大港油田水平井及侧钻水平井完井技术

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1、大港油田水平井与大港油田水平井与 侧钻水平井完井技术侧钻水平井完井技术 大港油田钻采工艺研究院大港油田钻采工艺研究院 20032003年年9 9月月中中 国国 石石 油油PetroChinaPetroChina大港油田在大港油田在“八五八五”“”“九五九五”期间共完成水平井期间共完成水平井2020口，其口，其中筛管完井中筛管完井8 8口，射孔完井口，射孔完井1212口。水平井采用割缝筛管完井是开口。水平井采用割缝筛管完井是开发裂缝性油藏的有效手段，固井完井技术是开发低渗透砂岩油发裂缝性油藏的有效手段，固井完井技术是开发低渗透砂岩油藏的有效手段，文中对割缝筛管完井和固井完井进行了论述；藏的有效手

2、段，文中对割缝筛管完井和固井完井进行了论述；现场应用固井质量合格率现场应用固井质量合格率100%100%，优质率，优质率27%27%；并对大港油田水平；并对大港油田水平井完井中存在的问题进行了分析，提出了今后解决方法。对于井完井中存在的问题进行了分析，提出了今后解决方法。对于老油田来说，充分利用报废井来提高老油田产量的问题越来越老油田来说，充分利用报废井来提高老油田产量的问题越来越突出。大港油田把老井侧钻水平井技术作为解决该问题一项主突出。大港油田把老井侧钻水平井技术作为解决该问题一项主要技术。该文围绕侧钻水平井官要技术。该文围绕侧钻水平井官50-950-9KHKH设计施工，论述了侧钻设计施工

3、，论述了侧钻水平井筛管完井考虑的因素、完井工具的选择、完井液三个方水平井筛管完井考虑的因素、完井工具的选择、完井液三个方面进行完井优化设计。详细介绍了该井使用连续油管完井的施面进行完井优化设计。详细介绍了该井使用连续油管完井的施工过程。该井顺利完井为侧钻水平井完井提供了一条切实可行工过程。该井顺利完井为侧钻水平井完井提供了一条切实可行的途径。的途径。 “八五八五”期间大港油田承担了水平井低渗透砂岩、生物灰岩配套期间大港油田承担了水平井低渗透砂岩、生物灰岩配套 技术攻关，主要研究水平井钻井技术及完井方式选择，完井综合配套技术攻关，主要研究水平井钻井技术及完井方式选择，完井综合配套 技术，并在九一

4、、九三、九四年分别钻成了女技术，并在九一、九三、九四年分别钻成了女MHMH1 1、官官H H1 1、官官H H2 2三口长三口长 、中、短三种不同曲率半径的水平井，九六年又钻成了官、中、短三种不同曲率半径的水平井，九六年又钻成了官H H3 3中曲率半中曲率半 径水平井，九七年完成了女径水平井，九七年完成了女MHMH2 2、女女MHMH3 3、板板H H1 1、官官H H4 4、风风H H1 1、风风H H2 2、风风H H3 3、歧歧H H1 1、歧歧H H2 2、官官H88-50H88-50、官官H962-4H962-4、官官H27-65H27-65、房房H H1 1、小小H H1 1，九九

5、九九 年完成了家年完成了家H H1 1 共计共计2020口。水平井类型全，钻井难度较大。口。水平井类型全，钻井难度较大。随着水平井技术应用日益广泛，水平井开发油藏类型不断增多。随着水平井技术应用日益广泛，水平井开发油藏类型不断增多。 随着油藏物性变化，水平井完井技术也应随之变化。我油田针对不同随着油藏物性变化，水平井完井技术也应随之变化。我油田针对不同 类型油藏，采用了不同完井方式，主要有：类型油藏，采用了不同完井方式，主要有：1 1、水平井固井完井技术、水平井固井完井技术 ；2 2、水平井尾管固井完井技术；、水平井尾管固井完井技术；3 3、水平井筛管完井技术；、水平井筛管完井技术；4 4、水

6、平、水平 井裸眼管外封隔器筛管完井技术。井裸眼管外封隔器筛管完井技术。大港油田进入开发的中后期，报废井数较多，针对报废井的开发大港油田进入开发的中后期，报废井数较多，针对报废井的开发 利用进行了大量的研究工作，利用进行了大量的研究工作，“九五九五”期间国家开展了侧钻井水平井期间国家开展了侧钻井水平井 配套技术研究，大港油田承担了其中的研究工作，现场应用效果较好配套技术研究，大港油田承担了其中的研究工作，现场应用效果较好 。 、国内外完井技国内外完井技术现术现术现术现 状状 从世界上水平井完井技术的发展来看，最初的水平井从世界上水平井完井技术的发展来看，最初的水平井 完井多为固井完井，随着水平井

7、技术的发展，水平井完井完井多为固井完井，随着水平井技术的发展，水平井完井 绝大多数采用非固井完井绝大多数采用非固井完井, ,主要是割缝筛管完井，约占水主要是割缝筛管完井，约占水 平井总数的平井总数的95%95%。采用非固井完井主要原因是经济方面和。采用非固井完井主要原因是经济方面和 产量方面。目前世界上水平井完井方式主要有以下几种：产量方面。目前世界上水平井完井方式主要有以下几种：1 1、裸眼完井；、裸眼完井；2 2、固井射孔完井；、固井射孔完井；3 3、尾管射孔完井；、尾管射孔完井；4 4、割缝筛管完井；、割缝筛管完井；5 5、割缝管加管外封隔器完井；、割缝管加管外封隔器完井；6 6、充填砾

8、石防砂完井。、充填砾石防砂完井。国内陆地上水平井完井主要采用固井射孔完井和筛管国内陆地上水平井完井主要采用固井射孔完井和筛管 完井。其中有悬挂尾管固井射孔完井、全井下套管固井完完井。其中有悬挂尾管固井射孔完井、全井下套管固井完 井、封隔器固井射孔完井、悬挂预充填筛管完井、悬挂割井、封隔器固井射孔完井、悬挂预充填筛管完井、悬挂割 缝筛管完井、割缝筛管加管外封隔器完井。缝筛管完井、割缝筛管加管外封隔器完井。侧钻水平井技术在国内外现已是开发利用报废井的有侧钻水平井技术在国内外现已是开发利用报废井的有 效手段，该技术具有水平井开采油气藏特点效手段，该技术具有水平井开采油气藏特点油层裸露面油层裸露面 积

9、大、对油层的采出程度高。在美国及加拿大等国家的技积大、对油层的采出程度高。在美国及加拿大等国家的技 术服务公司中，侧钻水平井不论是从软件还是硬件都比较术服务公司中，侧钻水平井不论是从软件还是硬件都比较 成熟。成熟。“九五九五”期间，国内的大庆油田、大港油田、胜利期间，国内的大庆油田、大港油田、胜利 油田、新疆油田、辽河油田根据不同的油藏进行了油田、新疆油田、辽河油田根据不同的油藏进行了 139.7 139.7 mmmm套管侧钻水平井技术的研究，研制出了一批侧套管侧钻水平井技术的研究，研制出了一批侧 钻水平井设计、侧钻水平井完井设计软件及配套的开窗完钻水平井设计、侧钻水平井完井设计软件及配套的开

10、窗完 井工具。井工具。 、大港油田完井技术现状大港油田完井技术现状1 1、水平井完井方式选择缺少科学评价，水平井完井方式比较单一。、水平井完井方式选择缺少科学评价，水平井完井方式比较单一。2 2、割缝筛管完井工艺存在着割缝筛管在掏空状态下井过程中，与井壁的接、割缝筛管完井工艺存在着割缝筛管在掏空状态下井过程中，与井壁的接 触和割缝处钻井液形成自灌浆。细小颗粒堵塞缝隙并在管外形成泥饼，加之现触和割缝处钻井液形成自灌浆。细小颗粒堵塞缝隙并在管外形成泥饼，加之现 在割缝筛管完井工艺都存在管内留有水泥塞和筛管缝隙无法冲洗等技术问题，在割缝筛管完井工艺都存在管内留有水泥塞和筛管缝隙无法冲洗等技术问题，

11、势必导致施工周期延长、完井成本上升，钻井液对油层浸泡时间加长，势必导势必导致施工周期延长、完井成本上升，钻井液对油层浸泡时间加长，势必导 致产量下降。致产量下降。3 3、完井过程中没有采用优质完井液，仍采用原钻井液稍加改造成屏蔽暂堵、完井过程中没有采用优质完井液，仍采用原钻井液稍加改造成屏蔽暂堵 钻井液。对盐敏、碱敏、水敏产层没有做出具有针对性的不同钻井液和射孔液钻井液。对盐敏、碱敏、水敏产层没有做出具有针对性的不同钻井液和射孔液 。4 4、割缝筛管只能防中、粗砂砾，不宜用在不均质砂岩和渗透性强底水油藏、割缝筛管只能防中、粗砂砾，不宜用在不均质砂岩和渗透性强底水油藏 。大港油田已经开展了低渗透

12、高凝稠油段块油藏侧钻水平井钻采配套技术研大港油田已经开展了低渗透高凝稠油段块油藏侧钻水平井钻采配套技术研 究，在研究阶段，完成了两口侧钻水平井的现场实验施工，分别为官究，在研究阶段，完成了两口侧钻水平井的现场实验施工，分别为官50-950-9KHKH、 官官21-34-7121-34-71井，比较有代表性的是官井，比较有代表性的是官50-950-9KHKH井。该井是在报废井官井。该井是在报废井官50-950-9井井 139.7 139.7 mmmm套管内用套管内用118 118 mmmm钻头侧钻成的小井眼水平井。该井设计井深为钻头侧钻成的小井眼水平井。该井设计井深为 19701970m m，实

13、际完钻井深实际完钻井深1968.41968.4m m，水平段长水平段长139139m m。各项完井技术指标全部达到了各项完井技术指标全部达到了 设计要求。官设计要求。官50-950-9KHKH井自投产以来产量比较稳定，平均井自投产以来产量比较稳定，平均1313t/dt/d，是官是官50-950-9井投产井投产 时的时的3 35 5倍。倍。 、割缝衬管完井工艺、割缝衬管完井工艺 1 1、适用条件：、适用条件： 、产层坚固、不准备实施生产压裂；、产层坚固、不准备实施生产压裂； 、产层只有一层、产层横向均质；、产层只有一层、产层横向均质；、不需要实施增产措施，天然裂缝性碳酸盐岩或硬质、不需要实施增产

14、措施，天然裂缝性碳酸盐岩或硬质 砂岩油层。砂岩油层。2 2、完井技术难点：、完井技术难点： 、筛管下井过程无法建立循环；、筛管下井过程无法建立循环； 、套管内留有水泥塞，钻塞困难，增加完井周期。、套管内留有水泥塞，钻塞困难，增加完井周期。、筛管下井过程中固体颗粒易堵塞缝隙。因筛管上部、筛管下井过程中固体颗粒易堵塞缝隙。因筛管上部 装有盲板，筛管处于负压自动灌浆状态，细小颗粒极易堵塞装有盲板，筛管处于负压自动灌浆状态，细小颗粒极易堵塞 缝隙并在筛管外形成泥饼。缝隙并在筛管外形成泥饼。 3 3、割缝筛管完井设计及、割缝筛管完井设计及 应用应用女女MH2MH2井是女井是女3434断块第二断块第二 口

15、水平井，完钻井深口水平井，完钻井深34903490m m， 水平油层段下入水平油层段下入139.7139.7mmmm割割 缝筛管，割缝筛管上部缝筛管，割缝筛管上部 139.7mm 139.7mm 套管注水泥尾管固套管注水泥尾管固 井。井。 目的层斜深 m窗口 垂深 m窗口水 平位移 m水平 段长 m最大井 斜角 平均 造斜率 /30m造斜点 m总位移 m技套 下深 m油套 下深 m中生界34903084.2183.8730089.54102877483.872802.873487女MH2井基础数据 女MH2井井身结构示意图 、割缝筛管设计、割缝筛管设计通过对女通过对女3434断块岩心的粒度分析

16、认为其粒度中值为断块岩心的粒度分析认为其粒度中值为0.2520.252mmmm0.257mm0.257mm，敏感性分析认为不发生敏感性分析认为不发生“水锥水锥”条件下的临界流速条件下的临界流速为为1010m/dm/d，超过此界限油井含水量上升。根据地质部门的产量预超过此界限油井含水量上升。根据地质部门的产量预测在测在8 8MPaMPa生产压差下可达到生产压差下可达到6565t/dt/d，在在1212MPaMPa的生产压差下可达的生产压差下可达到到8585t/dt/d。按照割缝筛管有效面积等于最高日产液量除以油层速按照割缝筛管有效面积等于最高日产液量除以油层速敏临界值，割缝宽度按敏临界值，割缝宽度按e=l.5d50e=l.5d50标准设计；筛管过流面积占套标准设计；筛管过流面积占套管外表面积管外表面积2 26 6，一般取，一般取2 2的原则。根据上述条件确