油气井完井方法.共68页
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第八章特殊完井方法由于海上油田开发装置投资高,平台面积有限,除应用大斜度井扩大动用储量外,近十多年发展成熟的水平井、大位移井,多底分枝井技术已成为降低成本提高效益的新工艺。
本章着重介绍这些井的完井技术。
第一节水平井完井水平井有增加泄油面积,降低生产压差,提高单井产量和提高最终采收率的作用。
在控制油层出砂和底水锥进方面优于其它类型井,对低渗、稠油开采和热采热注都有明显效果。
完井可分为裸眼、衬管、套管固井、防砂、管外封隔器等几种不同类型的完井。
不同油气田应依据其特点选择最佳完井方法满足生产需要。
一、水平井完井考虑的因素l)储层岩石胶结情况及储层的稳定性,分析研究岩石矿物胶结情况,储层是否含有遇水后易膨胀或塑性流动的粘土层、石膏层、盐层等化学不稳定性;井壁岩石是否会发生因上覆地层重压而剪切破坏,导致储层垮塌的力学不稳定性。
利用已有资料分析计算在不同生产压差下井壁岩层所承受的切向应力与储层岩石抗压强度关系,对储层稳定性做出较准确的判断。
2)储层的纵向非均质程度。
在整个储层厚度内是否存在坍塌夹层,异常压力层,含水、气夹层等层间干扰。
3)有无气顶和底水。
4)储层压力系数。
5)储层水平渗透率和垂直渗透率。
研究选用适应储层地质特性的完井方法,采用特殊的技术往往可有效降低开发投资,生产操作费用,获得好效益。
二、水平井完井特点及基本原则由于油气田的构造形态和层位分布不同,采用哪种完井方法应视总体开发方案和经济评价确定。
水平井段长短、穿越层位的岩性差异程度、穿越单一厚度与穿越多组油气层或油气水复杂带进行开采,生产完井技术则不相同。
重复进入水平井段的施工难度较大。
水平井生产完井方案要与钻井方案紧密结合,完井时要充分考虑油气田生产特点,结合开发方案要求,预先做好生产完井设计。
水平井完井基本原则为:l)水平段完井应能最大限度发挥产能,达到高效开采目的。
2)有效防止井壁垮塌,对胶结疏松的砂岩油层需进行有效防砂。
3)有利于分层开采,对穿越复杂带层段的油井,完井时应实施有效分隔,有利于今后控制分采或封堵。
第一章油井完井概述§1—1 油井基本知识凡是属于进行石油勘探、索取油(气)层地质资料和开采石油、天然气所钻凿的岩石通道,统称为石油井。
一.石油井的作用1.获取石油勘探所需要的地质资料,发现和评价油气田。
2.开采地下油气层中的石油和天然气。
3.检查注水开发油田水线推进情况。
4.改造油层。
5.利用石油报废井往地层里注水、注气。
二.石油井的钻凿1.钻井应用钻井机械设备向地下岩层钻凿孔眼,并采用一定的工艺技术措施与方法是之构成地面到地下油(气)层通道的工艺过程。
2.钻井工艺过程钻前准备,钻进和完钻三个阶段(1)基本概念:井口:井眼顶部;井底:井眼底部;井径:井眼直径大小;井壁:井眼周壁;井段:井身某段;井身:整个井筒。
(2)方补心:旋转钻井时,带动井下钻具旋转的转盘中间用来卡住方钻杆的部件。
方补心顶面是计算井深的起点。
(3)完钻井深:从转盘方补心上平面到井底的距离。
正常情况下,每口井都必须钻达设计完钻井深。
钻井过程比较复杂,易出现井喷和卡钻事故。
三.井的类型1.根据井的作用分类井筒基本概念采油井(油井):开采地下原油钻凿的井眼。
分为:自喷井、非自喷井。
采气井(气井):开采地下天然气钻凿的井眼。
注水井:注水开发油田,为给地层注水补充能量而钻凿的井眼。
水源井(水井、热水井):为注水用水、油田工业用水和民用水提供充足水源而钻凿的井眼。
观察井(实验井):开发过程中,为了解油层动态、油气水运动规律和变化情况而钻凿的井眼。
探井、了解地层的年代、岩性、厚度、生储盖的组合和区域地质构造,地质剖面局部构造而钻凿的井眼。
2.根据井的深度分类浅井:井深:500~1000米。
中深井:井深:1000~2500米。
深井:井深:2500~4000米。
超深井:井深:4000米以上。
3.根据井眼轨迹分类垂直井:井斜角小于150。
水平井:在钻到目的层位时,井斜角超过850,并进目的层水平钻进距离超过10倍以上由层厚度。
定向井:由于地面建筑物或地形影响,采用定向技术所钻的井。
完井方法1、裸眼完井裸眼完井是油气井套管下至到生产层顶部然后固井,生产层段完全裸露,油气流动效率高,一般分为先期裸眼完井、后期裸眼完井。
先期裸眼完井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。
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—油层后期裸眼完井方式是不更换钻头,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。
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-油层先期裸眼比后期裸完经优越在于:排除了上部地层的干扰,为采用清水或符合产层特点的洗井液打开油气层创造了条件;缩短了洗井液对对产层的浸泡时间,减少油气层污染;钻开产层后,如遇到复杂情况,可将钻柱起到套管内进行处理;消除高压油气层对固井质量带来的影响。
优点:1)油层完全裸露,整个油层段井径都可以开采;2)成本预算低;3)气井完善系数高;4)储层不受水泥浆侵蚀伤害,减少油气层污染;5)一般不需要射孔,减少射孔污染;6)井眼容易再加深,并可转为衬管完井;后期采用砾石充填可保持高产。
缺点:1)生产过程时容易产生井壁坍塌、堵塞、埋没或者部分埋没生产层;2)气井后期的修井工作艰难;3)不利于分层测试和开采;增产措施效率低长裸眼井段不利于实施分段酸化、分段注水;4)不能克服井壁垮塌和油层出砂对油井生产的影响;5)不能产层范围内不同压力油、气、水层的相互干扰;6)先期裸眼完井在未打开油气层时就固井,对油层情况还不够清楚,7)打开油气层时遇到特殊情况,会给钻井和生产造成麻烦;8)后期裸眼完井不能消除泥浆对产层的污染。
适应地质条件:1)岩性坚硬、致密,井壁稳定不易坍塌的碳酸岩盐岩、砂岩储层;2)单层开采的储层或岩性一致的多层储层;3)无气顶、无底水、无含水夹层及易跨塌的夹层储层;4)不需要实施分隔层段及选择性处理的油层。