套管开窗侧钻水平井技术研究.

51/2″套管开窗侧钻水平井技术

研究报告

中原石油勘探局钻井一公司

二○○五年十月

51/2″套管开窗侧钻水平井技术

研究验收材料

编写：赵敬奎

审核：

目录

1、前言 (3)

2、研究思路 (3)

3、理论及实验研究 (3)

4、现场应用情况 (10)

5、效益分析及推广前景 (11)

6、结论与认识

7、经费决算报告

8、用户意见及效益证明

9、附件（实验报告）：

钻井配套工具示意图 (13)

效益证明 (14)

中原油田51/2″套管

开窗侧钻水平井技术研究项目研究报告

一、前言

1.1项目来源与推广意义

近几年来，为了提高低产油井、低渗透油田和老油田的采收率，国外用钻井技术施工了一批水平井，我国也钻成不少水平井。水平井通过增加井身与储层的接触面，来改变储层流动条件，并将流动通道由原来的径向流改为平面流，因此降低了液流速度及压差。水平井钻井是提高产量、增加经济效益的重要途径，采用老井侧钻水平井是开采剩余油和特殊油藏更为经济的方法，特别对油层套管腐蚀、破裂、出水、水锥、气锥及稠油低压油层和垂直裂缝发育等油藏使用效果更佳。

中原油田是典型的复杂断块油气田，随着油田进入开发后期，很多油井含水率高达95%以上。为挖潜增效，必须对老油田、老区块进行改造，以提高油气采收率，开展套管开窗侧钻水平井研究工作，重点解决以下问题：

1）在老开发区由于油藏的非均质性，受注水（或底水）开发的影响，造成部分井（层）水洗不均（或水锥）甚至暴性水淹，严重影响了油水井利用率及采收率。

2）对于低渗透油田，因油藏裂缝较发育，油藏储集类型

复杂，已开发的低渗透油田整体效益差，开发难度大，采油速度底。

3）随着开发时间的增长，油水井井况日趋变差，有的井出砂严重、套损严重、事故井、报废井逐年增多。

上述情况的开发区储量动用程度差、剩余油多，不利于油田稳产，且严重影响了开发效果。采用侧钻水平井工艺技术，通过纵向上层位选择，平面上方位控制，开采老区剩余油，有利于提高采收率。

采用原生产井开窗侧钻水平井可以达到以下目的：1）有利于缓和或阻止地层压力的衰减；2）对注水作用引起的高含水可以把水控制到最低限度，从而减少用于堵水的费用和地面设施；3）有利于动用水洗不均层油藏的储量，提高开发效果；4）利用原生产井部分套管有利于少投入、多产出。因而开窗侧钻水平井工艺技术研究具有广泛的推广应用前景。

1.2.3完成情况

针对中原濮城油田东沙二上1油藏存在的问题，平面上剩余油藏分布特征及潜力评价，研究成果在5口开窗侧钻水平井中进行了实验和应用，各项技术指标均达到合同规定的技术指标，取得显著的经济效益。

二、理论及实验研究

2.1开窗侧钻水平井设计要点

2.1.1地质、油藏工程条件

套管内侧钻水平井可以提高采收率和经济效益。但是在选择侧钻水平井井位时，必须以下列地质条件为前提，侧钻水平井才能收到更好的效果。

1）侧钻水平井是把井眼钻在储油层里用以扩大供油面积，而不是迫使石油远距离流向井眼，因此地质结构必须具有良好渗透性。

2）必须在储油层内选择结构疏松但不跨塌，渗透性较高的区域钻水平井眼，这样才有利于开发。

3）对于储油层内的自然裂缝，在侧钻水平井中井眼的方向（既水平段方向）与自然裂缝方向形成的角度应该是直角，既对储油层内的垂直裂缝采用侧钻水平井效果最佳。

4）侧钻水平井位置既方位应背于或高于出水区（含水层）。

5）最为重要的是对孔眼内凹陷的页岩或软地层的易坍塌部分，在完钻后必须下套管封隔，以防坍塌及污染产层，整个侧钻水平井过程中必须保护好油层，减少污染。

中原油田实施的5口开窗侧钻水平井主要分布在濮城油田东沙二上1油藏，该油藏位于东濮凹陷中央隆起带的北端，濮城构造的北部。含油面积9.17km2，地质储量1089*104，标定采收率40.59%，可采储量442*104。该油藏从1980年投入全面开发，至今已有25年开发历史，目前已属特高含水期的综合治理阶段。目前油藏存在问题：①注采井网不完善，水驱控制程度降低；②油藏综合含水高，采出程度靠，剩余油分布零散；③层间非均质性强、层间隔层小，小层动用差异大；

④油藏综合含水高，生产成本高。

东沙二上1地层的沉积体系属于湖泊-三角洲沉积体系，沙二上1砂层组自下而上经历了一个湖进-湖退-湖进的旋回沉积，在其内部又发育了多个次级湖进-湖退沉积旋回，各种沉积微相反复出现。湖退沉积旋回主要发育在6、7、8、9沉积小层，湖进旋回主要发育在11、3、1、等沉积小层。东沙二上1砂层各小层物性参数变化较大，储层平面非均质强。一类层水洗程度高，水淹严重，剩余可采储量少，而二、三类层水洗程度较低，还有一定的剩余油潜力。近几年新井情况表明，东区沙二上1油藏剩余油潜力主要分布在二类层内。剩余油除了分布在断层高部位、注采相对不完善井区和井间干扰形成的死油区外，大多分部在水淹区周围。可利用侧钻水平井来挖潜剩余油藏。

2.1.2设计原则

2.1.2.1窗口确定原则

侧钻水平井开窗，应根据井身剖面确定开窗的位置和方法，其原则如下：

1）窗口选择在套管完好，管外水泥固结质量好的井段。

2）最好在中硬地层开窗，钻到目的层时地层硬度和胶结情况尽可能保持一致。

3）开窗方式的选择，对短、中半径的井应尽量采取截断式开窗，长半径的井采取截断式开窗或导斜器开窗两种方法。

4）窗口位置应保证侧钻水平井轨迹的实现。

2.1.2.2井身剖面设计原则

1）根据地质开发方案，所选择井身剖面能完成侧钻水平井的目的。

2）选择井眼曲率、造斜点和最大井斜角等参数时，应有利于钻井和采油作业。

3）根据油田构造特征、油气产状、水淹、底水和裂缝分布等情况设计，有利于提高采收率，改善投资效益。