采效率的钻井技术也在不断发展。
分支水平井作为一种新型的钻井技术,具有提高采收率、降低成本、节能环保等优势,逐渐得到了广泛应用。
本文将围绕分支水平井产能的影响因素、提高产能的措施及未来发展方向进行深入探讨。
二、分支水平井产能的影响因素分支水平井的产能受多种因素影响,主要包括地质条件、工程设计、完井工艺和生产管理等方面。
1、地质条件:地层厚度、储层物性、原油性质等因素都会影响分支水平井的产能。
2、工程设计:分支水平井的设计参数包括水平段长度、分支数量、井身结构等,这些因素对产能有着重要影响。
3、完井工艺:完井方式、射孔参数、防砂工艺等完井工艺直接影响产能。
4、生产管理:生产压差、采收率、地层压力等生产管理因素对分支水平井的产能也有重要影响。
三、提高分支水平井产能的措施针对影响分支水平井产能的因素,可以采取以下措施提高产能:1、优化地质和工程设计:充分了解和评估地质条件,选择合适的设计参数,如增加水平段长度和分支数量等,可以提高产能。
2、改进完井工艺:选择合适的完井方式、优化射孔参数和防砂工艺等可以提高产能。
3、优化生产管理:合理控制生产压差、提高采收率、保持地层压力等也是提高分支水平井产能的有效途径。
四、分支水平井产能的未来发展方向随着科技的不断发展,分支水平井技术将朝着更加高效、环保和智能化的方向发展。
未来,分支水平井产能的提高将更加注重以下几点:1、新材料的应用:使用高强度、高耐腐蚀性的新型材料,提高井身结构和完井器材的寿命,降低维修成本,从而提高产能。
2、人工智能的应用:利用人工智能技术进行钻井和生产优化,减少人为因素对产能的影响,提高决策效率和准确性。
3、非常规油气藏开发:分支水平井技术将进一步应用于非常规油气藏的开发,如页岩气、致密气等,从而提高产能和采收率。
4、综合解决方案:结合地质工程、化学工程、机械工程等多学科知识,提供综合性的油气开采解决方案,从而提高分支水平井的产能。
多分支井的技术展望多分支井技术展望:提高采油效率与降低成本的革命性方法随着全球能源需求的不断增长,提高采油效率、降低采油成本已成为石油行业的首要任务。
多分支井技术作为一种具有重大应用前景的石油开采技术,正日益受到业界的。
本文将详细介绍多分支井技术的原理、应用前景以及面临的挑战和解决方案。
一、多分支井技术原理多分支井技术是一种在垂直主井眼周围钻出多个分支井眼的技术。
通过这种技术,可以在一口井内开采多个油层,提高采油效率。
多分支井的原理主要基于对储层的精确分析,能够有效地克服传统开采方法的弊端,实现分层开采,进一步提高石油采收率。
二、多分支井技术的应用前景多分支井技术以其独特的优势,在未来石油工业的发展中具有广泛的应用前景。
首先,该技术可以显著提高采油效率。
通过同时开采多个油层,可以实现原油产量的大幅提升。
其次,多分支井技术还可以有效降低采油成本。
由于同时开采多个油层,可以减少钻井数量,从而降低开发成本。
此外,多分支井技术在复杂地质条件下的应用具有巨大潜力。
例如,在海上油田的开采中,多分支井技术可以减少平台数量,降低开发成本。
在非常规油气资源的开发中,如页岩气、致密气等,多分支井技术也有望发挥重要作用。
三、多分支井技术的挑战与解决方案尽管多分支井技术具有显著的优势,但在实际应用中仍面临一些挑战。
首先,该技术的实施需要高精度的钻井和完井技术,对设备和人员的素质要求较高。
其次,多分支井的施工过程复杂,需要精确的工程设计和技术支持。
此外,多分支井的长期稳定性和生产能力也需要通过技术创新加以解决。
为解决这些挑战,可以采取以下措施:1、加强技术研发:加大对多分支井技术的研究力度,提高钻井和完井技术水平,优化施工流程,降低实施难度。
2、引入先进设备:采用高精度钻井设备和传感器,提高施工精度和安全性。
3、加强人才培养:开展专业培训,提高钻井和完井人员的技能水平,确保技术的顺利实施。
4、强化工程设计:进行详细的工程分析和设计,确保多分支井的稳定性和生产能力,延长井的使用寿命。
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。