国外修井新技术

• ④液压旁通和液压扭矩锁紧装置 • ⑤花健式伸缩导管总成 • 装置主要有固定部分（防喷器组、下卡 瓦和下支架组成），伸缩部分是在下支架 上部固定是长降油缸，运动部分是固定在 升降油缸上部，为了防止井液从井口喷出， 起下管柱过程关闭防喷器，密封胶芯封住 管柱外部，图2是多液缸不压井起下作业装 置示意图
• 五、连续软管钻井和修井新技术
Hale Waihona Puke Baidu国外，利用连续软管来侧钻水平井、多 底井和进行各种修井作业已广泛应用，国 内还没有推开的主要原因是设备进口太贵， 成本太高，还没有实现国产化，下面有关 这方面的情况作一简要介绍。
• 1．连续软管钻井、修井使用的地面设备 随着连续软管材料的改进，其强度和柔 性有很大提高，但还不能像高压胶管那样柔 软，所以弯曲时有一定要求，因此，下井时 要有专用的设备，由于连续软管修井时，一 般采用了不压井起下钻，还要和井口封井器 配合起来使用（见图18、19、20、21）
4. 双层滤网式，孔隙无遮挡
• 一、国外修井技术发展趋势
• 总的来说近年来国外修井技术的发展主要看重在 以下几方面： • 1．越来越注意修井作业过程中如何保护油层受到 损害，如何利用修井的机会提高油层的采收率； • 2．如何提高修井作业效率，采用先进技术，简化 修井作业过程，降低修井成本； • 3．对低渗油层采用特殊的修井工艺，改造低渗油 层； • 4．修井过程注意实现工艺科学化系统化的优化设 计和决策。
金属棉筛管
Metal Fiber Screen ≈80~85% 差
镶块式筛管
Block Screen ≈10~15% 取决于过滤材料
精密微孔复合筛管
PMC Screen ≈80~85% 优 误差±7μ m 优 优 管体变形滤孔不变
精密冲缝筛管 PPS Screen 4~6% 优 误差±30μ m 优 优 滤孔变形小 优 优 优 不锈钢过滤套 可靠性高
国外修井新技术
中国石油大学（北京） 石油天然气工程学院
蔡镜仑编著
中国石油大学继续教育学院 2005.12
内
容
一、国外修井技术发展趋势 二、保护油层修井液 三、欠平衡修井技术 四、小曲率水平井、多底井侧钻技术在修井中的应用 五、连续软管钻井和修井新技术 六、波纹管技术在修井中的应用 七、下筛管新方法 八、筛管防砂新进展 九、真空脉冲技术清除油层堵塞新方法
• • • •
5．电动连续软管钻井系统，马达为电动钻具 6．利用连续软管进行欠平衡侧钻水平井 7．利用连续软管进行水平段电测 8．利用连续软管进行水平段射孔、冲砂等工艺。
• 六、波纹管技术在修井中的应用 1．下波纹管工艺介绍
• 2．下波纹管有关工具
3．最后下胀管器内径修圆内孔
• 4．用途：
是否砾石充填 有效防砂寿命 最大外径 每米重量 工艺性 经济性
割缝腐蚀后更差 存在大的漏砂滤孔 过滤元件过多 多层滤网复合,结构可靠 整体结构可靠 中 良 良 优 中 缝宽较大，在水平井 不适应 一般 适应性好 适应性好 经过狗腿处和水平段推 中防砂效果差，在轻 防砂 效果 差，外 径 外 表 光 滑 ， 外 径 结构紧凑，重量轻，有 结 构 紧 凑 ， 重 量 动时缝宽可能变化，砾 微出砂地层作衬管用 较大，不便下入 小，易下入 外保护套，容易下入 轻，容易下入 石充填效果不好时出砂 是 是 否 否 是/ 否 是/ 否 较长 短 较短 较短 长 长 较小 小 大 小 较小 较小 较轻 轻 重 重 较轻 轻 优 中 良 差 良 优 优 优 良 差 良 优
• 二、保护油层修井液 • 1．修井液选择标准 • 以提高油井产量，保护油气层为目标， 对油要作系统的调研分析，与井眼参数相 匹配，防止发生储层微粒阻塞、水垢损害、 石腊沥青堵塞，乳状液堵塞等，并能保证 井眼稳定，有利于油气的产出。
• 2．储层的保护 • 从储层结构、胶结物成分、敏感性矿物、表 面性质及油气流体的化学性质等方面进行研究， 核心技术是储层渗滤空间的维护，一般操作经验 ①应用过滤的盐水作为工作液，既可减少外来固 相侵入储层，又可减少水敏性粘土的盐水作为工 作液，既可减少外来固相侵入储层，又可减少水 敏性粘土的膨胀；②通过实际经验选用表面活性 剂有助于减少地层乳化润湿性转变甚至于微粒运 移；③选用与储层岩石、原油和地层水配伍的修 井液，养活不溶解盐的沉淀；④前后完井液、修 井液、压井液、增产液要相互相溶。 • 常用的完井液、修井液有低固相体系、无固相盐 水修井液、乳状液修井液、欠平衡低密度修井液 等。
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• 1．小曲率水平井、多底井的钻井方法 （1）转盘钻井方法 通常小曲率水平井、多底井的钻具有许多 短节组成的,可传递扭矩的可弯曲钻具（见图11 和图12）利用转盘带动钻具和钻头旋转钻进， 内有可随泵压的高压胶管循环泥浆，在钻头附 近有可承载钻压的轴向轴承。
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• （2）动力钻具钻井方法 也可利用多节短马达联起来，在马达之 间有可传递扭矩的接头连接（见图3、14、 15），另外，西德有家公司利用井下马达， 带减速器来带动马达下的可弯曲的短节来 钻小曲率定向井和水平井，马达在上部井 筒套管内。这种钻具可钻水平段长度只有 10~20米，（见图16、17）
• 2．井下工具配备 井下工具包括钻头，马达MWD/LWD 、 钻铤、液压加压器和井下软管连接器，电缆 等，可以进行随钻测量。
• 3．连续软管利用高压水射流钻径向水平井
• 4．连续软管过油管开窗侧钻技术（见图） ARCO公司在穿过4.5"油管，进行侧钻， 井眼尺寸为3 3/4"采用下尾管、注水及射孔 完井。用修井机开窗，连续软管钻水平段。
• ①保护油层，减少对油气层的损害； • ②防止或减少滤液对地层的滤失 • ③增加油气层产量
• ④有益环保。
• 缺点：
•
•
易引起井壁稳定问题，井口钻井 设备要求高，费用也高，安全问题 要求高。
• 1．欠平衡修井所需设备 ①不压井液压修井机（见图1）主要结构
②反平衡阀
③动力旋转头
现场应用实例： TK636H井，钻到5796-5800.67m放 空4.67m，泥浆只进不出，采用欠平 衡钻进，欠平衡设备为Williams7100 型及全套负压设备。钻具组合结构为： 欠平衡微增钻具。经试油，9mm喷嘴， 原油日产184方，产量可观。另外 TK417CH井是塔河油田具有探边性质 的一口欠平衡侧钻短半径水平井，该 井由低点向高点钻进穿越4个裂缝型 油组，日产油量达175方/天。
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表1是种常见堵塞特征及对应的解堵处理对策。
• 三、欠平衡修井技术 • 近年来欠平衡钻井和修井技术得到了重 视，由于采用了欠平衡钻井技术，发现了 不少低渗低压油层，修井中采用欠平衡结 果，增加了单井产量、据加拿大一些石油 公司介绍，欠平衡钻的水平井比常规水平 井提高产量2~10倍，塔里木解128井发现了 1500米古潜山油藏，大港油田及深7﹟， 8﹟和701﹟日产原油800~1000吨/日。 • 主要原理是井筒内压力低于储层孔隙流 体压力，也可称“边喷边钻”，利用低密 度油基泥浆、乳状液或泡沫钻井液或充气 钻井液其优点是：
• 图2不压井起下作业装置 • 油管内有单向定压阀，可以密封液 体从油管内喷出，还可往油管内灌 液体。
• 四、小曲率水平井、多底井侧钻技术在修井中的应用
为了提高油层采量，在修井时利用老井侧钻水平井， 多底井等技术，通过增加井筒周围的采油面积，对代渗 油层效果尤其明显。 • 通常直井网采油，油流向井筒中主要为径向流（见图 3），这样，在井网间存在许多死区，油没有被采到， 如果将直井改成水平井（水平段长不一定是几百米）， 只要几十米左右就可，这样，向井筒油流横向平板流。 这样，可采油面积死区大大减少。近来，水平井开发方 案越来越多，为了提高采收率，在老井侧钻中水平井、 多底井、多底水平井和分支井明显增加，如图4、5、6、 7、8、9、10
（1）破损套管修复 （2）先期完井后，钻开油层，下波纹管射击 孔，不固水泥 （3）保护油层不让水层油层互串 （4）水平井中出水段进行隔离
• 七、筛管完井时可以循环泥浆，用酸化打 开筛管孔眼。
八、筛管除砂新进展
油气井防砂新技术简介
一、常用完井防砂方法
二、常用筛管的性能特点
三、水平井对防砂管的要求
四、水平井裸眼完井的防砂工艺
江苏油田周43平1井的完井管柱图
冀东油田侧钻水平井的完井管柱图
直井裸眼完井防砂
直井管内砾石充填
示意图
防砂示意图
五、精密微孔复合防砂管 （PMC Screen）介绍
精密微孔复合防砂管 的技术特点
1. 稳定的精密微孔
2. 滤套式结构，过滤面积大
3. 非真空烧结式，效率高，成本低
3. 防砂可靠性差
不锈钢编织网防砂管的特点：
1. 孔隙大小均匀、可精确控制； 2. 孔隙度高，孔隙稳定，不存在漏砂孔
3. 防砂可靠性高
4. 滤套式结构过滤面积大 5. 但真空烧结型防砂材料的成本高
常用筛管的性能特点对比
绕丝筛管
Wire-Wrap Screen
割缝筛管
Slotted Screen ≈1% 中 误差±50~100μ m 差，腐蚀缝宽变大 差 管体变形缝宽变化
不同过滤材料堵塞试验结果
（编织网的防堵塞性能最好）
三、水平井对防砂管的要求
对于裸眼水平井，渗流面积增加几十倍，产量提高， 能开发底水油藏和薄油藏，成为开发技术的革命。
1. 砾石充填的效果不好，筛管必须可靠地防住地层砂； 2. 水平段长度增加防砂失效的风险显著增大； 3. 筛管防砂失效容易导致油气井报废，对挡砂精度提出要求； 4. 裸眼水平段井壁对筛管抗压、抗变形提出要求； 5. 长期工作对抗腐蚀、可靠性等提出要求
• 3．油水井近井地带解堵技术 • 在钻井、采油、注水等各种作业中结垢 和堵塞是普遍存在的。堵塞有无机垢（如 CaCo2石膏、BaSo2铁垢、氯化物垢、硅 垢、铝垢等）②有机沉积物（如石蜡、沥 青质、焦油等）③界面堵塞（如乳化液、 润湿性改变、水锁等）④外来微粒堵塞⑤ 酸反应及其产物堵塞⑥细菌堵塞⑦水基钻 井液滤饼堵塞等。针对不同主要堵塞类型 选用相应的解堵剂和解堵方法，
2、适应性强、成功率高，大规模工业化应用取得效果 3、绕丝筛管适合规模化生产，主要设备：绕丝机
技术特点：筛管防砾石、砾石防地层砂 局限性：不能直接防地层砂，砾石充填质量很重要。
不适用于水平井。
金属纤维/金属粉末烧结防砂管的特点：
1. 孔隙大小不均，尺寸分布范围宽； 2. 孔隙不稳定，大孔隙漏砂，小孔隙堵塞
二、常用筛管的性能特点
割缝筛管的特点：
优点：成本低
缺点：1、缝宽受切割刀片或激光束的限制，0.3~1.0mm 2、割缝易腐蚀变宽，防砂周期短，不能酸化 3、割缝后管体抗挤压强度大幅度降低 4、挤压变形后，工具下入困难，且缝宽变化 5、开孔率低，渗流面积小
绕丝筛管的特点：
与砾石充填配合
1、解决了炮眼堵塞的瓶颈问题
过滤面积百分比 滤孔尺寸精度 滤孔的稳定性 抗挤压变形能力
管体拉伸强度
≈3% 优 误差±30μ m 优 差 管体变形缝宽变化
误差 >200μ m 差，受压滤孔变形 取决于过滤材料 中 中 过滤层可能撕裂 管体变形时易脱块
抗内压能力 筛缝抗腐蚀性 防砂可靠性 防堵塞性能 水平井适应性
优 良 优 差 优 优 差 差 差 良 好 差 好 差 优 不锈钢绕丝，耐腐蚀 基管材料抗腐蚀性差 不锈钢纤维耐腐蚀 镶块螺纹腐蚀掉块 过滤层为不锈钢耐腐蚀 直接防砂可靠性差 配合砾石充填较好 中 不适用于水平井， 可靠性差 可靠性差 可靠性差 可靠性高
四、水平井裸眼完井的防砂工艺 五、精密微孔复合防砂管（PMC Screen）介绍 六、不锈钢精密冲缝筛管（PPS Screen）介绍
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一、常用完井防砂方法
1、化学防砂：有效期短，可靠性差，地层适应性差
2、机械防砂---采用筛管防砂
（1）套管射孔井 + 割缝管、树脂砂滤砂管： 有效期短；炮眼填满地层砂后，渗流面积小，产量低。 （2）套管射孔井 + 绕丝筛管 + 砾石充填： 有效期长；但作业费用高，不适合水平井。 （3）裸眼井 + 高级筛管先期防砂： 有效期长，完井费用低，适合水平井。但对筛管质量要求高