水平井变孔密射孔在胜利油田的应用
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油田水平井复合射孔技术应用探讨(油田水平井复合射孔应用总结材料)油田水平井复合射孔技术应用水平井技术在石油天然气集团的部分油气田得到规模化应用,在不同类型的油气田开发中见到了良好的效果,提高油层的采收率,提高油井的单井产量,2006年布水平井500 口,以后每年的大规模扩大水平井的钻井量。
水平井技术的推广,也促进了水平井射孔技术的发展。
针对水平井完井技术的推广,油田试油试采分公司大力提高产品技术和作业能力,根据油田的需要引进推广公司水平井复合射孔技术,并且成功地投入生产,从2006年11月15日在芳100-斜128井进行试验开始,到2008年12月15 日为止,油田的6个采油厂已经在各类油井、注水井中使用水平井复合射孔技术射孔安全施工36井次,取得了明显的投产效果。
——水平井完井技术的应用1 水平井完井的地质特点目的层通常是低孔低渗地层水平井开发技术用来提高油层单井产量和采收率是一个有效的手段,但大部分的使用水平井开发油层的厚度较小、地层孔隙度、渗透率都较低,如敖南等外围油田。
由于投产工艺的原因,使水平井的潜能得不到发挥。
开发水淹层的剩余油我国大量的陆上油田进入高含水期,水平井开采水淹层顶部的剩余油往往由于顶部的渗透性较差采用常规射孔直接投产效果不理想,而使用水平井技术开采剩余油,提高油田的采收率和单井产量是一个重要的技术进步。
水平井的钻井污染严重钻井、固井时的固相颗粒侵入和泥浆滤失造成了井筒周围近井带地层污染较直井更加严重,根据塔里木油田测试数据,污染较为严重的水平井表皮系数S值在20〜40之间,导致地层近井带的渗透率降低,严重影响水平井的开发效率。
2常规水平井射孔的不足常规水平井射孔采用保守的施工方案,使水平井优势发挥受限由于水平井井身结构复杂,为了避免风险,水平井射孔常采用比较保守的施工方案,相对于直井,水平井使用较小直径的射孔枪,使射孔完井的完善程度低。
由于水平井井身结构的特殊性,限制了射孔器的性能发挥射孔器相位优化无法达到直径射孔器的地质效果,影响油井的产量。
水平井变孔密分段射孔水平段长度优化设计
杨勇
【期刊名称】《石油天然气学报》
【年(卷),期】2008(030)003
【摘要】水平井作为一种高效的油气藏开发方式已得到广泛的应用.目前射孔完井仍然是水平井完井的主要方式,从经济角度考虑.常规的全水平段均匀射孔的完井方式增加了作业成本,同时也不利于近井地带流体渗流场的分布和获取油气最大产量.为此提出变孔密分段射孔的概念,以渗流理论和流体力学相关知识为基础.考虑地层流体和井筒流体相互耦合作用,推导出了水平井变孔密分段射孔的井筒压降模型,以获取最大产量和井筒最小压力损失为目标,优化水平段射孔长度,为水平井开发设计提供依据.
【总页数】4页(P123-126)
【作者】杨勇
【作者单位】胜利油田有限公司东辛采油厂,山东,东营,257094
【正文语种】中文
【中图分类】TE257.1
【相关文献】
1.水平井变孔密分段射孔井筒压降计算模型
2.基于分段、变密度技术的水平井射孔完井方案优化
3.非均质油藏水平井分段变密度射孔优化模型
4.底水油藏中水平井
分段射孔和打开程度的优化设计5.页岩气水平井压裂细分段密分簇优化设计及应用
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水平井变孔密射孔在胜利油田的应用【摘要】采用分段等分方法建立水平井段流态模型,以水平井段线性稳态管流为基础,通过分析计算形成了利用孔密控制水平段流出剖面形态的方法。
在水平井生产压差不同的井段通过不同孔密调整生产剖面。
通过在胜利油田东辛采油厂辛172-平1,辛133平1等水平井的应用,有效控制底水推进,延迟见水时间,延长油井生产周期。
【关键词】水平井射孔;变孔密;生产剖面0.前言水平井作为一种高效的油气藏开发方式已得到广泛的应用。
目前射孔完井仍然是水平井完井的主要方式。
常规的全水平段固定孔密均匀射孔的完井方式不利于控制井筒内管流的均匀流入和获取油气的最大产量。
另外在水平井的开发过程中,底水油藏水推进是造成产油量明显下降的主要因素。
所以延缓油井见水时间、控制或延缓底水推进是十分重要的。
我们以渗流理论和流体力学相关知识为基础,结合现场的实际需要,通过调节射孔密度,可以有效地调整水平井生产剖面,尤其对于高渗油藏,水平井变密度射孔技术可有效地控制地层内流体流入井内的速度,通过调节产出剖面,减缓出现的底水推进,从而延长油井生产周期。
将该技术充分运用到生产实践中,在胜利油田东辛采油厂辛172-平1井、辛133平1井应用后,有效延缓出现水淹,达到提高生产周期,提高最大产能的目的。
1.水平井变孔密射孔技术理论依据下面我们建立一个理想状态下水平井模型来讨论孔密分布对水平井产能的影响:在理想状态下,我们假设地层是岩性一致,匀质分布并且地层压力正常,将水平井射孔井段l进行m等,为保证水平井均匀供液,假设井筒中流体均匀流入水平井段,任意段流量q 相同,则q=q*i(1)(1)式中q为水平段第i段处总流量,我们知道流量与流速的关系公式v=(2)(2)式中 v为流体流速,s为井筒横截面积我们可以推导出在越靠近水平井跟端方向处流量q越大,流速v 越大。
根据伯努利方程:p+gh+()*v2=c(3)(3)式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度;h为垂直高度;g为重力加速度。
80在当今世界已经探明的石油储量当中,石油储量大,但有很大一部分仅仅离地面只有几百米的深度,传统的直井技术开采生产起来耗时耗力,不利于产量的增加,但是如果能合理的利用水平井技术,一口井就能大大的增产。
如何合理稳定的使用水平井射孔技术已经越来越多的得到了油田企业的关注和思考[1-3]。
1 水平井射孔技术探究1.1 水平井射孔技术及关键对于水平井射孔技术而言,是一种为了提高油田产量而发明的新型技术,顾名思义就是在直井中继续水平的延伸打井,其斜角一般大于86°。
水平井射孔技术不光可以提高油井产量,还能辅助后续的增产工作。
除了增产之外,在开采完毕后,水平井射孔比起传统技术更易进行封堵工作,节约开采成本。
通常情况下,在现场作业的时候,水平井射孔作业是一次性完成的,中间没有间断,水平的向两边或者以小角度定向射孔,可以防止在采油时压力不均导致的砂石沉降和地下水涌出等问题发生[4-6]。
这项技术的关键在于水平井射孔器的选用,要根据工作区的地质条件和作业条件,因地制宜选择合适的水平井射孔器,为了使水平孔能够保持水平,要合理地调整射孔枪的配置和参数设定。
除此之外,弹架轴承、弹架结构、弹架配重以及所用的材料,都需要进行设计改造,使其适用于水平井射孔技术。
1.2 水平井射孔的作业要求对于水平井射孔技术而言,在现场应用时,还需要有很多细节和问题要注意。
作业过程中要注意以下方面:将井段分成多个射孔子系统进行确认。
通过分段确认,可以减少因为导爆索的爆速下降,从而引发的射孔弹爆燃,就会产生卡枪等事故。
而且相对独立的子系统可以进行分期分批起爆,防止同时爆破的冲击对水平井造成损伤。
在进行水平井射孔作业时要进行多次的磁控定深度。
根据地层的不同,要在不同的地理位置,进行不同的多次的磁控定深工作,在直井中进行磁控定深,在水平井中用磁控定位,根据水平和垂直的数据可以大大的增加准确性,从而保证精确度,减少层位确定的失误几率,可以大大的节约成本,为后续的工作打下良好的基础。
胜利油田的水平井钻井技术1、“八五”期间水平井钻井技术取得了突破性的进展胜利油田水平井钻井技术始于1990年。
1990年9月23日胜利油田第一口水平井埕科1井正式开钻,从而拉开了“八五”水平井钻井技术攻关的序幕。
1992年即提前三年全面完成了国家科研计划任务,形成了较为完善的一整套胜利油田长、中半径水平井钻井技术,同时为我国水平井钻井技术的发展提供了大量成功的经验。
经过5年的攻关和推广应用,至1995年6月项目通过国家鉴定时,胜利石油管理局已在六个油区、五种不同类型的油气藏中完成水平井30口,其中包括国内仅有的4口水平探井、稠油砾石油藏长裸眼水平井、“一井双探”水平井、普通水平开发井等各种类型的水平井,累计进尺5429.06米,累计水平段长10429.15米。
所钻探井发现油层673.9米,投产的开发井稳定产量为同区邻井的3 5倍,累积产油32.2万吨,经济效益十分显著。
在科研阶段即已实现了产出大于投入的良性循环。
为此《胜利油田水平井钻井技术研究》被列入国家“八五”攻关重大科技成果,受到国家计委、国家科委和财政部的联合表彰。
2、水平井钻井及配套技术(1)水平井钻井工程设计技术建立了一整套符合胜利油田不同地区、不同类别水平井的工程设计方法和工作网络,并通过钻井实践不断完善,逐步实现了设计工作的规范化、标准化。
其主要内容包括:A.井身轨迹和井身结构设计。
具体作法是:在满足油藏特性和地质条件的前提下,根据工具造斜能力,提高造斜井段造斜率,大幅度缩短靶前位移和造斜井段长度,改善井眼摩阻、扭矩及清洗效果,简化套管程序。
依据这一原则,建立了二维、三维、多段增斜轨道的设计方法。
目前,胜利油田中半径水平井增斜段的轨迹设计已全部由传统的增—稳—增剖面改为三增剖面设计,井身结构简化为最多一层技术套管,乐安油田和其它地质情况相近区域的水平井一般都采取了与普通直井一样的长裸眼井身结构,从而大大降低了钻井周期和钻井综合成本。
胜利油田首口小井眼长水平段水平井钻井技术一、引言介绍论文的背景和意义,阐述该技术的研究意义和应用前景。
二、首口小井眼长水平段水平井概述1.首口小井眼长水平段水平井的定义和特点2.首口小井眼长水平段水平井的分类与应用三、首口小井眼长水平段水平井钻井技术1.首口小井眼长水平段水平井成钻技术概述2.首口小井眼长水平段水平井钻井工艺及钻具组合设计3.首口小井眼长水平段水平井液压学行为研究四、钻井过程中的难点及解决方案1.首口小井眼长水平段水平井钻井过程中的难点2.针对钻井难点的解决方案五、结论与展望1.结论总结2.展望未来首口小井眼长水平段水平井钻井技术的发展前景。
第一章:引言胜利油田地处中国东北地区,是国内最大的陆上油田之一。
胜利油田钻井技术一直处于国内领先地位,但随着油藏逐渐开采深入,储量耗散,提高采收率的技术需求越来越迫切,对新型钻井技术的开发研究也日益重要。
胜利油田通过不断探索和研究,发现首口小井眼长水平段水平井钻井技术可以有效提高油藏储量,改善采油效率。
本文就围绕该技术展开介绍研究。
第二章:首口小井眼长水平段水平井概述1. 首口小井眼长水平段水平井的定义和特点首口小井眼长水平段水平井是一种将井眼钻至油层水平方向并延伸一定长度的油井,这种井型具有井壁面积大、水力阻力小、产出能力强、高效节能等特点。
首口小井眼长水平段水平井经测算,能够提高采收率30%以上,同时减少钻井机械尺寸或水平段的数量、缩短钻井时间,具有明显的经济效益。
2. 首口小井眼长水平段水平井的分类与应用首口小井眼长水平段水平井按照区域分布可分为水平井与斜井,按照水平段长度可分为500m以下和500m以上的水平井。
针对不同的地质条件和勘探对象,可以灵活选择首口小井眼长水平段水平井的类型和长度。
应用于油气储层勘探生产中,该技术可以有效改善油气储量,降低钻井成本,提高效率,提高采收率。
第三章:首口小井眼长水平段水平井钻井技术1. 首口小井眼长水平段水平井成钻技术概述首口小井眼的钻井是一项复杂的工序,包括成钻前的井眼加固和井口整平,完成井眼预加固后,需要在小径段井壁挖掘一定长度,进而将钻头从水平状态转换到扶斜钻进状态,开始钻进水平段。
!应用技术#分支水平井完井技术在胜利油田的应用Ξ 皇甫洁ΞΞ 李雷祥 刘希明 冯 辉 (胜利油田有限公司采油工艺研究院) 隆新耀(胜利油田有限公司孤岛采油厂) 摘要 分支水平井是水平井技术的进一步发展和完善,是一种用于老油田开发后期提高采收率和新区改善开发效果的重要手段。
目前,该技术在国外得到大规模的研究和应用,而在国内却刚刚起步。
介绍了胜利油田第一口自行设计并施工的双分支水平井———桩1-支平1井的完井技术,该井是中石化重点科技攻关项目“分支井钻采配套技术研究”的第一口试验井。
从完井方案设计、完井管柱、完井施工工艺等方面阐述分支水平井完井技术的难点和重点,最后提出几点认识和研究方向。
关键词 胜利油田 分支井 完井工艺 射孔 随着石油工业的发展,分支水平井技术已逐渐成为石油行业又一热点技术。
分支井技术可以较大幅度降低油气开发成本,充分挖掘油田生产能力,提高油气采收率,从而提高油气开发的综合经济效益。
分支井技术在国外较为普遍,但在国内由于受主井眼与各支井眼交汇处的处理及分支装置系列工具的限制,起步较晚。
2000年9月胜利油田在其先进的水平井技术的基础上,自行设计和施工完成了该油田第一口双分支水平井———桩1-支平1井。
分支井概况桩1-支平1井位于桩1块中部构造的较高位置,该区先后有9口井(包括1口水平井)投入开发,大部分井开井即见水,其主要原因是该层为底水油藏,油水粘度比大,油流动阻力大,底水很快以水锥形式致油井水淹。
因此设计利用双分支水平井开发该构造的含油富集区,以起到控制更大面积储量,抑制底水锥进,增大泄油面积,改善开发效果,提高产能及采收率的作用。
该井钻探目的层为馆上段9小层。
第一分支为三靶点水平井,设计水平段长200m。
第二分支为两靶点水平井,设计水平段长150m,两分支呈30。
角斜交。
桩1-支平1井采用主井眼钻 31112mm井眼下 24415mm技术套管,分支井眼钻 21519mm井眼挂 13917mm套管的井身结构,尾管悬挂器的位置由上分支开窗点位置和所采用的回接系统的要求确定。
胜利油田水平井钻井技术应用及提高钻速对策摘要:水平井是现代提高石油采收率的重要技术之一,已成为各类油气藏转换开发方式的有效手段。
当前水平井钻井技术发展的趋势是向自动化、智能化、轻便化和经济化方向发展。
但在一些地质条件不同的地区,钻进技术的不足还是暴露出,影响了水平井的经济效益。
本文分析了水平井钻井技术应用情况以及影响钻井速度的因素,提出了提高钻速的相关对策。
关键词:油田;水平井;钻速;对策分类号:f426.2前言为了有效提高采收率,助推难动用储量升级,水平井技术已成为各类油气藏转换开发方式的有效手段。
随着水平井综合能力和工艺技术的发展,特别是水平井的轨迹设计技术,mwd、lwd和导向技术的发展,促生了多种水平井新技术,比如:大位移井钻井技术、分支井钻井技术、大位移水平井钻井技术等,逐步成为新老油田开发的重要技术手段。
为节约水平井成本,提高施工效率和经济效益,满足不同地区的施工现状,同时提高钻井速度。
水平井钻井技术应不断实现新的发展,为将来的油田开发提供条件。
1水平井钻井技术应用近年来,水平井钻完井总数几乎成指数增长,全世界的水平井井数为4.5万口左右,主要分布在美国、加拿大、俄罗斯等69个国家。
在国内,水平井钻井技术日益受到重视,在多个油田得以迅速发展,其油藏有低压低渗透砂岩油藏、稠油油藏、火山喷发岩油藏、不整合屋脊式砂岩油藏等多种类型。
石油剩余资源和低渗、超薄、稠油和超稠油等特殊经济边际油藏开发的低本高效,是水平井技术发展的直接动力。
尤其是在胜利油田,近年来水平井和定向井的数量每年总数已经远远超过了直井的数量。
这样不仅不会增加成本,相反会减少成本,因为水平井的产量要远远高于直井的产量,提高单井的产量也就意味着降低了单井的成本。
因此定向井和水平井在胜利油田的应用得到了很快的发展。
同时和其配套的钻井工艺也得到了提高,从开始的单一的随钻测量发展到现今的随钻地质导向仪器,为水平井的施工提供了有力的保障。
油水井射孔孔眼对全井渗透率的影响分析 朱 军 田仲强 赵明宸 代旭升(胜利油田有限公司东辛采油厂) 摘要 油井射孔完井过程中产生的压实层使射孔井段的实际渗透率大幅度降低,制约了地层能量的发挥,影响到油井的产能。
通过化学、物理手段剥离压实层是提高油井射开井段渗流能力的有效手段,有利于实现油藏的目标采收率。
主题词 射孔孔眼 压实层 渗透率 产能 压实层剥离技术 油井完钻后进行的电测分析对原始岩层的渗透率做了测定,钻井时的泥浆污染程度射孔前已经有了较准确的掌握,但射孔以后的孔眼渗透率一般不进行复测,因此在做油井射开井段的产能预测时使用原始岩层渗透率进行预测会产生相当大的误差,导致这种误差的主要原因是射孔造成的压实层渗透率下降。
一、孔眼的剖面分析油井射孔后的孔眼剖面结构如图1所示,粉末雾化层的全部和颗粒裂缝层的一部分,在负压射孔时及射孔瞬间完成后,由地层和井底的压差作用形成的反冲洗过程会将其带入井筒,基本不会对岩石渗透率造成影响。
颗粒裂缝层的剩余部分,因其颗粒较大且比较疏松,对岩石的渗透率影响也较小。
孔眼末端由于高压射流气体和其携带的残渣由高速到静止,其动量完全传递给岩石,形成“动量锤”作用,加上弹药残渣和碎屑的堵塞影响,孔眼末端的岩石伤害比孔眼前端更重,其压实层也比较厚,这部分岩石渗透率极低。
压实层由于颗粒结构致密,颗粒之间存在残余应力,负压射孔的反冲洗对其破坏很小,压实层的渗透率约为原始岩石渗透率的15%~25%。
考虑射孔孔眼末端的残渣堵塞,整个孔眼内基本未受伤害的地带只有一小部分(约占射孔深度的∀.~∀−,射孔越深未伤害段越长),加上未伤害段的渗流面积缩小的影响,综合测算其平均渗透率比原始岩石的渗透率约下降50%~70%,即孔眼整体平均渗透率只有原来的30%~50%。
图1 射孔孔眼伤害带剖面示意图二、实际生产油井的渗透率对油井渗流能力的影响 根据胜利油田东辛东油田的统计数据,在24口供液不足的油井中,与原始岩层渗透率(完井射孔之前的电测分析数据)差异大的井有18口,根据原始地层测压数据和其邻井的静压数据分析,因近井地带渗透率低造成供液不足的井有12口,这些井地层能量并不低,但供液能力却严重不足。
水平井变孔密射孔在胜利油田的应用
【摘要】采用分段等分方法建立水平井段流态模型,以水平井段线性稳态管流为基础,通过分析计算形成了利用孔密控制水平段流出剖面形态的方法。
在水平井生产压差不同的井段通过不同孔密调整生产剖面。
通过在胜利油田东辛采油厂辛172-平1,辛133平1等水平井的应用,有效控制底水推进,延迟见水时间,延长油井生产周期。
【关键词】水平井射孔;变孔密;生产剖面
0.前言
水平井作为一种高效的油气藏开发方式已得到广泛的应用。
目前射孔完井仍然是水平井完井的主要方式。
常规的全水平段固定孔密均匀射孔的完井方式不利于控制井筒内管流的均匀流入和获取油气的最大产量。
另外在水平井的开发过程中,底水油藏水推进是造成产油量明显下降的主要因素。
所以延缓油井见水时间、控制或延缓底水推进是十分重要的。
我们以渗流理论和流体力学相关知识为基础,结合现场的实际需要,通过调节射孔密度,可以有效地调整水平井生产剖面,尤其对于高渗油藏,水平井变密度射孔技术可有效地控制地层内流体流入井内的速度,通过调节产出剖面,减缓出现的底水推进,从而延长油井生产周期。
将该技术充分运用到生产实践中,在胜利油田东辛采油厂辛172-平1井、辛133平1井应用后,有效延缓出现水淹,达到提高生产周期,提高最大产能的目的。
1.水平井变孔密射孔技术理论依据
下面我们建立一个理想状态下水平井模型来讨论孔密分布对水平井产能的影响:在理想状态下,我们假设地层是岩性一致,匀质分布并且地层压力正常,将水平井射孔井段L进行m等,为保证水平井均匀供液,假设井筒中流体均匀流入水平井段,任意段流量q相同,则
Q=q*i(1)
(1)式中Q为水平段第i段处总流量,我们知道流量与流速的关系公式
v=(2)
(2)式中v为流体流速,s为井筒横截面积
我们可以推导出在越靠近水平井跟端方向处流量Q越大,流速v越大。
根据伯努利方程:
p+gh+()*v2=C(3)
(3)式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度;h为垂直高度;g为重力加速度。
该公式变形为
p=C-gh+()*v2(4)
我们可以(4)式得出结论:流体流速越大,其流体压力越低。
每一段井筒的生产压差等于地层压力与该段处井筒流动压力之差
△pi=pr-pwf(5)
Δpi为第i段处生产压差,pr为地层压力,pwf为第i段处流动压力
我们可以从式(4)推导出越靠近水平井跟端方向,流体流速越大,流体压力越低,在地层压力不变的情况下,生产压差越大。
根据能量守恒:
A1*v1*1=A2*v2*2(6)
式中A1为第i段井筒面积,A2为泄流面积,v1为第i段地层流体流速,v2为井筒内流体流速,ρ1为地层流体密度,ρ2为井筒内流体密度。
我们假设地层流体是不可压缩的则ρ1=ρ2,联立(4)(5)两式:
则△p=*(v22-v12)(7)联立(6)与(7)
△p()*(1-)*v22(8)与(2)联立
推导出生产压差与泄流面积之间的关系
△p=()*(-)
式中在流量q不变,密度ρ1不变, A1不变的情况下,生产压差Δp越大,为保证流量q不变,则其泄流面积A2越小。
结论:为保证每一水平井分段m处流入井筒内流体流量q不变,在生产压差越大的井段减小泄流面积,就是通过减少孔密来实现。
2.应用
2.1在胜利油田东辛采油厂辛172-平1中首次应用变孔密射孔技术,射孔后达到良好的效果,投产后日产液量22.8方,含油18.7方,日产气56方,达到射
孔优化目的。
2.2在变孔密射孔的辛172-平1井,射孔后产量稳定在每天20方左右,含水率呈稳定的阶梯增长,在60%左右趋于稳定。
而使用普通4方位射孔的辛151平3井,射孔后使用电泵采油方式,日产液300方左右,但是含水率一直保持在96%左右,产油量15方左右。
因此使用变孔密射孔方式可以延缓底水推进,降低产液的含水率,达到延长生产周期,增加产量的目的。
2.3通过跟踪邻井辛172-斜5井、辛172-斜2井及辛151-平3井,这三口井分布在同一区块,采用非定向4方位射孔后在生产5天左右见水,并且含水量85%逐渐升高,在辛172-平1井完井后20天左右见水含水量60%且保持稳定。
通过变孔密射孔保证了井筒内流体的均匀流动,改善地层均匀供液提高地层采收率,减少底水推进速度。
结论:1、在水平井优化设计中综合考虑变孔密技术,能够达到延缓底水推进,优化产液流量剖面,提高生产周期,提高产能的作用。
2.4在存在边底水条件下的水平井,结合变相位技术达到避射目的。
【参考文献】
[1]桂春,徐苏欣等.水平井射孔参数优化研究与应用.复杂油气藏.2009.12.
[2]张公社,于洋洋,张磊等.水平井均匀流入剖面下的射孔密度分布确定方法.journal of oil and gas technology(j.jpi) aug.2007.
[3]周生田,张琪等.水平井筒变质量流体流动实验.石油大学学报,1998.
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。