水平井开发难点与开发技术

水平井开发难点与开发技术

【摘要】我国油田的开发是一个快速发展的过程，石油作为不可再生资源，油田的高效采收越来越受到重视，常规井开发难以提高单井产量，水平井可以增加其与地下油藏的相对接触面积而提高油田采收率，在油田的整个开发过程中，水平井以其单井控制储量大、泄油面积大、产量高的优点被广泛应用，在提高油井产量、提高油田采收率、提高开发效益的方面起着关键作用。本文系统梳理了近年来水平井实施过程中出现的常见难点，通过对水平井实施情况进行分析，结合油田基本地质特征，从应用水平井油田的特征、水平井开发难点、水平井开发技术、水平井实施效果四个方向入手，简要阐述水平井在实施过程中的难点与技术。【关键词】水平井、油田特征、开发难点、开发技术、实施效果

1、应用水平井油田特征

对于常规井难以高效采收的油田，为了提高油田单井产量，应用水平井开发是目前技术条件下的最佳方案。不同于常规油田，该类油田的主要地质特征包括:储油层数多，油层间砂岩厚度小，渗油率低，厚层砂岩一般都为河道沉积，在横向厚度上变化较大，岩层构造、岩层性质、断层等因素影响着油气水的分布，由于油水分布复杂，主要目的层以冲积平原背景下辫状河沉积体系为主，叠置砂体具有明显的方向性，油气储藏规模小，砂体分布范围小，有效砂体连通性差。储层敏感性强，压裂液易造成储层损害。

2、水平井开发难点分析

1）水平井的提产效果受油田的储层地质特性影响大，根据统计结果显示，砂岩钻遇率一般都在70%以上，但当有效砂体规模不足，连续性和连通性不能达到砂岩钻标准，钻遇率就会降低至50%以下。水平井成功实施的关键因素包括油藏描述精度的高低、水平井设计和施工的技术高低。

2）水平井井型单一是制约油田采收率的主要因素，水平井开发后，受限于水平井结构上的单一性，水平井之间、非主力层和主力层之间仍然剩余着布局分散的部分油气储藏，这些剩余的油气储藏在后续开发时难度更大。新开发区块，受常规水平井构造和油藏的非均质性影响较大，水平井整体部署后造成井间储藏再次开发的困难。国外水平井油田开发经验证实，开发新的钻井组合方式，充分开采小层储藏油气，提高小层动用程度，是提高单井产量的关键。

3）水平井钻井效率低下对油田的开发进度影响大，经验显示，在我国平均钻井周期总体表现出：中区＜西区＜东区。即使同一区带内，钻井效率也差异较大，分析其主要原因是因为如下三个方面，第一钻完井工艺对不同的地质特征无针对性；第二水平段钻当遇到长段的泥岩（200-300ｍ）时，钻洞经常发生膨胀坍塌、黏卡造成钻井过程中摩阻扭矩大，延长耗时；第三没有科学合理的含水储层井眼轨迹控制及完井技术。

3、水平井开发技术及其优化

1）井身结构及剖面优化设计

钻井工程的基础最主要在于井身结构设计,而井身结构设计的科学性、合理性,在钻井施

工的经济性和油层保护方面有着重要作用。水平井井身结构设计的基本内容包括油井套管层次、每一层套管的下深和套管钻头的尺寸选择。而在这三个方面中，套管钻头的规格尺寸已标准化,所以确定油井套管的层次和每一层套管的下深就成为了水平井井深结构设计的关键所在。优秀的井身结构不仅可以在满足钻井和采油工艺要求的前提下更安全、高效地完成钻井任务，而且该井身结构在成本控制方面可以兼顾到经济性，降低生产成本。水平井剖面设计的基本原则要满足以下四个方面的要求:第一要满足地质对轨迹控制的要求；第二是现有的轨迹控制技术是否可以支持该井深结构,即以现有的工具和技术能力能否成功实施钻井；第三是现有的完井工具和完井技术是否满足使用,即:能否达到完井测试的工艺条件；第四是要提高钻井效率,使井身设计的要尽量短,成本控制的要尽量低。

2）多层系叠合区水平井＋丛式井提高采收率技术

对于油田地质结构中的多层系叠合区，如果整体采用水平井开发，钻井之间、油层之间及次产层之间的未动用储量就会高度分散，这些高度分散的油气储藏在后期的开发难度更大。目前水平钻井改造技术已经可以纵向上一次打开所有产层。在地质结构为多层系叠合区的油田中，依据勘探结果，对主力层开发潜力进行评价，使用数据库建立标准的评价指标和体系，将主力层单层发育集中的区域划分为一类区，主力层发育集中但有隔层的划分为二类区，主力层欠发育的划分为三类区。将水平井用于采收一、二类区，丛式井用于采收三类区，丛式井作为骨架井，可大大提高单井产量。

3）水平井快速钻井技术

在水平井钻井过程中，针对大斜度井段钻洞壁易坍塌、水平井段钻洞轨迹难控制、钻头对长泥岩的钻透能力弱的缺点，从优化井身结构出发，使井身剖面设计更加科学，从优化钻井工具出发，提高PDC钻头硬度、提升钻井液对井壁的保护能力，形成水平井快速钻井技术。经过试验验证：在斜井段钻井过程中，６刀翼双排齿PDC钻头的应用，可以使相同地质情况下的钻井速度由5-6趟钻缩短至2-3趟钻；在水平段钻井过程中，５刀翼双排齿PDC钻头的应用可以在1000ｍ距离内由4-5趟钻缩短至２趟钻；钻井液经过物理力学平衡与化学抑制相结合的科学配比技术提升后，在水平钻过程中，遇长段泥岩段时，可有效防止井壁坍塌，可安全穿越长泥岩段，已有穿越300ｍ以上距离的成功实验。

4、水平井实施效果

水平井技术作为一种提高油气产量,提高采收率的重要技术，在国内外油田的广泛应用中取得了显著的效果。通过不断总结和完善，水平井在薄油层中穿越、在复杂地层条件下施工均获成功，可以开采多个泥岩隔层厚度较小的薄油层，可以提高多层系叠合区油田的单井产量，可以大大提高低渗透砂岩油田的采收率,可以解放原来难以动用的储量,具有明显的经济效益。由此我们得出，通过多学科联合攻关，我们可以逐步解决影响水平井开发效果的瓶颈问题，提高油田采收率，使有限的油气资源得到充分利用，造福人类、社会。

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