水平井注水技术综述

综，　～…，连　中国化工贸易　Ｃｈｉｎａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｒａｄｅ　絮　浅谈我国水平井钻井技术的发展及应用　朱劲羽　（长江大学石油工程学院）　摘要：随着经济的发展，人们对石油的需求越来越大，平井钻井技术成为最重要的钻井技术之一。水平井技术于２ｏ世纪２０年代提出，４０年　代付诸实施，８Ｏ年代相继在美国、加拿大、法国等国家得到广泛工业化应用，并由此形成一股研究、应用水平井技术的高潮。如今，水平井钻井技术　已日趋完善，由单个水平井向整体井组开发转变，并以此为基础发展了水平井各项配套技术，与欠平衡等钻井技术、多分支等完井技术相结合。形成了　多样化的水平井技术。　关键词：钻井水平井发展　一、引言　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，　其中美国和加拿大占８８．４％。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。　智能化钻井系统是自动化钻井的核心，是多种高新技术和产品的　进一步研究和开发，其微型化的发展趋势，可望在２１世纪前半叶实　现，随着钻井过程中工具位置、状态、流体水力参数、地层特征参数　的实时测试、传输、分析和控制指令的反馈、执行再修正、钻井信息　日益数字化，越来越脱离了人的经验性影响和控制，钻进过程逐步变　成一个可用数字描述的确定性过程。当前出现和正在发展的三维成像　技术就是钻井信息数字化的一个典型例证。　自水平井技术获得进展以来，出现了明显的专业分工和作业中的　合作，现在这种趋势更加明显。测试工具开发和应用，多分支井完井　管柱系统开发，都体现了专业服务公司和作业者之间的专业分工和作　业合作趋势。这种趋势有利于新技术、新工艺的研究和应用。　总的来说，２ｌ世纪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。　定向井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的钻井技术之一。　采用定向井技术可以使地面和地下条件受到限制的油气资源得到经济、　有效的开发，能够大幅度提高油气产量和降低开发成本，有利于环境　保护，具有显著的综合经济效益。近年来，定向井已成为常规技术而得　到普遍应用。　二、我国水平井钻井技术现状和趋势　中国是发展水平井钻井技术较早的国家之一，６０年代中期在四川　打成磨３井和巴２４井，限于当时的技术水平，这２口水平井未取得应　有的效益。“八五”和“九五”期间开展了对水平井各项技术的研究　和应用，并在不同类型油藏进行了先导试验或推广应用，取得了很多　成果。国内以胜利油田，塔里木油田等为代表的一些油田也广泛应用　水平井技术开发各种油气藏，每年钻各类水平井２００余口，并都见到　较好的效果，取得较好的经济效益。塔里木油田是中石油应用水平井　最多的油田，水平井技术已经成为塔里木油田“少井高产”重要的技术　支撑，在原油上产中发挥着越来越重要的作用。截止２００３年１２月底，　塔里木油田共完成各类水平井１３３口，占全油田总井数的３４％，日产　油６５８２．７６ｔ，占全油田产量的４５．４％，平均单井日产油８６ｔ，是直井的　３．５倍，已累计生产原油１２９７．８４万吨。截止２００５年１Ｏ月，塔里木油　田共钻各类水平井１６０口，平均井深５０００米。水平井已经成为塔里木　油田开发的有效手段。　２０世纪９０年代以来，钻井技术逐步细化为具有代表意义的水平　井、多分支水平井、大位移井、深井钻井、连续管钻井等钻井技术，　２７８　Ｉ中国化工贸易ｌ　ｅ　讯Ｃｈｅｒ￣ｉｃａｉ　ｈ魏（＝｝　并相继开发了许多新工具、新装备，增加和完善了钻井测试和控制手　段、过程分析和控制软件。　要我国目前的水平井技术基本能适应我国油田开发的需求。但是　我国的水平井技术主要是以跟殊、引进、消化和吸收国外的先进技术　为主，没有在国际上独到的先进技术，在硬件和软件上还受制于人。　大力发展水平井技术是高效开发复杂油气藏特别是低渗透、稠油　和裂缝性气藏的重要举措。我国页岩气资源前景广阔，包括海相页岩　分布区和陆相页岩分布。水平井分段压裂改造等技术是重点突破口。　未来页岩气的开发将主要是靠小井眼钻井和先期裸眼完井降低工程成　本、靠水平井分段压裂技术提高单井产量、靠长水平段水平井延长油　气井生产周期的开发模式，最终实现页岩气的效益开发。　三、水平井钻井技术应用效果　水平井对于低丰度、薄油层、稠油油藏、裂缝油藏、低渗透油藏、　薄油层和井间剩余油的开发具有非常好的效果，能够大大提高单井产　量，提高油田的采收率。由于水平井钻井技术的成熟与配套，国内外　各油田广泛应用水平井开发各类油气藏。国外每年钻水平井在２０００口　以上，国内钻水平井也在２００口以上，其产量也是直井的４～８倍。水　平井在各种油藏开发应用中都见到明显的效果。　水平井应用井跟轨迹控制技术，解决了由于受地面条件制约而造　成靶前位移不够的“Ｌ”型井身剖面，为了提高固井质量，防止顶水下　窜的双靶点“ｓ”型井身剖面，以及各种三维井眼轨迹和防碰绕障　问题。　胜利油田通过套管内侧钻短半径水平井研究，至今已在油田内外　完成套管内侧钻水平井约３８口，其中侧钻短半径水平井１９口。形成　了具有胜利特色的套管开窗侧钻（短半径）水平井钻井配套工艺技术。　该技术能成倍的提高原来老油井产量，减少加密井，改善井网布置。　利用现成的垂直井眼和地面生产设施（如井口设施、地面集输管线和　计量仪等），合理有效的开发各类油藏，增加可开采储量及石油采出　率，在加快产能建设，降低开发成本，回避钻探风险等方面，显示出　了巨大的经济价值和潜力。与钻一口新的水平井或垂直井相比，侧钻　短半径水平井能够明显降低相应的钻井和完井费用，是一种投资少、　见效快、经济效益显著的油田开发技术，是老油田稳产增产和提高最　终采收率的一种有效途径。　四、结语　总体来说国内该工艺技术不完善、不配套，现场试验应用中也出　现了许多技术问题，现场应用经验较少。特别在水平井分段压裂工艺　和井下工具等方面，与我国实际生产需求还存在较大的差距。在基础　研究，水力裂缝优化设计、分段压裂工艺技术、分段压裂工具、压裂　材料、水力裂缝动态监测等方面与国外先进水平差距很大。在引进国　外技术的同时要结合我国实际情况进行高新、高能材料和精工制造方　面的科技攻关，努力形成具有自主知识产权的配套技术，争取在短时　间内提升我国水平井分段压裂技术水平。

43油田高含水开发期，更多的会应用水平井，为提高油田开发的效率，就需要对水平井进行懂爱测试，以充分了解水平段的产液状况，其中产业剖面测井技术是当前测井找水方法中最为直观且实际的方法。通过动态监测出水规律，能够有效指导油田开发方案的制定与调整，实现对堵水等措施提供充足的依据，从而提高水平井开发的水平。一、产业剖面测井技术概述产液剖面测井主要是在产油气井正常生产过程中，对储层产液性质信息进行检测。具体而言就是通过涡轮流量或者是示踪流量来计算分层中的产液量，通过对持水率曲线（有时加测流体密度、持气率）的计算，结合实验室图版来计算分层产液的性质，其中井温和压力曲线可以对分析产出段定性，而磁定位和自然伽马曲线可以用来做深度的校正，以更好的了解井内管串结构。要注意的是，通常对水平井产业剖面测井的解释，需要与井眼轨迹以及阵列电容持水率CAT、阵列电阻持水率RAT还有示踪流量和井温等相关测井资料来进行综合的分析。二、水平井产液剖面测井所需仪器与应用1.水平井测井爬行器输送工艺当前，水平井产业剖面测井的主要工艺有管具输送法、爬行器输送法以及挠性管输送法。其中管具输送法的工艺存在一定的不足，在应用中有所限制，难以进行水平井产出剖面、注入剖面等带压的测井项目施工。而挠性管技术对于水平井生产测井施工而言，相对价格又比较高。因此在当前的水平井测井工作中，广泛采用的是爬行器输送工艺。通常爬行器系统由三个部分组成。首先是高效的电机供电，能够确保爬行器进行双向爬行，同时也能够与地面进行实时的通讯。采用的爬行器通常有MaxTrac爬行器与SONDEX公司所生产的爬行器。其中MaxTrac爬行器的液压制动腿，能够针对井内套管或者是油管的尺寸来改变伸缩半径，伸开后就能够卡住井壁并沿着仪器的方向进行滑动，从而到达测试层。这一一起的牵引力比较大，能够很好的适应不同直径的套管，井筒内的岩屑基本不会对其产生影响。Sondex爬行器主要是提供了一个办法，通过单芯电缆能够在水平井和大斜度井中下放仪器和装置。这样的系统相对于连续的油管更加的可靠其成本不高。同时，安排星期的体积较小，容易运输且非常强劲，可以很好的将相应的设备部署至最长的油井底端。爬行器中还包括地面控制面板，与笔记本电脑相连接。这一面板提供了相应的仪器电源，并能够控制好爬行的速度，有着信号传输界面接口。与计算机相连接能够实时的监控当前爬行器的状态，包括爬行器的运行状态，电缆头的张力情况，以及接箍的位置等。2.阵列式测井仪器水平井或者是大斜度井当中油、水两相流的相态分布以及垂直井眼环境下的相态分布情况是很不相同的，因此，采用普通的流量仪和持水率仪器所测量的结果精度就会降低，对于持水率参数的测量可以采取在线持率（用于总持率测量）、阵列电容持水率、阵列电阻持水率这三种测井模式来录取持率参数，能够获得比较理想的持水率参数。阵列式电阻率持水率仪更适用于高含水井。这一仪器利用了油、水导电能力不同的特点，可以有效鉴别大斜度井和水平井当中的流体性质，进行居中测量，同时阵列式电阻率持水率仪还可以也Sondex爬行器相组合，在一个两头轴环固定的弹簧笼内壁安装12个微型的电阻传感器阵列，对靠近套管流体的电阻进行测量，12个传感器当中的数值能够被同时传送到井下或者地面的存储短节，在一个井眼的平面或者是横截面，能够得到更加精确的截面流态图。关于阵列式电容持水率仪，则更适用于低含水井，利用油、气以及水不同的电容常数，可以鉴别出水平井和大斜度井的流体性质，其余测量方式与阵列式电阻率持水率仪基本相同。3.水平井产液剖面测井技术的应用在油田的不断开发中，水平井含水上升问题使得水平井找水以及治水问题越来越突出。其中，水平井的水平段测试中，由于受到井眼的条件限制，采用常规的找水仪器只能利用重力进入到井斜约20°~60°的位置，这时就需要采用专门的工具将找水仪器送到相应的水平井段。在某油田的具体应用中，由于这一油田的水平井斜深超过了5000m，连续油管传输以及挠性杆传输方式都难以满足传输要求。通过爬行器水平井产业剖面测井工艺可以有效了解这一油田水平井段中地层的产液情况，查找到相应的产水层段，就可以制定相应的堵水方案。高含水油田找水费用比较高，且井筒条件比较复杂，因此在找水作业中，通常采用综合分析找水研究。水平井含水变化问题主要受到储层物性以及其非均质性展布、隔夹层分布、井眼轨迹水平段长度、构造部位、生产压差以及避水厚度等的影响。通过对这些方面的数值模拟进行分析，可以找到其中的主要因素，然后经过水平井产业剖面测井进行验证，结合影响因素分析与产业剖面测井结果就可以建立出水规律模式。三、结束语在油田高含水期，应用水平井能够有效提高油田的开发效率，提升单井的产能，为确保水平井中储层的充分改造，发挥水平段各个油气段的产能，就需要更加及时的掌握井段的产液情况，以实现有针对性的改造和调整。产液剖面技术能够准群监测水平井水平段的动用情况，确定出油以及出水段的产液情况，能够为高含水油田后期的堵水等方案的制定提供可靠额依据。参考文献：[1]郭道连.青海油田水平井产液剖面测井资料的分析及应用[J].石油管材与仪器，2018，4(1):94-96,100.[2]郑妍.高含水期水平井分层测试工艺研究[J].西部探矿工程，2019，31(10):87-88.作者简介：刘帅宏（1992—），男，陕西西安人，助理工程师，主要从事生产测井工作。探究油田高含水期水平井产液剖面测井技术的应用刘帅宏　曹　娟　马伟楠　黄云锋　黄英剑 中国石油集团测井有限公司生产测井中心 【摘　要】当前，在油田的高含水开发阶段，水平井有着广泛的应用，通过对水平井产业剖面测井技术的应用能够更好的了解产层出力状况以及产出流体组份含量。应用水平井产业剖面测井技术，能够对油田地层产业进行准确的描述，对油田开发措施的制定以及调整有着重要的作用。【关键词】油田；水平井；产业剖面测井

浅谈水平井作业规程及注意事项

随着油田不断开发，水平井作业井次越来越多，给井下作业提出了新的挑战，水平井作业具有斜度大、水平井段长、施工难度大等特点，下面就水平井作业做简单介绍。

一、水平井完井的投产作业

1、固井射孔完井的水平井投产作业

施工步骤：

（1）下导锥通井，核实人工井底。进入井斜60°以下的油管接箍两端打3×45°倒角。

（2）替泥浆：由于水平段与常规井液体流态不同，加之钻井过程为了降低磨阻，部分井泥浆中混入了原油，替泥浆液量一般达井筒容积4倍，相当于同深度常规井新井投产的2～3倍。

（3）通井：通井规采用橄榄形,其下部收口外径10mm以上，上端面采用园台侧面,底角大于70°。

（4）射孔：水平井射孔一般不负压、定向射孔、打压引爆。

（5）下完井管柱：水平井在直井段下防落物管柱，防止井口落物进入水平段。举升管柱以螺杆泵、电潜泵、双作用泵为主。

2、分级注水泥筛管完井的水平井投产作业

施工步骤： ①下入钻头，钻掉胶塞、分级箍内套和盲板，打开油层；

②下入后期作业管柱（替泥浆、酸洗、胀封封隔器一次性完成管柱）。

③反循环替泥浆、酸洗泥饼，替残酸，之后正打压胀封完井管柱上的管外封隔器；

④打开泄压阀，起出作业管柱；

⑤下入防落物管柱；

⑥下泵生产。

3、悬挂筛管完井的水平井投产作业

悬挂筛管完井技术由于使用多级悬挂，减少了套管成本的投入；不用分级注水泥，节约了钻塞（钻分级箍、盲板）投入，缩短了投产周期，是一种值得推广的完井方式。但是，大套管、悬挂尾管（筛管）内径小，也使得完井井身结构趋于复杂，给井下作业带来了一定的难度，对井下作业设备、工具仪器、作业技术有了更高的要求。

施工步骤：替泥浆、胀封、下防落物管柱、下泵投产。

二、水平井与常规井作业的区别

（1）下井工具和管柱不同

油管：进入井斜60°以下使用接箍倒角的油管。

短曲率侧钻水平井使用连续油管。

底水油藏水平井提液控水技术浅析

[摘 要]大部分底水砂岩油藏是薄油层，油水厚度比大，采取水平井开发能有效提高采收率。由于储层非均质严重和水平井井段长，水平井在实际开发中水平段利用率低，在较低采出程度时进入中高含水期，本文从水平井提液控水机理出发，研究了水平井提液时机，对影响提液的主导因素进行了分析。

[关键词]底水砂岩油藏 水平井 提液控水 提液时机

中图分类号：te355.6 文献标识码：te 文章编号：1009―914x（2013）22―0404―01

底水砂岩油藏储层非均质严重和水平井井段长，水平井在实际开发中水平段利用率低，在较低采出程度时进入中高含水期，采取动管柱治理施工周期长、风险大、见效慢、成本高。而油井提液控水是油田进入中高含水期后的一项有效增产措施，同时油井提液是一项投资少、见效快的增产挖潜手段，贯穿于油田开发的各个阶段，为油田的稳产上产起到了至关重要的作用。

1.水平井水平段利用率评价

通过13口井16井次产剖测试研究得出：

1）水平段利用率低，平均出液段占水平段的32.6%，大部分井段未得到动用，影响开发效果及下步开发方式转换。

2）产液段主要与高渗段相对应，占出液段的71%。

2.水平井提液控水机理

自喷井的扩嘴提液效果，与油水的相对阻力有极大关系。借用相对渗透率等流点的思想，绘制相对流度曲线，并将含水率与含水饱和度绘制在同一张图上，如图1。

其中，mr表示相对流度，其定义式为：

同时油井构造位置、油层厚度、避水高度、储层物性以及地层的非均质性等因素均会对提液产生较大的影响。因此，提液控水应综合考虑，找出最优的提液控水时间，才能取得很好的开发效果。

3.水平井提液时机研究

考虑到水平井底垂向渗流对渗流的影响增大，因此，采用直井与水平井分开处理的方法。

9区直井的“等流点”位于含水饱和度43%，其对应的含水率约为50%；在“等流点”左边，油相的流度大于水相的流度，说明油流的阻力小，水流的阻力大，当油嘴较小时，生产压差较小，提供的流体流动的动力较小，有利于油相的流动，而水相的流动需要更大的压差作为动力，当扩嘴提液时，生产压差变大，提供的动力增大，有利于含水的上升；相反，在“等流点”右边，油流阻力大，水流阻力小，油相的流动需要更大的动力，增大油嘴就有利于产油量的提高。因此，建议在含水达到等流点之前采用小油嘴生产，这样有利于控制水锥（脊）的突进，延长无水采油期，而在等流点之后，使用较大的油嘴，能够提高油相流动的动力，促进产油量的提高。