短半徑水平井鉆井技術(shù)的應(yīng)用及推廣工學(xué)論文
摘要:本文主要介紹了套管開窗側(cè)鉆(短半徑)水平井鉆井配套工藝技術(shù),到目前為止,利用該技術(shù)在勝利、塔里木等油田成功地完成了19口井的施工,短半徑水平井不但節(jié)約鉆井成本,而且更多地增大油層裸露面積,尤其是在老井二次利用、較薄油氣層、復(fù)雜斷塊和小區(qū)塊開發(fā),提高了采收率和經(jīng)濟(jì)效益,具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞:短半徑;水平井;設(shè)計(jì);側(cè)鉆;測量方式;推廣應(yīng)用;勝利油田
一、概述
勝利油田通過套管內(nèi)側(cè)鉆短半徑水平井研究,至今已在油田內(nèi)外完成套管內(nèi)側(cè)鉆水平井約38口,其中側(cè)鉆短半徑水平井19口。形成了具有勝利特色的套管開窗側(cè)鉆(短半徑)水平井鉆井配套工藝技術(shù)。該技術(shù)能成倍的提高原來老油井產(chǎn)量,減少加密井,改善井網(wǎng)布置。利用現(xiàn)成的垂直井眼和地面生產(chǎn)設(shè)施(如井口設(shè)施、地面集輸管線和計(jì)量儀等),合理有效的開發(fā)各類油藏,增加可開采儲量及石油采出率,在加快產(chǎn)能建設(shè),降低開發(fā)成本,回避鉆探風(fēng)險(xiǎn)等方面,顯示出了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和潛力。與鉆一口新的水平井或垂直井相比,側(cè)鉆短半徑水平井能夠明顯降低相應(yīng)的鉆井和完井費(fèi)用,是一種投資少、見效快、經(jīng)濟(jì)效益顯著的油田開發(fā)技術(shù),是老油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)和提高最終采收率的一種有效途徑。
二、具體做法
1、推廣應(yīng)用的的原理及主要技術(shù)措施
短半徑水平井應(yīng)用的原理是:用二維、三維軌道設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)井眼軌道,根據(jù)陀螺測量的直井段數(shù)據(jù)進(jìn)行軌道設(shè)計(jì),采用不同井眼尺寸的井下專用工具和配套的MWD無線測量系統(tǒng),通過完善的工藝技術(shù)應(yīng)用,完成短半徑水平井,實(shí)現(xiàn)各類油氣藏的最優(yōu)化開發(fā)效果。
1.1短半徑水平井設(shè)計(jì)技術(shù)。1.1.1井身剖面設(shè)計(jì) ;1.1.2避開三維井身剖面;1.1.3校準(zhǔn)老井?dāng)?shù)據(jù)、修正剖面。
1.2短半徑水平井測量工藝技術(shù)。1.2.1測量方式;1.2.2短半徑水平井測量方式選擇。
1.3短半徑水平井井眼軌跡控制技術(shù)。1.3.1側(cè)鉆及側(cè)鉆測量方式;1.3.2增斜井段;1.3.3增斜井段鉆具組合。
1.4、井下工具的配套
確定了深井短半徑水平井開窗工具、馬達(dá)的匹配和鉆具結(jié)構(gòu)選配,有效提高了施工速度,從而提高油藏開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。
1.4.1開窗工具
①目前國內(nèi)油田套管開窗工具主要有兩種:套管割銑工具、斜向器式套管開窗工具。
�、谏罹贪霃剿骄�,由于開窗位置井深(5000米左右),相應(yīng)套管鋼級高,循環(huán)壓耗高、排量小,造成段銑難度增加;地層的可鉆性差,造成段銑后側(cè)鉆困難。因此,在開窗方式的選擇上一般采用斜向器開窗側(cè)鉆,它有開窗位置準(zhǔn)確、側(cè)鉆成功率高的優(yōu)點(diǎn),但定向時(shí)測量儀器受磁干擾,初始定向精度較差,需要使用陀螺定向或井眼高邊定向。
�、坶_窗方式的選擇應(yīng)根據(jù)具體井的井身結(jié)構(gòu)(套管尺寸,尤其是非標(biāo)套管、套管層次)、側(cè)鉆井深位置巖性的可鉆性、實(shí)際可達(dá)到的循環(huán)排量及儲層特點(diǎn)等具體選擇。T703CH井設(shè)計(jì)側(cè)鉆點(diǎn)井深為5581.30m,段銑5"套管開窗側(cè)鉆,靶前位移為60m,最大井斜角為84.41°,平均造斜率為86.22°/100m。庫1井、TK908DH、柯深101井均采用斜向器開窗。
1.4.2井下馬達(dá)工具的配套
短半徑水平井軌跡控制,馬達(dá)造斜率與設(shè)計(jì)曲率匹配特別關(guān)鍵。根據(jù)原來老井直井眼的地層可鉆性配套不同級數(shù)(長度)的泥漿馬達(dá),保證正常鉆進(jìn)的同時(shí),又可以調(diào)整測量盲點(diǎn)的距離。根據(jù)井下溫度的高低確定使用馬達(dá)類型。根據(jù)施工井段(斜井段、水平段)的不同,選擇鉆具結(jié)構(gòu),斜井段使用長MWD無磁懸掛,保證測量精度;水平段使用短MWD無磁懸掛,縮短測量盲點(diǎn)距離。根據(jù)造斜率的高低選配鉆具結(jié)構(gòu),有利于軌跡控制、施工速度的提高和施工安全,從而提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。
1.4.3風(fēng)險(xiǎn)回避
在小井眼鉆井中,有以下特點(diǎn):環(huán)空間隙小;環(huán)空壓差大,易發(fā)生井漏;泵壓高,設(shè)備要求高;起下鉆壓力激動大,易井漏,溢流;排量受限,攜砂困難;發(fā)生事故難處理;鉆具尺寸小,柔性大,抗拉抗拉強(qiáng)度小;掉落物易硬卡;井控要求高,發(fā)生溢流上竄速度快;對鉆井液質(zhì)量要求高;因此,現(xiàn)場人員可以根據(jù)實(shí)際情況,分析發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的可能性,提前采取措施,控制風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生或減少損失。
2、技術(shù)路線
依據(jù)現(xiàn)有儀器的適應(yīng)能力及現(xiàn)有工具的造斜能力,進(jìn)一步優(yōu)化短半徑水平井設(shè)計(jì),采用無線隨鉆測量儀器,提高鉆井速度,進(jìn)一步提高井眼軌跡的控制精度,保證水平段實(shí)鉆軌跡處于儲層的最佳位置,通過在勝利油田及其它油田的推廣應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜斷塊和小區(qū)塊、薄油藏、邊底水油藏的有效開發(fā),達(dá)到提高采收率的最優(yōu)開發(fā)效果,促進(jìn)短半徑水平井鉆井工藝技術(shù)的發(fā)展和提高。
三、推廣過程
1、前期研究形成的推廣應(yīng)用能力
勝利油田在“九五”重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目《139.7mm套管內(nèi)側(cè)鉆短半徑水平井》研究形成了具有勝利特色的套管開窗側(cè)鉆(短半徑)水平井鉆井、工具系統(tǒng)。完成套管內(nèi)側(cè)鉆水平井約38余口,其中側(cè)鉆短半徑水平井19口。
2、推廣應(yīng)用措施
經(jīng)過多年的攻關(guān)研究與應(yīng)用,形成人才、技術(shù)、裝備的完整配套,鍛煉出一批掌握短半徑水平井技術(shù)的現(xiàn)場施工技術(shù)人員,具備推廣應(yīng)用能力。
四、推廣范圍
該項(xiàng)目技術(shù)推廣應(yīng)用以來,采用先內(nèi)部后外部推廣方式,先后在勝利、塔里木、中石化西北分公司塔河油田,中石化西指塔中油田,累計(jì)應(yīng)用19口短半徑水平井,推廣范圍廣,規(guī)模大,圓滿完成了計(jì)劃的預(yù)定目標(biāo)。新疆13口井;勝利油田6口井,取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。形成了一整套深井短半徑水平井鉆井技術(shù),收到了良好的推廣應(yīng)用價(jià)值,提升了短半徑水平井施工能力和市場競爭實(shí)力,取得了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。提高了技術(shù)應(yīng)用水平,應(yīng)用油藏類型更加廣泛,技術(shù)得到推廣和提高,設(shè)備更加完善,配套更加齊全,達(dá)到了較好的推廣應(yīng)用效果。
五、推廣應(yīng)用取得的技術(shù)成果
1、通過19口井的推廣應(yīng)用,形成了從設(shè)計(jì)、側(cè)鉆、施工、軌跡控制和測量的一系列配套工藝技術(shù)。
2、提高了深井開窗側(cè)鉆成功率,完善了開窗側(cè)鉆的施工方法、步驟。
3、測量技術(shù)的改進(jìn)和提高
4、設(shè)計(jì)的進(jìn)一步優(yōu)化完善
5、井下工具的配套
六、結(jié)論
1、設(shè)計(jì)工藝技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化完善,在國內(nèi)首次將(準(zhǔn))懸鏈線設(shè)計(jì)引入短半徑水平井的設(shè)計(jì),在實(shí)際施工中取得良好的效果,大大提高施工速度,縮短了鉆井周期,經(jīng)濟(jì)效益非�？捎^。
2、形成了配套的深井開窗側(cè)鉆工藝技術(shù),完善了開窗側(cè)鉆的施工方法、步驟。
3. 測量儀器的改造和配套,在國內(nèi)首次在深井中使用無線隨鉆測量代替有線隨鉆測量,并進(jìn)一步形成并完善了在深井中無線測量工藝技術(shù)。
4、 井下工具的配套,確定了深井短半徑水平井馬達(dá)的匹配和鉆具結(jié)構(gòu)選配,有效的提高了施工速度和軌跡控制。
5、通過技術(shù)的推廣完善了深井(套管開窗)側(cè)鉆短半徑水平井鉆井工藝技術(shù)、工具配套和無線測量工藝技術(shù)。
6、通過19口井的推廣應(yīng)用,取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益,并在老油田增儲上產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用前景。
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