水平井产能+简介

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3)随钻测量技术的发展提高了井眼轨迹控制精度 随钻测量除了能进行定向参数测量外,还能进行钻井参数和 多种地层参数测量,为水平井的井眼轨迹控制和了解井下情况提 供了更有利的条件。通过地层参数测量可以实时判断岩性变化和 油藏界面,从而更加精确地控制井眼轨迹。 4)优质钻井液和完井液可以满足水平井钻井的要求 水平井钻井要求钻井液和完井液具有足够的携岩能力,良好 的润滑性和井壁稳定性,确保井壁稳定,尽可能降低摩擦阻力, 减小和避免对产层的损害。通过优选钻井液和完井液类型,合理 设计和控制钻井液性能和水力参数可以满足水平井钻井的要求。 油基泥浆、聚合物泥浆、盐水泥浆和气体钻井液都在水平井中得 到了成功的应用。
水平井可以减缓水锥、气锥
改善蒸汽驱机理,开发稠油油藏
用直井进行蒸汽驱开发稠油油藏,由于蒸汽与稠油的流度比 很大,导致注采井之间汽窜,影响了热力波及效率。再加上蒸汽 与稠油的重力分异作用,注入蒸汽上抬从稠油顶部跨越,会出现 蒸汽超覆现象,造成提早汽窜,使蒸汽驱的波及效率与采收率进 一步降低。
水平井技术的应用
• • • • • • • • • 分支水平井开发老油田或枯竭油藏 低渗透油气藏 裂缝性油气藏 无经济开采价值的薄层油气藏 有水锥或气锥问题的油藏 改善水驱或注水效果 减缓出砂 多层型油藏(阶梯型) 改善蒸汽驱机理,开发稠油油藏
分支水平井开发老油田或枯竭油藏
在一般井距为几百米的情况下,生产层整个剩余地块自然形 成时渗透性不好,原油在其渗流通道上遇到非渗透性障碍。通常 采出原油不到其储量的一半,而从石灰岩、白云岩或致密砂岩采 出的储量不超过20%。在多数老油田有规律地钻加密井仍能增产,
水平井技术简介
国内外发展现状
水平井技术的应用 水平井产能分析 水平井的优点和局限性 常规油藏水平井适应性筛选 人工举升方式的适应性
西南石油学院 李颖川 2003.10
水平井指钻入储集层部分的井眼轨迹呈水平状态的 井。水平钻井属定向钻井之列而又独具特色的一种钻井 技术。 就钻井工艺而言,井斜角分别大致为60º 85º ~ 、
但因要获得在产层内的短井筒就需从地面无谓地重复几千米进尺, 要新建井场,铺设管线等,其成本太高。 采用分支水平井,即由主井筒向四面八方钻辅助井筒向生产 层深入百余米,这些辅助井筒作为排油通道把普通井之间实际上 未曾投入开发的大片油藏连通。在老油田利用原井眼侧钻水平井 眼进行二次完井是一种技术上可行,而更经济的方法。
1988年南海油田完钻的流花11-1-5井,垂深1263m,水 平位移1926m。采用了世界先进的泥浆净化系统和尾管固井技 术等,大大提高了井眼轨迹精度及钻井时效。 四川石油管理局与西南石油学院共同承担的“七五”国家 攻关项目《定向井钻井技术研究》的重点试验井隆40-1井于 1989年完钻,垂深2292m,水平位移1459m。该井为井眼轨迹 控制、钻屑携带、井壁稳定、水平井固井等技术提供了经验。 胜利油田1990年9月开钻,1991年1月完钻的埕科1井,井深
1989年加拿大钻了41口水平井,1990年增至100口,主要用于 开发重油油藏。1986年,在油价下跌和成本增加的形势下,5年来
在欧洲西北部平均每年钻600口井中,20%为水平井。拉丁美洲 1989年共钻15口水平井,1990年在阿根廷、玻利维亚、巴西和智 利钻水平井估计可达25口。非洲是人们公认的高成本作业区之一, 一些欧洲的经营者尝试采用水平钻井开发具有锥进问题的薄油层。 1989年钻了3口水平井,1990年达15口。在中东钻水平井没有明显 的经济效益,但在阿联酋、约旦、沙特阿拉伯和土耳其等将继续 钻水平井,应用水平井提高低渗透储层的产量。1989年中东地区 共钻8口水平并,1990年所钻水平井数估计为25口。
最大井斜83º 。据初步调查,已在厚度小于2.2m的油层内钻成了水 平井,在厚度为0.3~ 2.44m的巴肯页岩油层尖灭带钻成水平井。 Norsk Hgdro公司在挪威北海16 T水平井创水平井产油量高达411t/d, 为该地区直井产量的 10倍以上,说明水平井开采薄油层的可行性。
80年代水平井钻井技术有了重大突破,已形成一套完善的现 代水平井钻井技术: 1)水平井优化设计 应用油藏模拟和三维地震资料准确地确定油气藏界面,利用 模拟技术进行井眼轨迹设计、优选水平井井身结构和钻具组合, 使水平井设计既能满足勘探开发的要求,又能降低水平井钻井成 本。 2)先进的导向钻井系统和连续控制井眼技术 这一技术综合聚晶金刚石钻头、井下动力钻具、随钻测量和 钻井计算机技术的最新成果,不用起下钻更换量和计算机软件 实时监测井眼轨迹。目前,已经研制出适用于短曲率半径的导向 钻井系统, 造斜率可达到30º /30m ,有可能取代目前短曲率半 径水平井中广泛采用的转盘钻具组合,将大大提高短曲率半径水 平井的钻井能力。
2650m ,垂深1882m,水平段长505m,最大井斜角93º 经电 , 测解释,水平段共有油气层19层,厚达211m,相当于在该地区 钻7.5口直井的效果。经试油从井深2579、2597m(一层18m) 的油层通过16mm油嘴放喷,获产油量268m3/d ,产气量 11551m3/d。
产层厚度 • 无气顶和底水的油藏,最小油层厚度为10英尺(北达科 他州,Iaken页岩) • 有气顶或有底水的油藏,最小的油层厚度为15英尺(利 用现在的钻井技术) 裂缝密度和方向 • 在裂缝发育好的油藏,垂直于天然裂缝钻水平井能提高 产量 • 如平行天然裂钻水平井,则不可能得到比直井高许多的 产量 垂直渗透率
3.国内水平井发展现状 我国从1955年开始打定向井,50年代和60年代曾打过三口 大斜度井(最大井斜分别为60.5º 、80º º 和64 )、一口水平井和 一口上翘井。1965年完井的磨-3水平井,垂深1368m,斜深 1685m,水平位移444m,在油层内延伸204.5m,90º º ~92 的水 平井段长度为160m。该井摸索了一些用短涡轮钻具带弯接头造 斜和用涡轮钻具钻水平井段的经验。 1967年完钻的巴-24上翘 井,原设计最大井斜70º ,由于钻至1560m深处无气显示,在 1315 ~1365m井段内打水泥塞,从套管鞋底下侧钻第二井筒到 斜深1705m处,井斜达119º 。全井水平位移538m,90º 119º ~ 的 上翘井段长68m。 80年代初以来,几乎全国所有的油田都进行了定向井的研 究和实践。一些油田开展了水平井的研究和实践,在井眼轨迹 设计方面已普遍应用二维设计,并逐渐应用三维设计。
开发薄层油气藏
对于薄层均质油气藏,垂直井的泄油长度就是地层的厚度,从 理论上讲,水平井的泄油长度是无限的。因此开发薄层均质储层, 水平井的产量明显高于直井,当然产能的增加较泄油长度的增加 要慢得多(成对数关系)。对于垂向渗透率相对较高(即很Kv/Kh 大)的薄层油气藏,用水平井开发,优越性更为显著。 依据Joshi 的分析,对于30m厚的油气藏,只要满足: Kv/Kh>0.1
开发低渗透油气藏
对于低产能的低渗透油气藏,提高油气渗流能力的一种方法是 对油气井进行压裂处理,但是更具吸引力的解决办法是钻水平井, 其主要优点为: 增加泄油长度。水平钻进1000m是比较容易,然而要压裂如此 长裂几乎是不可能的,要造就一条长的支撑裂缝需使用大型泵注设 备。 增大传导率。压裂的裂缝无论长度多长,流动阻力相当大,而 水平井内的流动阻力可忽略不计。 水平井贯穿低渗透储层中的天然裂缝。还可对水平井进行增产 处理,显著提高油气产量和采收率。
开发裂缝性油藏
大多数天然裂缝的方位基本垂直或近似垂直。因此,穿越大量裂缝钻水平 井是开发裂缝性油气藏的最佳方式。 当裂缝较少且间距较大时,垂直井很难钻遇裂缝,因而产能很低。钻水平 井则可能钻遇到多条裂缝。特别是在确定裂缝的方向后,如能使水平井与裂缝 方向垂直,则穿越裂缝的数目更多,会获得很高的产能。
70年代末期,随着许多地区最好油气藏的枯竭和石油价格 上涨,促使对水平钻井方法重新认识。 80年代随着大斜度井和水平井钻井、完井工艺不断改进, 水平钻井变得比较容易实施,显示出很大的经济效益。水平井 成为对勘探开发具有革命性变革意义的一项技术,并进入工业 性应用的发展阶段。 1984年以来,出现了水平钻井以指数级 加速增长的趋势。 80年代初以来,全世界利用水平井进行开 发的油气井已超过1700口,其中1988年和1989年分别钻200口 和250口水平井,1990年近1000口。 迄今,美国钻水平井最多,目前陆上钻水平井占10%。
水平井产能即可高于斜井和垂直井。
改善水驱或注水效果
大部分油田都是靠活跃的天然水层或人工注水进 行开发。如果利用直井开发,每口井周围都要产生明显 的压力降,使油水界面变形,水转向生产井后被采出。 如果利用水平井开发,压力降就不像垂直井那样集中于 某一点上,而是分散在比较长的泄油井段上,因而压力 降较小,油水界面的变形也较小,而井到达油水界面的 距离较垂直井大,从而可推迟水的突破,使含水量增加 缓慢。
2.日臻完善的水平井技术 80年代,水平钻井技术水平迅速提高和完善配套,可适应在 各种类型油气藏钻水平井的需要,技术指标不断刷新。Unocal公 司在加利福尼亚海上钻的长半径水平井,最大井斜87.5º ,水平井 段长达1751m,总水平位移3883m,井斜大于80º 的井段长达
3048m。Shell石油公司在荷兰钻的FD-108水平井,垂深达3501m,
5)水平井完井技术取得了突破性进展 水平井完井直接关系到水平井的产量和生产寿命,这是水平 井的技术难题之一。经过大量的试验研究,现在可以根据油藏条 件和生产要求选择不同的完井方法,这个难题已基本上得到解决。 水平井完井主要有两类:一类是选择性完井,包括尾管注水泥射 孔和管外封隔器完井;另一类是非选择性完井,包括裸眼、割缝 尾管和砾石充填完井。小曲率半径水平井主要采用非选择性完井, 而中、长曲率半径水平井主要采用选择性完井。 6)水平井固井技术 水平井固井存在的主要问题是底边泥浆窜槽和边水窜槽。现 已较好地解决了这两个问题。
90º 左右和90º 以上到120 º 或更大斜度井、水平井和上翘 井应属同一范畴。 随着水平井技术的进步,水平井已成为提高油气产 量和采收率,解决了一些直井不能解决的问题,对提高
动用现有一些特殊和难以应用的地质储量,是一项技术
上的突破,是对现有直井开采技术的补充和发展。 。
水平井技术发展现状
1. 国外发展现状 水平钻井工艺在定向钻井方法刚一萌芽时即已提出,并随 定向钻井技术的发展而渐趋成熟。 1882年,美国加州在圣巴巴拉一口竖井中侧钻井眼,这大 概是最早分支水平井的雏形。 1954年,前苏联打成第一口93º 的分支水平井。50年代苏联 共钻43口水平井进行试验。结论是技术上可行,但无经济效益。 50年代中期至60年代中期,曾是水平钻井比较流行的时期, 特别是分支水平井,作为一种提高产量的方法曾在苏联以及美 国、加拿大、意大利等国家的许多油田受到重视。由于当时技 术条件的限制,与压裂处理相比,这种钻井方法不经济。 60年代后期至70年代中期水平钻井急剧减少,仅在美国和苏 联少数油田钻了一些水平井。
减缓出砂
当开采疏松或固结不强的产层时,防砂是一个严重问
题。出砂与井眼的流体的流速成正比。由于水平井的泄油 长度远远大于直井的泄油段的长度,因而,水平井井壁附 近的流体流速远远小于直井井壁附近的流体流速。故水平 井一般不会出现出砂事故。
多层型油藏(阶梯型)
减缓气、水锥进,延长无水开采期
用直井开发底水油藏,底水气藏或气顶油藏,很容易发生 底水锥进或顶气锥进。在底水油藏或底水气藏的中、上部钻水平 井,或者在气顶油藏中从边沿钻水平井绕过气顶或从其中部钻水 平井,加大井离油水界面或油气界面的距离,能避免井与气、水 接触,不需要流体压力降得太低,因而对于给定的采油速度,能 防止或减小底水或顶气的锥进,延长无水开采期。
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