分支水平井完井技术在胜利油田的应用

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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。井身结构数据见表1。

表1　桩1-支平1井井身结构数据

分　支

开钻

次数

井眼直径×井深

/mm×m

套管直径×下深

/mm×m 第一分支

一开44415×30133917×299101

二开31112×17041724415×170218

三开21519×1945100

13917×

(1350197-1942151)第二分支—21519×1872100

13917×

(1345184-1871100)

完　井　方　案

完井技术是决定分支井技术水平的关键因素。按照完井技术难度,可将分支井分为6类。第1类是在裸眼井内钻分支井眼,分支井眼裸眼完井;第2类是从套管内钻分支井眼,分支井眼裸眼完井;第3类是从套管内钻分支井眼,在分支井眼内下入

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2002年　第30卷　第6期

石　油　机　械

CHINA PETROL EUM MACHIN ER Y

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Ξ皇甫洁,助理工程师,生于1972年,1996年毕业于石油大学(华东)石油工程专业,现从事完井采油技术研究工作。地址: (257000)山东省东营市。电话:(0546)8557254。

(收稿日期:2002-01-07;修改稿收到日期:2002-03-05)本课题是中石化集团公司重点科研项目“分支井钻采配套技术”(项目编号KZD22000015)的部分内容。

尾管,将分支尾管连接到主井眼的套管上,但连接

部位不注水泥。以上3类完井方式虽然工艺简单方便,但无法满足分支井后期开采和卡堵水的需要。第5、6类完井方式技术难度较大,需要在分支井尾管与主井眼油管之间形成机械连接与密封,根据国内完井技术现状,该工艺很难实现。因此,最终决定采用第4类完井方式,即从套管内钻分支井眼,分支井眼内下入尾管,尾管顶部连接到主井眼套管上,在连接部位注水泥。完井方案具体内容如下:

(1)根据目的层及夹层的油藏地质条件、井眼轨迹、井眼直径以及后期采油作业要求,决定两分支井均采用套管固井射孔完井。

(2)在第1分支井眼完钻后,先对该井眼进行完井,再下入地锚、造斜器钻第2分支井眼,对第2分支井眼进行完井。

(

3)油层套管固井、试压及测井合格后,按照地质及采油工艺要求,设计射孔方案,实施射孔工艺,下入防砂管柱完井,完井管柱如图1所示。最后,对主井眼内的尾管段进行套铣。

图1　桩1-支平1井完井管柱示意图

完　井　工　艺

11射孔工艺设计

(1)井眼准备　①通井:用钻杆带 118mm ×115m 通井规,通井至人工井底,并实探人工井底

深度;②替钻井液:用污水反循环洗井,将井内钻井液替干净;③替射孔液:正循环替入射孔液,配方为2%清洗剂+2%粘土稳定剂+污水,用量40m 3。

(2)射孔参数　层位:Ng9;枪弹:102枪,

102弹;孔径:12～14mm ;孔密:16孔/m ;射孔

方式:下相位180°,4排布孔,近平衡压力射孔。

21防砂工艺设计

该井馆上段地层砂粒度中值在0107～013mm 之间,以011～0125mm 为主。经过计算,确定采用金属棉滤砂管管内防砂工艺。滤砂管的挡砂精度

为0109mm ,渗透率≥170

μm 2,滤砂管的外径为116mm ,最小内径为76mm 。

防砂管柱结构如下(自下而上)。外管:丝堵( 108mm )+扶正器+金属棉滤砂管( 116mm )+扶正器+膨胀式封隔器+

水平井丢手工具+钻杆( 73mm )

内管: 4813mm 油管+胀封工具+ 4813mm 油管短节+胀封工具+4813mm 油管+水平井丢手工具+钻杆( 73mm )

结 论

桩1-支平1井两分支均采用尾管固井和套管内滤砂管防砂技术,从完井管柱的下入,封隔器坐封,完井尾管的丢手,射孔直至投产都非常顺利。自2001年10月投产以来,一直保持日产液40m 3,日产油10t 左右的产量,目前已累计产油约4200t ,相当于同地区115～2口水平井的产量。

总之,从桩1-支平1井的试验成功得到以下启示:

(1)胜利油田在分支水平井完井方面才刚刚起

步,完井工艺及井下专用工具的研究与应用尚存在一些问题。例如,分支井眼与主井眼的机械连接性

能、密封性以及各分支井眼的选择性再进入的可靠性还需进一步提高。施工所需的关键工具如胀封工具、分级箍、膨胀式封隔器的性能,需进一步完善。

(2)采用分支井第4类完井方案,套铣和磨铣后的窗口不规则,影响后期再进入作业的实施。

(3)目前,胜利油田初步形成了一套分支水平井钻井及完井技术,这为今后多层系、薄砂体、非均质严重的油藏提供了一种行之有效的开采方法。

(本文编辑　李学富)

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