南堡油田大斜度井分注工艺技术研究与应用

针对南堡油田注水井造斜井段和注水井段斜度大、井段长和分注难度大等问题,研究了大斜度井偏心分注配套工艺技术。介绍了该技术在管柱的支撑扶正、安全起下、封隔器的密封和钢丝投捞等方面的改进研究情况。现场25井次的应用情况表明,最大井斜为59.33°,最大注水井段斜度为44.04°,最大分注井段为545m,封隔器验封合格率100%,投捞测试成功率为96.2%,目前有3口井已顺利起出分注管柱,均取得较好效果。

水平井选择性化学堵水技术在冀东油田浅层边底水油藏的研究与应用

冀东油田浅层油藏为边底水驱动油藏,天然能量充足,油水层间隔层较薄,在开发过程中易形成边底水突进、水窜、水淹,油井含水上升速度快。油田进入高含水或特高含水注水开发阶段后,油层平面、层间及层内矛盾更加突出,注入水常沿高渗透层或韵律层突入油井,导致油井产能下降,严重影响油田的开发效果。为解决这个问题,采用了选择性化学堵水技术,在冀东油田浅层区块开展了试验。现场应用效果表明该堵剂的降水增油效果比较明显,提高了原油采收率。

冀东油田深斜井分层压裂管柱研究与应用

针对冀东油田目前压裂技术中存在多层笼统压裂,不能压开所有层,以及效果差、有效期短等技术问题,提出了不动管柱分级坐封、分级验封的分层压裂管柱的工艺理念,并开展了工艺技术、管柱结构及施工工艺研究。设计了不动管柱分级坐封、分级验封、分级解封、遇卡分级丢手分段打捞的液压压缩封隔器分层压裂管柱和不动管柱分级坐封遇卡分段丢手分段打捞的水力扩张式封隔器分层压裂管柱,形成了分级投球分层打开压裂滑套的分层压裂喷砂开关控制技术和分级解封、遇卡分级丢手分段打捞的安全解卡起出技术,实现了一趟管柱分级压裂多层,提高了分层压裂的效果,降低了压裂成本。113口井的现场应用结果表明,深斜井分层压裂管柱的原理可行、结构合理、工艺简单,满足了冀东油田高温高压深斜井分层压裂作业的需要。

冀东油田注水井分层测试技术研究与应用

冀东油田目前主要通过同位素法测吸水剖面来认识注水井的分层吸水状况, 这种方法无法测出各不同渗透率小层的启动压力, 测试结果不能有效指导注水井分注段的合理划分, 为此开展了不动管柱分层测试工艺管柱研究.该管柱主要由液压安全接头、水力锚、测试阀、卡水封隔器和伸缩管等组成, 通过卡水封隔器将所有待测层卡分开来, 再经投球憋压控制测试阀自下而上逐层开启同时关闭下一层后进行测试, 一趟管柱可完成3～5 层施工.现场应用结果表明, 该测试工艺管柱结构简单, 坐封可靠, 易于操作, 测试数据真实反映了小层启动压力和吸水能力, 可为分层措施决策提供可靠依据.

冀东油田协同增效储层保护技术的研究与应用

针对冀东油田钻井过程中的储层保护技术现状,以进一步增强储层保护效果为目的,开展了新型储层保护技术的研究与性能评价。室内通过对作用机理进行分析研究,通过分析冀东油田地层特点,优选协同增效储层保护剂,开展钻井液体系的配伍性及储层保护效果评价,结果表明,协同增效储层保护剂具有较好的失水造壁性,阻止滤液及固相颗粒进入地层,改善储层保护效果。协同增效储层保护技术成功开展现场实验,与钻井液配伍性良好,老化前后性能稳定,中压失水明显降低,具有一定的封堵效果,岩心渗透率恢复值大于90%,储层保护效果良好。

挤压循环防砂工艺在冀东油田高浅南区的应用

针对冀东油田高浅南区地质情况,分析区块出砂原因和以往的防砂工艺,就挤压循环工艺中液体的优化、管柱的配套、工艺设计方案优化等方面进行了阐述,通过该工艺的实施,有效地控制了冀东油田高浅南区油井出砂,形成了适合高浅南区的防砂工艺技术,保证了该区的正常生产。

冀东油田油井延长检泵周期工艺技术探索

冀东油田大部分油井都为深斜井,井况较差,通过施工作业现场资料和测试资料等进行综合分析,明确了影响油井检泵周期的主要原因,即油井杆柱断脱、出砂、结蜡、漏失等。在此基础上,通过细致分析,有针对性地研究改进措施和配套技术,达到延长油井检泵周期的目的。

酸化砾石充填防砂工艺在冀东油田高浅北区的应用

为解决冀东油田高浅北区生产油井受颗粒运移、污染堵塞、出砂严重的防治难题,通过室内实验、优化设计、高压砾石充填防砂等的研究,选井7井次进行酸化充填防砂施工,措施有效率达100%,累计增油达10 415 t,效果显著,对类似油藏的开发具有一定的借鉴意义。

冀东油田地应力初步研究

截至2005年底,冀东油田已有套管损坏井221口,严重影响了油田开发。为提高套管使用寿命,减缓油水井套管损坏速度,开展了地应力初步研究。对油田的岩石力学性质进行了综合分析测试,并对油田内各主力开发区块的地应力进行了综合测试,确定了冀东油田各开发油田地应力的大小和方向。通过对压裂井的裂缝监测表明,在冀东油田,井筒的井壁稳定性在东西方向最差,南北方向最好,因此钻井井眼轨迹应尽可能偏离东西方向。研究结果证实了地应力的作用是造成套管损坏的最重要因素之一,为油田确定钻井井眼轨迹、提高套管柱的适用性,提供了理论依据。

冀东油田大斜度大位移井井眼清洁技术

随着冀东油田勘探开发的持续深入,大斜度大位移井比例逐年增加,钻井过程中井眼清洁问题凸现。针对大斜度大位移井的特点,通过室内模拟实验及岩屑颗粒的受力特征探讨了岩屑床成因及岩屑运移规律。并基于水力学计算模型优化设计水力参数,应用CFD仿真模拟岩屑床清除钻杆周围流体的流动特性,评价优选钻井液材料维护钻井液性能,同时采取井眼清洁实时监测、高效携岩剂等工艺,从设计到施工全面提高井眼净化水平,形成了一套改善大斜度大位移井井眼流动条件的配套技术措施,为大位移井的安全施工提供了技术支持。现场应用结果表明,后续施工的大斜度大位移井极少发生井眼清洁不好导致的憋钻卡钻等复杂情况。

冀东油田水平井井身结构优化设计

冀东油田油藏、地层、井网复杂,确定适合冀东油田地层特点的水平井最佳井身结构至关重要,压力系数和相关参数的确定是井身结构优化设计的重要基础。针对冀东油田不同区块复杂地层和油藏特性及井身结构设计中的关键事项,利用三压力剖面预测技术,分析出不同区块的三压力剖面分布情况,根据相关参数的确定原则、方法和冀东油田多年研究和钻井实践,得出了不同区块的3个压力系数分布范围及井身结构设计工程系数范围,为合理确定井身结构提供依据。基于以上设计基础,按照井身结构设计基本原则,利用井身结构设计的具体方法和步骤,设计出了适合冀东油田的最优水平井井身结构。

南堡油田馆陶组玄武岩井壁稳定技术的研究

南堡油田馆陶组底部玄武岩地层易发生坍塌掉块及井漏等复杂事故,长期以来制约着南堡油田优快钻井技术的发展。在岩石矿物组分与理化性能分析、水平主应力方向及岩石坍塌压力等因素分析的基础上,优选研究出了强封堵、强抑制的KCl成膜封堵低侵入钻井液。利用玄武岩坍塌压力预测分析的成果,确定了合理的钻井液密度,通过现场应用有效解决了南堡油田馆陶玄武岩井壁失稳问题,提高了地层承压能力,改善了井眼质量,减小了复杂事故发生,使南堡油田玄武岩地层井壁稳定技术得到突破性进展。

冀东油田分注管柱调剖适应性分析及改进方法

冀东油田注水井存在井深、井斜、高温、高压、分注管柱复杂、作业费用高的问题,为了安全地利用原井分注管柱进行调剖,对在利用分注管柱调剖实践中暴露出的卡管柱、仪器遇阻、无法投捞等问题,结合油藏条件、管柱结构、生产管理进行了分析,认为主要原因是地层出砂、频繁关停井、调剖剂沉降黏附。综合分注、调剖的技术特点,提出了管柱调整、调剖工艺优化配套、加强水井管理等改进措施,提高了分注井不动管柱调剖实施成功率,降低了作业工作量和费用。

冀东油田东营组硬脆性泥页岩井壁稳定性分析

硬脆性泥页岩地层的钻井过程中,井壁垮塌现象频发,严重影响了油气田的高效开发。为减少该类地层井壁失稳问题,通过室内试验对硬脆性泥页岩理化特性进行分析,并定量分析钻井液作用对泥页岩的影响程度。基于室内试验结果,利用线弹性理论和单一弱面准则,建立了考虑弱面结构、温场作用、水化特性的井壁稳定模型。利用该模型对井壁稳定性影响因素进行分析,结果显示:弱面结构的存在使得坍塌压力明显升高。弱面产状变化,造成坍塌压力分布复杂,不再存在单调变化的井斜方位;随温差增大,造成地层坍塌压力上升,但上升幅度相对较小;钻井液作用会显著缩减安全钻井方位范围,提高井壁垮塌风险。现场实例分析结果表明:利用提出的井壁稳定模型可以准确地预测坍塌压力分布,从而指导现场钻井作业。

冀东油田深部难钻地层PDC钻头优化设计

冀东油田深部地层岩性复杂,具有硬度高、研磨性强,极不均质等特点,导致PDC钻头的平均进尺和使用寿命均较短,严重制约着钻井效率。文章针对此问题,开展该地区岩石的XRD实验,获取了岩石矿物组分,结合地展硬度、塑性系数和PDC钻头的可钻性测试结果,建立了深部地层抗钻特性剖面;建立岩石破碎条件下的地层—PDC钻头系统力学模型,分析单齿复合片破岩时的受力状态:随着后倾角的增大,轴向力先增大后平稳,侧向力则出现拐点。综合室内抗钻特性测试和数值模拟结果得到最优后倾角为15°、最优喷嘴组合为两个直径16 mm的中心喷嘴+5个直径14 mm的外围喷嘴时钻头有利于破碎致密泥岩、硬夹层,机械钻速提高明显,这对冀东油田持续提速降本具有重要意义。

水平井选择性化学堵水技术在高尚堡油田浅层油藏的应用研究

高尚堡油田浅层油藏为边底水驱动油藏,油水层间隔层较薄,在开发过程中易形成边底水突进、水窜、水淹等情况,使油井含水量迅速上升,油井产能下降,严重影响油田的开发效果。为解决这个问题,用乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、十六烷基溴和丙烯酰胺合成了堵水剂HWSO。3%HWSO溶液的黏度随温度的升高先增加后降低,105℃时达到最大值35Pa·s。岩心选择性封堵实验表明,该堵剂对油水选择性封堵能力差异达5.26倍。在高尚堡浅层北区高104-5平35井现场试验,该堵剂的降水增油效果明显,累计增油892t,累计降水68000m3,含水率下降2.9%。

大斜度井多级分注工艺技术研究与应用

冀东南堡油田井型以定向井和大斜度井为主,水平位移大多在2 000 m以上,井斜多在40°以上,采用常规偏心定量分注技术存在明显的不适应性,而同心管分注技术不能进行投捞测配作业。为此,开展了大斜度井多级分注工艺技术及配套工具研制。开发的大斜度井多级分注技术及配套工具满足了大斜度多级分注井不同跨度、不同井斜的分注要求,具有井下通过能力强,耐高温高压,解封管柱载荷小,配水测调准确等特点。现场应用结果表明,大斜度井多级分注工艺技术最大分注级数达5级5段,施工成功率100%,投捞成功率90%,值得大面积推广应用。

南堡油田人工岛大斜度井气举配套管柱研究

南堡油田大斜度井采用整体气举采油方式生产,存在封隔器密封效果差、解封起出难和清蜡效果差等问题。为此,研究了大斜度井气举配套管柱。它将丢手坐封管柱和气举插入生产管柱采用分体式设计,检修上部气举管柱时无需起出下部封隔器,可降低作业难度,缩短施工周期;采用液压坐封方式,具有防撞和自扶正功能。管柱在现场试验5口井,未出现中途坐封现象,清蜡周期由原来的2 d延长至15～20 d,提高了气举阀的投捞成功率,封隔器坐封处最大井斜59.14°,最大井深4 305 m,位移2 611.11 m,封隔器和插管验封合格率100%。

低自由水钻井液研究及在南堡油田应用

针对南堡油田上部玄武岩井壁不稳定、易塌易漏和东一段储层保护难度大的现状,开展了低自由水钻井液研究。室内研究表明,当水溶液中加入1.0%自由水络合剂HXY,自由水含量仅为18.7%,CST的测定结果达到8 920 s,远高于同样加量的包被剂、降滤失剂及盐类的CST值;0.3%辅助络合剂HXF和2%降滤失剂HFL对1.2%自由水络合剂HXY有协调作用,加入后CST值达到16 500 s;润湿转相剂HWR引入解决了低自由水钻井液流动性和低滤失之间的矛盾;现场应用表明构建的低自由水钻井液体系在抗温性、抗污染能力、抑制性、润滑性和油层保护等方面能够满足南堡油田保护储层和提高机械钻速的需要,该技术为南堡油田整体高效开发提供了技术支持。

冀东浅海探区隔水导管入泥深度研究

隔水导管是海洋钻井关键部分,确定合理的下入深度对于安全钻完井作业具有非常重要的意义。冀东浅海探区导管的入泥深度通常是根据经验确定,一般为泥面以下50 m,存在一定的盲目性。根据隔水导管轴向受力分析,建立了隔水导管极限承载力计算模型;并利用VB语言编写程序,根据地层性质计算隔水导管的最小入泥深度。同时为了验证计算结果的可靠性,对隔水导管贯入地层过程进行了室内模拟实验。实验表明:极限承载力计算值和实验值偏差在10%以内,说明建立的计算模型可靠性高,可用于冀东浅海探区单井隔水导管的最小入泥深度设计。