中国海油中深层油气田完井技术现状及展望

随着中国海洋石油工业的快速发展,海上中深层油气藏已成为油气资源最主要的接替区和增储上产的主战场。完井作为海上中深层油气田开发的关键环节,直接影响到油气井的生产能力和经济寿命,甚至关系到整个油气藏能否得到有效的开发。海上中深层油气藏存在岩性变化大、温度高、压力高等储层特点,导致油气井存在单井产能低、完井作业复杂、工期长、智能化水平不高等难题。总结了中国海油在中深层油气田注采一体化、增产生产一体化、射孔联作、增产改造、智能完井等方面取得的关键技术成果,分析了存在的问题与挑战,并在此基础上对海上中深层油气田完井技术的发展趋势进行了展望,以期为推动海上油田增储上产与高效开发提供借鉴。

冀东油田浅层小井眼侧钻水平井钻井完井关键技术

为解决冀东油田浅层ϕ139.7 mm套管开窗侧钻水平井存在的钻井泵压高、机械钻速低、油水层封隔效果差、油井投产后含水上升快等问题,选用了可以降低钻井泵压的ϕ79.4 mm非标钻杆,试用了能给钻头柔性加压的小尺寸水力加压提速工具,选用了ϕ95.3 mm非标套管、采用了膨胀悬挂尾管筛管顶部注水泥完井技术,并制定了提高侧钻小井眼固井质量的技术措施,形成了适用于冀东油田浅层小井眼侧钻水平井的钻井完井关键技术。该技术在冀东油田5口浅层高含水油藏侧钻水平井进行了应用,与未应用该技术的邻井相比,试验井泵压得到了有效控制,机械钻速提高了24.6%,钻井周期缩短了14.1%,同时解决了小井眼窄间隙井眼封隔差的问题,实现了对水平段水层的封隔和侧钻窗口处的密封,避免了对后期采油生产的影响。试验结果表明,冀东油田浅层小井眼侧钻水平井钻井完井关键技术能够提高小井眼侧钻水平井的机械钻速、缩短钻井周期和有效分隔油水层,提速提效效果显著,具有较好的推广应用价值。

点坝砂体内部剩余油分布及挖潜方法研究

利用砂体内部构型油藏数值模拟技术和室内物理模拟实验技术,充分应用密闭取心井资料,探索性地开展了点坝砂体内部剩余油分布规律及挖潜技术研究。研究表明,由于受侧积层遮挡,点坝砂体内部仍有近20%的石油地质储量未很好动用,主要位于点坝砂体顶部及侧积层上部。针对剩余油分布特点,对部署水平井、部署直井、脉冲注水、调剖、堵水等一系列挖潜方法的增油效果和经济效益进行了论证。结果表明,点坝层内剩余油挖潜首推的技术对策为调剖堵水,注水井调剖时采油井需对应实施。

大港油田侧钻井完井方式研究

侧钻井技术是降低油田开发成本、挖掘老油田剩余油潜力、提高采收率、恢复长期关停的报废井、低效井等生产能力、提高油田经济效益的有利途径。一口井完井方式的合理与否,直接关系到今后的开发开采能否顺利进行。具体的完井方式必须与储层地质特性相适应。在大港油田实施的侧钻井中,储层普遍埋藏浅、压实程度低、胶结疏松、生产时容易出砂。把油藏是否出砂、井壁稳定与否、储层是否单一作为完井方式选择的主要依据。文章根据大港油田的具体情况,提出了确定完井方式的分析方法,并结合实际情况进行了现场的应用分析。

适度出砂在NB35-2稠油油田应用探索

针对通过一定量的出砂来大幅度提高油井产能及一次采收率的问题,开展了从防砂机理上对现场应用的完井方式进行剖析对比,优选完井方式的研究。研究中使用了砾石充填和优质筛管防砂的完井方式,并以典型的稠油油藏NB35-2油田为例,对砾石充填、金属编织网布筛管和金属棉筛管完井方式的矿场防砂效果进行了对比性研究,得出裸眼金属棉筛管完井方式更适合油田实现适度出砂技术的应用,且在保证金属棉筛管强度的基础上,适当增加筛孔上"微孔"和"中大孔"数量,增大生产压差,将地层微粒有效、有序产出,改善近井地带地层的渗透能力,达到提高产能的目的。此研究为油田实施适度出砂开采完井方式的优化提供实例依据,同时对类似稠油油藏开发具有一定的借鉴意义。

短半径水平井双弯马达造斜率的研究

提出了以有限元动坐标迭代法为基础的短半径水平并双弯马达造斜率的计算方法，并给出了大曲率井眼中钻头侧向力的二重非线性数值解。探讨了提高双弯马达造斜率的途径。所得结论为我国自行完成第一口短半径水平井提供了有益的帮助。

侧钻短半径水平井轨迹测量及控制技术

按照国家“九五”重点科技攻关项目的实施要求，根据胜利油田侧钻地层特点，建立了侧钻短半径水平井轨迹测量及控制的新模式和新技术。研究解决了原始井眼套管内的测量精度以及开窗侧钻方式、造斜井段和水平井段的随钻测量和轨迹控制等技术难题。采用了弯壳体马达钻进为主的方式进行水平段井眼轨迹控制。将研究的重点放在提高侧钻短半径水平井的井眼轨迹测量精度和控制能力上。

高升油田非常规油井完井方式改造技术研究

为解决高升油田蒸汽驱开发过程中非常规完井方式对蒸汽驱提高采注比的制约与影响的问题,提出了一套非常规177.8 mm套管完井改139.7 mm尾管完井方法,实现Φ70 mm抽油泵和Φ88.9 mm油管下入油层中下部,进行强排液,为蒸汽驱提高采注比提供了新的途径。

C2133井侧钻水平井完井技术

根据彩南油田采九井区的地质、油藏特点及侧钻水平井完井理论的研究结果,在彩南油田实施了侧钻水平井完井工艺,本文较详细的叙述了C2133井侧钻水平井完井工艺中所采用的完井方式、完井工具与设备及完井施工。系统的分析了该井完井中成功的经验以及存在的不足,对彩南油田下一步的侧钻水平井完井施工的完井工具及完井工艺提出了改进意见。

川渝油气田水平井钻探运作程序初探

水平井技术是一项技术含量高、多学科联合紧密的新技术。对于川渝油气田复杂的储层地质条件 ,尽管水平井技术应用较早 ,但增产效果一般 ,针对这些特点 ,在广泛调研的基础上 ,结合川渝油气田的实际 ,提出了水平井储层的选定、技术经济分析、钻进过程中入靶点的确定、水平段轨迹设计、完井方式、产层保护等方面的运作思路和方法 ,进行了一定程度的探索 ,得出了有益的认识 ,对川渝油气田水平井的勘探开发有一定的参考价值。

电位法油田开发动态监测技术在调剖增产措施中的应用

电位法注水动态监测技术已在国内各油田得到了较好的应用。介绍了电位法测试原理及在调剖施工中的测试工艺,并针对目前区块调剖方案通常采用经验法、RE／PI优化决策法、油藏描述数值模拟法中存在的对平面非均质性认识不够的问题,利用电位法注水动态监测技术对平面注水动态进行监测,并结合RE/PI优化决策法形成了一整套具有特色的整体调剖技术,可对调剖的全过程进行监测。利用电位法注水动态监测技术在大港港西地区进行了调剖工艺优化,在调剖前,运用电位法提供的平面注水强度,对各项参数进行优化;在调剖中运用测试资料监测、评价第一段塞调剖效果;在调剖后运用测试资料对调剖效果进行评价,并对下步开发工作提出建议。

大港油田高温深井试油套管强度校核

高温深井套管受钻柱摩擦力、受拉或受压轴向应力、内外压差径向应力及周向应力影响,易造成套管损坏。从载荷计算、控制方程、边界条件及求解方法等方面入手,得到套管最大允许掏空深度、最低允许替液密度、最大允许抗内压和套管磨损后的强度校核计算方法。结果表明,当套管掏空负压时,在井筒液体密度小于套管外泥浆密度情况下,危险点处于套管鞋处;当井筒液体密度大于或等于套管外泥浆密度时,危险点处于套管掏空深度点及以下;当套管被替成最低密度时,最先损坏的危险点为套管鞋处;当套管性能一致时,井口位置抗内压最薄弱。大港油田30口试油井对套管强度进行了校核,现场未发生因套管强度问题导致的试油安全事故。该技术对同类高温深井试油套管强度校核具有参考价值。

低压稠油出砂油田完井参数的优化设计

秦皇岛32-6油田和绥中36-1油田都属于低压稠油油田,储层岩石胶结疏松,孔隙度高、渗透率大,油井出砂将成为贯穿油田开发生产过程的主要问题,防砂则为开发生产及油层保护的重点。经研究决定采用下套管注水泥固井并在射孔套管内进行井下砾石充填的完井方案,因此射孔参数及砾石充填参数的优化设计和砾石充填方式的优选是完井的核心。

渤海油田ICD分仓控水方案设计和控水效果评价方法

渤海油田D5H井所在区块以底水构造油藏为主,油井投产后出水严重,应用中心管和变密度筛管等方式控水效果不佳。基于D5H井的控水方案设计流程,尝试使用ICD分仓控水方法进行作业,控水效果较好;进而提出一套适用于该油田的ICD控水效果定量评价方法:(1)与相邻同层位生产井含水率对比法;(2)与原始配产含水率对比法;(3)与校正数值模拟结果(模拟井不控水的含水率)对比法。采用该方法对D5H井和变密度筛管控水的D2H井控水效果进行评价,结果显示,D5H井的平均增油速率为6 043.3 m^3/a,而D2H井仅为2 128.7 m^3/a,表明ICD分仓控水方法的控水效果明显优于变密度筛管控水效果。该研究结果对渤海油田推广使用ICD分仓技术以及定量评价单井的控水效果具有很好的指导和借鉴作用。

稠油热采井套管损坏机理及套管挂片技术实验

针对蒸汽驱采油过程中套管长期处于高温高压状态导致套管损坏现象频繁等问题,统计分析辽河油田齐40块蒸汽驱套管损坏状况,对套管损坏过程进行力学和热力学研究。研究结果表明:油井注汽时,套管温度升高,产生热膨胀力,热膨胀力随温度升高而增大;当热膨胀力大于套管固井胶结阻力时,套管挣脱水泥环自由伸缩,同时在两者接触面产生斜面效应,使热膨胀力由纵向弹性力转变为不断增大的横向挤压力,导致套管挤压损坏,形成一套完整的套管损坏机理。据此研发了套管挂片技术,经初步试验表明,套管挂片可大幅提高其固井胶结力,降低套管损坏几率。研究成果对提高稠油老区开发效益具有重要参考意义。

大港油田官962断块生物灰岩井漏处理技术

大港油田官962断块钻井过程中井漏频繁发生,沙一段生物灰岩是主要漏失层位,通过对官962断块地层岩石孔隙特点和井漏的机理研究,结合实际钻井过程中积累的堵漏经验,摸索出2种适合该断块的堵漏方案:水泥堵漏法和双模承压堵漏法。并通过实例对比分析了两种方法的优缺点和适用情况,为该断块后续的防漏堵漏作业提供借鉴和指导。