1、专题评述：水平井技术专题评述：水平井技术50s60s70s80s90s2000+先进技术先进技术 水平井水平井 大位移井大位移井 多分支井多分支井 欠平衡钻井欠平衡钻井 地质导向钻井地质导向钻井 顶部驱动装置顶部驱动装置 膨胀管技术膨胀管技术水平井水平井20430口口最大水平段达最大水平段达6118米米多底井总水平段长度达到多底井总水平段长度达到11342米米大位移井最大位移大位移井最大位移10728米米水平井发展简史水平井发展简史 人类用水平井技术开发油气藏的历史迄今已有200多年，在八十年代进入了兴盛阶段，于九十年代形成热潮，及至美、加、法、俄等各20多个国家 中国也积极参与了水平井技术的
2、研究和使用。水平井在增加原油可采储量、提高产量、减少开采成本及稳定油价等诸方面有着重要的战略意义和现实效益。分支井技术分支井技术历程、现状及趋势历程、现状及趋势 始于始于50年代年代 90年代年代快速发展快速发展 目前目前方兴未艾方兴未艾前苏联的国立西伯利亚大前苏联的国立西伯利亚大学在学在APTEM打了第一口侧打了第一口侧钻井。钻井。1953年在伊申拜成年在伊申拜成功的完成了一口有功的完成了一口有10个分个分支井眼的多分支井支井眼的多分支井伊伊申拜申拜66/55井，井， 十多个国家十多个国家各种类型油气藏各种类型油气藏2000多口、多口、1-6级的分级的分支井支井与智能井技术结合与智能井技术结
3、合（152口）口）与膨胀管技术结合与膨胀管技术结合（实心膨胀管（实心膨胀管150口，口，割缝筛管割缝筛管150口）口） 技技 术术 发发 展（特别是水平井）展（特别是水平井） 技技 术术 需需 求（成本、资源）求（成本、资源）水平井类型水平井类型水平井增产机理水平井增产机理水平井的优势在于：它具有比直井更长的完井层段，能够产生较大的水平井的优势在于：它具有比直井更长的完井层段，能够产生较大的泄油区，可以改造断块型油藏的连通性，能够有效的抑制有底水或气泄油区，可以改造断块型油藏的连通性，能够有效的抑制有底水或气顶油藏的水锥或气锥，它具有水力压裂造缝所不能的合理的定向控制顶油藏的水锥或气锥，它具有
4、水力压裂造缝所不能的合理的定向控制和长度控制。水平井实质上并没有改变油气渗流机理，油藏流体所遵和长度控制。水平井实质上并没有改变油气渗流机理，油藏流体所遵循的渗流方程与直井一样，只是流体流入条件发生了变化，由此改变循的渗流方程与直井一样，只是流体流入条件发生了变化，由此改变了流场。了流场。水平井本身不能提供任何附加能量以助开采，但它可以提高能量的利水平井本身不能提供任何附加能量以助开采，但它可以提高能量的利用率。研究表明，影响水平井生产的重要因素有构造描述、储层压力、用率。研究表明，影响水平井生产的重要因素有构造描述、储层压力、裂缝密度和方位、垂向渗透率、储层厚度、合理的水平井长等。水平裂缝密
5、度和方位、垂向渗透率、储层厚度、合理的水平井长等。水平井比较适应于开发非均质、致密、低渗透以及薄层。对于解决油田开井比较适应于开发非均质、致密、低渗透以及薄层。对于解决油田开发后期出现的水锥、气锥和高含水问题，水平井也有显著的效果。发后期出现的水锥、气锥和高含水问题，水平井也有显著的效果。目前水平井应用领域已从生产井扩展到勘探井和油田早期开发井。在目前水平井应用领域已从生产井扩展到勘探井和油田早期开发井。在增加可采储量方面水平井的潜力很大，水平井应用最普遍的地层是天增加可采储量方面水平井的潜力很大，水平井应用最普遍的地层是天然裂缝性地层、但在薄砂岩或层状砂岩未固结砂岩和非裂缝性白垩地然裂缝性地
6、层、但在薄砂岩或层状砂岩未固结砂岩和非裂缝性白垩地层也成功地进行了水平井完井。无论用于何种油藏，最关键的是要根层也成功地进行了水平井完井。无论用于何种油藏，最关键的是要根据油藏特性正确设计水平井段的位置和合理的完井。据油藏特性正确设计水平井段的位置和合理的完井。水平井流动形态水平井流动形态LakVkH水平井产能对比水平井产能对比)(/2SGBhkJvHactua) 1(ln/2aniwanianihHactualIrhILhIGBhkJ厚层：渗透率各向异性显著影响厚层：渗透率各向异性显著影响薄层：渗透率各向异性微弱影响薄层：渗透率各向异性微弱影响长度：作用显著长度：作用显著表皮：削弱水平井优势
7、表皮：削弱水平井优势水平井产能评价水平井产能评价)1(ln2/)2/(ln222aniwanianiHIrhILhILLaaBphkqVHanikkI5.05.042/25.05.02LrLaeH分支井适应油藏类型分支井适应油藏类型Multibranch Well Design Methodology委内瑞拉奥里诺克委内瑞拉奥里诺克Zuata地区的分支井地区的分支井SHELL公司在阿曼单位产能建设成本比较公司在阿曼单位产能建设成本比较02004006008001000120014001600 91 92 93 94 95 96 97美元/桶/天 98 99 00分支井潜力及实例分析分支井潜力及
8、实例分析-70000口口分支井的应用分支井的应用 分支井技术对我国的油气藏开发具有非常大的意分支井技术对我国的油气藏开发具有非常大的意义。无论是老油田剩余油的挖潜，还是稠油、低义。无论是老油田剩余油的挖潜，还是稠油、低渗油气藏的开发，分支井技术都是提高效益、降渗油气藏的开发，分支井技术都是提高效益、降低成本的有效措施。低成本的有效措施。 技术难点：不在钻井，而在于完井、防砂、测试、技术难点：不在钻井，而在于完井、防砂、测试、堵水、酸化、压裂工艺技术等方面的采油技术，堵水、酸化、压裂工艺技术等方面的采油技术，应针对这些难点，开展研究和攻关。应针对这些难点，开展研究和攻关。智能井智能井 设计指标设
9、计指标 一井多用，同采同注一井多用，同采同注 随意封隔水气层，防止窜流随意封隔水气层，防止窜流 实时连续监测、采集、处理、并反馈井下数据、实时实时连续监测、采集、处理、并反馈井下数据、实时优化生产优化生产 地面遥控随意实现单井多层、多分支选择性生产和注地面遥控随意实现单井多层、多分支选择性生产和注入，优化各层的实时流动入，优化各层的实时流动 不动井下设备不动井下设备 目标目标 最优的油藏经营和生产管理最优的油藏经营和生产管理 提高采收率提高采收率 智能井技术发展历程智能井技术发展历程 80年代后期诞生第一口智能井年代后期诞生第一口智能井 下了一个温度下了一个温度-压力计，进行井下实时温度、压力
10、监测压力计，进行井下实时温度、压力监测 钻机、连续油管干扰作业钻机、连续油管干扰作业 参数：井底温度、压力参数：井底温度、压力 90年代后开始快速发展年代后开始快速发展 出现了无干扰流出现了无干扰流 动控制的智能井动控制的智能井 地面（部分远程）液压、电力控制井下作业地面（部分远程）液压、电力控制井下作业 参数：温度、压力、流量等参数：温度、压力、流量等 目前目前130多口智能井多口智能井 20多口中下有远程生产控制装置多口中下有远程生产控制装置 地面、远程液压、全电控制井下作业地面、远程液压、全电控制井下作业 参数：温度、压力、流量、组分、相态及油藏开发特征永久监测、参数：温度、压力、流量、
11、组分、相态及油藏开发特征永久监测、成像等成像等典型智能井系统典型智能井系统智能井技术未来发展智能井技术未来发展 井下信息传感系统井下信息传感系统 井下生产控制系统井下生产控制系统 井下数据传输系统井下数据传输系统 地面数据收集、分析和反馈控制系统地面数据收集、分析和反馈控制系统 井下三维可视技术数据压缩系统井下三维可视技术数据压缩系统 智能井技术在智能井技术在5-10年内在我国可能还成为不了关年内在我国可能还成为不了关键技术，但是，它代表了油藏开采技术的一个发键技术，但是，它代表了油藏开采技术的一个发展趋势。是提高油藏管理水平、提供油藏实时解展趋势。是提高油藏管理水平、提供油藏实时解决的基础。
12、决的基础。井下油水分离技术 井下油水分离技术是针对油田开发中后期大量产井下油水分离技术是针对油田开发中后期大量产水问题，由加拿大工程研究中心（水问题，由加拿大工程研究中心（C-FER）和新）和新模式工程有限公司（模式工程有限公司（NPEL）1991年首先提出的年首先提出的一种新的技术设想，随后又有一种新的技术设想，随后又有29家公司和单位参家公司和单位参与进来，形成了一个世界性的与进来，形成了一个世界性的“联合工业研究项联合工业研究项目目”该项技术通过油水分离设备与改进的井下泵该项技术通过油水分离设备与改进的井下泵相结合，实现采油、井下油水分离及产出水同井相结合，实现采油、井下油水分离及产出水
13、同井回注，具有控水、稳油、节能、节支、增储、环回注，具有控水、稳油、节能、节支、增储、环保等多种优势。保等多种优势。 目前国外已进入商业性试验阶段。目前国外已进入商业性试验阶段。 到到2001年年 世界上安装了不到世界上安装了不到100套套井下油水分离设备 水力旋流井下油水分离系统水力旋流井下油水分离系统 电潜泵电潜泵/螺杆泵螺杆泵/有杆泵等组成。加拿大工程研究中心、有杆泵等组成。加拿大工程研究中心、Centrilift| Reda和和Halliburton 能源服务公司的设备为能源服务公司的设备为代表。用于产液量代表。用于产液量200方方/日以上的井中。日以上的井中。 井下油水重力分离系统井
14、下油水重力分离系统 由一对柱塞泵（或其他泵）和一个特殊部件（一个吸由一对柱塞泵（或其他泵）和一个特殊部件（一个吸入凡尔、一个注入凡尔）组成。曾以德士古公司研制入凡尔、一个注入凡尔）组成。曾以德士古公司研制的双作用泵为代表。用于产液量小于的双作用泵为代表。用于产液量小于200方方/日的井中。日的井中。井下油水分离应用问题 注产层间的隔层不够厚，使注入水又回注产层间的隔层不够厚，使注入水又回 到了生到了生 产层形成短路，有的产量降为产层形成短路，有的产量降为“0”0” 注入水和注入层不配伍，造成地层伤害，渗透率注入水和注入层不配伍，造成地层伤害，渗透率下降下降 选井不合理，因为作业者不愿意在选井不合理，因为作业者不愿意在“较好较好”的井的井中冒险中冒险 系统的设计缺陷（阀失效、电缆等）系统的设计缺陷（阀失效、电缆等） DOWSDOWS系统产生砂堵系统产生砂堵 腐蚀和结垢腐蚀和结垢 成本问题（悬流分离器成本问题（悬流分离器9-259-25万美元万美元+10+10万美元的修万美元的修井费，全套井费，全套20-3520-35万美元，重力分离器万美元，重力分离器15000-15000-2500025000美元，全套下来美元，全套下来1414万加元）万加元）
