水平井特殊井井身结构井下作业技术课件.ppt

1、水平井、特殊井井身结构水平井、特殊井井身结构的井下作业技术在青海油田的应用的井下作业技术在青海油田的应用 为了进一步落实蒋总关于为了进一步落实蒋总关于“转变经济增长方式，转变经济增长方式，大力推进水平井应用大力推进水平井应用”的指示精神，加大薄油层及低的指示精神，加大薄油层及低压低渗油气藏的开发利用力度，提高油气单井产量，压低渗油气藏的开发利用力度，提高油气单井产量，2006年，青海油田进一步加大了水平井的推广应用。年，青海油田进一步加大了水平井的推广应用。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心水平井井下作业技术交流会材料水平井井下作业技术交流会材料青海油田分公司青海油田

2、分公司青海油田水平井发展分三个阶段青海油田水平井发展分三个阶段 前期探索阶段：前期探索阶段：20042004年以前实施水平井年以前实施水平井3 3口；口；试验应用阶段：试验应用阶段：20052005年实施水平井年实施水平井5 5口，并首次引进口，并首次引进LWDLWD地质导向技术；地质导向技术；推广应用阶段：推广应用阶段：20062006年实施水平井年实施水平井1515口，全面应用口，全面应用LWDLWD地质导向技术。地质导向技术。20062006年水平井井数是年水平井井数是20052005年水平井的年水平井的3 3倍，是倍，是20052005年年以前总水平井数的以前总水平井数的1.881.8

3、8倍，翻了近一翻。倍，翻了近一翻。侧钻井号斜深垂深造斜点深（m）斜井段长（m）最大井斜（m）（m）方位跃370井186518451405.82459.1819.4。/265.5。跃1114井193219201609.28322.7218.95。/18.24。跃715井1999.751999.071549.19450.5613.58。/180.55。跃756井16451643.6410955506.12。/332.23。水平井井号斜深（m）垂深（m）造斜点深（m）水平段长（m）最大井斜砂西平1井4275.543816.093527.12267.5994.79跃深平1井3850.623570.83

4、197.75153.792.4跃H745井24001891.341831.4227089花H1井1148.11823.65774.53373.5891.5涩H1井1612.581079.42726.58402.391.98涩H2井16221087744.8340791.98涩H3井15401068.65809.3336091.1涩H4井15501081.41819.6735092乌H4-21井1957.811230.6295.78跃西平1井23201852.131496.23345.6287.84跃西平2井22041794.21484.52199.2196七平1井1494.51187.4475

5、0197.576跃西平3井23481742.88533.1196.5七平2井1975.88事故完井后在大斜度井段生产78.24四、四、存在问题及下步研究方向存在问题及下步研究方向五、建议五、建议四、四、存在问题及下步研究方向存在问题及下步研究方向五、建议五、建议 青海油田结合我国已有的特殊结构井钻采技术，通过技术攻关，形成一套适合青海油田油藏特点、更为先进的特殊结构井完井和配套的采油工艺技术，主要包括以水平井、小井眼侧钻斜井投产油层改造及维护作业等方面的技术，并在现场进行实验和推广，取得了较好的效果。但由于我们水平井开发起步较晚，井下作业配套技术及工具还有待完善。据完钻水平井统计，平均生产能力

6、是同油藏同期井的二至四倍，取得了显著的经济效益。青海油田水平井钻井记录 斜深最深：4275.54 m（砂西平1井）垂深最深：3816.09m（砂西平1井）造斜点最深：3527.12 m（砂西平1井）最大水平段长：533.11 m（跃西平3井）最大水平位移：745.91 m（跃西平1井）最大井斜角：96.5(跃西平2井）四、四、存在问题及下步研究方向存在问题及下步研究方向五、建议五、建议 特殊结构井完井结构直接影响油井产能和后期的投入，不同的完井结构类型决定了其井下作业的方法和手段有很大的不同。青海油田完井井身结构的开发大致经过了以下阶段：普通井完井（常规直井）、裸眼完井；筛管完井；套管固井完井

7、、射孔投产。裸眼完井（砂西平1井）u 近井污染小，增大了泄油面积，提高了完善程度。u 节省固井费用和全部射孔费用，先期投入少，u后期措施难度大、投入费用大固井完井的井身结构（涩H1井等）套管固井射孔完井是水平井完井最主要方式之一，该完井方式有以下优点：能够有效分隔层段、避免层段之间窜通；可以进行包括压裂在内的任何选择性增产措施；可以根据钻井轨迹和油层情况优化生产井段。该完井方式主要有如下缺点：完井成本相对较高；储层易受水泥浆污染；射孔操作技术要求较高。筛管完井的井身结构（乌H4-21和跃西平3井)筛管完井是用筛管对地层进行支撑或挡砂，不再进行固井和射孔，储层不受固井水泥浆污染，提高了完善程度，

8、增大了泄油面积。筛管完井的优点：u减少近井污染，增大了泄油面积，提高了完善程度。u筛管挡砂能保证管内较大的内通径。u节省部分固井费用和全部射孔费用，先期投入少，后期措施少、难度小、投入费用小。筛管完井的井身结构（乌H4-21和跃西平3井)筛管完井是用筛管对地层进行支撑或挡砂，不再进行固井和射孔，储层不受固井水泥浆污染，提高了完善程度，增大了泄油面积。筛管完井的优点：u减少近井污染，增大了泄油面积，提高了完善程度。u筛管挡砂能保证管内较大的内通径。u节省部分固井费用和全部射孔费用，先期投入少，后期措施少、难度小、投入费用小。小井眼侧钻井完井的井身结构u 青海油田侧钻井主要通过177.8mm套管内

9、152.4mm钻头开窗侧钻完成。对于油水关系复杂，地层胶结较好的油藏，主要采用悬挂127mm套管作为油层套管，水泥固井，用89枪102弹射孔完井。u 套管固井后射孔也是侧钻井的常规完井方式之一，它可以根据地质情况选择生产井段，保证较高的低含水采油量。缺点是由于井眼较小，后期处理难度大；油层与地层的环空小，固井质量难以保证；油层容易受到固井泥浆污染。小井眼侧钻水平井小井眼侧钻水平井固井射孔示意图固井射孔示意图小井眼侧钻井完井的井身结构小井眼侧钻井完井的井身结构四、四、存在问题及下步研究方向存在问题及下步研究方向五、建议五、建议 常规水平井作业技术常规水平井作业技术u投产作业 针对油田开发形势，井

10、下公司今年开展了水平井作业的先期调研和研究，根据冀东等油田的水平井井下作业经验，对水平井作业做了充分的准备。目前青海油田常规水平井完井主要以套管固井射孔完井技术和带管外封隔器的筛管完井技术为主，投产的14口常规水平井、有2口井采用了筛管完井工艺。n 水平井作业与普通井相比具有的特点：u下井管柱和工具方面：油管：进入井斜60以下的油管，用油管接箍车有倒角的油管。通井规：对常规整筒式通井规进行了加工改造成为端部4*45或使用93mm导锥+73mm花管+通井规+73mm外加厚油管的管柱组合。u不同井段起下速度方面在造斜点以上按照正常的速度起下钻；在增斜段控制起下钻速度小于0.8-1.0m/s；在水平

11、段控制起下钻速度小于1.5m/s。u替泥浆液量方面 水平井水平段液体与常规井流态不同，加之钻井过程为了减少磨阻部分井泥浆中混入了原油，替泥浆液量一般达井筒容积4倍，相当于同深度常规井新井投产的2-3倍。在乌H4-21井施工中，由于刚开始进行水平井作业，无经验，使用2倍井筒容积反替泥浆，造成泥浆未替干净。（起出的钻杆见图）u射孔方式不同 水平井射孔一般不采用负压射孔、采用定向射孔、打压引爆。针对射孔层段较长，如涩H4井射孔井段为1205.00-1250.00m、1280.00-1510.00m，采用射孔管柱组合为：滚珠枪尾+起爆器+FY-102枪25根+双向起爆器+FY-102枪25根+起爆器+

12、筛管+3根油管夹层+起爆器+FY-102枪10根+起爆器+油管2根+校深短节+油管u乌H4-21井替浆未替干净，起出钻杆图u完井管柱方面A、水平井的直井段内下入直井抽油泵(花H1井)。B、在斜井段下入斜井泵或电潜泵。(如跃H360井和跃H745井)C、下泵生产，我们还是设计了防落物工具（见图）。起到了防止环空落物的目的。u 具有更高的油层保护要求A、针对油层特点的配制了专门的优质射孔液；B、针对作业过程漏失选用的泡沫洗井液和防漏失暂堵液C、在钻塞过程中使用原钻井完井优质泥浆。D、作业全过程应用优质入井液冲砂作业 水平井由于井眼轨迹的特殊性，冲砂作业与常规定向井作业有很大不同，因此施工作业风险和

13、施工难度高于普通井作业。水平井出砂及冲砂特点：A、油层砂粒更易进入井筒，形成长井段的“砂床”，严重时砂堵井眼。B、井内管柱贴近井壁低边，管柱受“钟摆力”和摩擦面积大的双重作用，更易形成卡钻。C、冲起的砂粒在造斜段和水平段容易再次沉积。D、修井液环空流速偏差很大，井眼低边的流速很低，携砂能力下降，易导致钻具被卡。u水平井冲砂工艺必须满足下述要求：A、修井液：不污染油气层，具有高携砂能力有利于砂屑运移，低摩阻。B、冲砂方法和作业管柱组合：93mm尖钻头（严禁用笔尖）73mm 3*45倒角油管73mm油管。C、冲砂方式：反循环水平井钻塞施工存在以下问题：A、钻屑的上返：修井液必须有足够的携砂能力，我

14、们目前使用原井泥浆；增大循环排量,我们使用了新型的500型水泥车，保证排量及施工的连续性。B、扭矩的传递：钻具增加滚子扶正器，减少钻具磨阻。C、钻头的选择：钻头侧面尽可能是圆柱体，钻头底面尽可能是锥形或半球形，防止钻头底面抵住套管连接处及工具台阶而损伤套管及工具，有利于施加钻压。我们选择了棱带磨鞋，既有刮刀的特点，又保护了套管不受伤害，对阻流环胶塞及铝铸件又有很好的切削效果。（见图）钻具组合原则：保证能够顺利通过大井斜段及水平段；有利于钻压的施加；调整钻头偏心距，防止磨损套管及工具部件；有利于钻屑的上返。螺杆钻具：钻头+螺杆钻（带螺旋扶正器）刚性扶正器油管 机械钻具：钻头滚子扶正器73mm（3

15、*45）斜坡钻杆1根滚子扶正器73mm（3*45）斜坡钻杆500m(每三根钻杆加滚子扶正器一个)73mm普通钻杆。打捞作业、大修作业技术、解堵作业技术、卡水、卡封作业技术由于目前水平井开发属于初期，还未开展本项工作。u筛管完井的水平井作业技术（以乌H4-21井为例)施工步骤：A、安装、试压：按要求安装完毕后，对井口试压15MPa。B、通井：下93mm导锥+73mm花管+148mm通井规+73mm钻杆1431.79m（阻流环位置）C、钻阻流环：下148mm环形钻头+滚子扶正器+73mm普通钻杆钻掉胶塞至井深1433.00m。环形钻头内捞出了胶塞。D、钻水泥塞至1443.00m。管柱组合：53/4

16、in三牙轮钻头+滚子扶正器+73mm普通钻杆E、钻水泥塞、分级箍内套和盲板至1957.81m。管柱组合：116mm棱带磨鞋+100mm螺杆钻+滚子扶正器+73mm（3*45）斜坡钻杆1根+滚子扶正器+73mm（3*45）斜坡钻杆550m+73mm普通钻杆。F、下入替泥浆管柱，反替泥浆。（用射孔液135m3）G、下泵生产。小井眼侧钻井井下作业技术u小井眼固井射孔完井的作业技术 这类井的作业相对简单，相当于在127mm套管内的作业，用小直径工具，用89枪102弹射孔，下泵完井。u侧钻水平井带管外封隔器的筛管完井作业技术（目前正在开展此项作业）u水平井试油气测试技术 水平井试油气测试目前我公司已经配

17、置了APR全通径测试工具，但目前未开展此项作业。四、四、存在问题及下步研究方向存在问题及下步研究方向五、建议五、建议四、存在问题及下步研究方向四、存在问题及下步研究方向n水平井施工风险较大，特别是钻塞、打捞、大修等作业施工难度及风险更为突出，所以管柱设计及下井工具的质量和性能是关系施工成败的关键。n水平井管柱受力复杂，搞好管柱受力分析有利于施工管柱的设计、工具的选择以及施工参数的确定。及时预测井下复杂情况，避免井下事故发生，指导现场施工。n目前我油田水平井大修工作还未开展。下一步加强该项技术的研究，使水平井大修技术逐步展开。四、存在问题及下步研究方向四、存在问题及下步研究方向n目前我油田正在配

18、套用于水平井作业的相关设备（如：连续油管车）及整套工具，通过引进与应用，逐步建立起一整套水平井修井设备及工具。n同集团公司所属进行作业单位联系，及时针对青海油田，制定出适合于本青海油田的水平井、侧钻井、侧钻水平井的作业、大修、试油等技术规程。四、四、存在问题及下步研究方向存在问题及下步研究方向五、建议五、建议五、建议五、建议 请集团公司组织水平井作业技术专家制定水平井井下作业的技术规程、水平井作业的井下工具标准，以指导油田水平井的井下作业各项施工作业。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心水平井井下作业技术交流会材料水平井井下作业技术交流会材料水层位置水层位置1811-1811-1806m1806m 封隔位置封隔位置1791.67-1788.771791.67-1788.77青海油田分公司青海油田分公司跃西平3井