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1、百度文库-让每个人平等地提升自我中国水平井技术应用评价及实例分析/目录第一章国外水平井技术发展现状第一节国外水平井应用情况第二节国外水平井钻井技术第三节国外水平井完井技术第四节国外水平井测井技术第五节国外水平井油层保护技术第六节国外水平井数值模拟技术第七节国外水平井新技术第二章国内水平井技术发展现状第一节国内水平井技术应用概况第二节水平井油藏工程第三节水平井钻井技术第四节水平井完井技术第五节水平井测试技术第六节水平井油层保护技术第七节水平井采油工程第三章国内不同类型油藏的水平井的应用评价第一节底水油藏中的水平井/第二节复杂断块油藏中的水平井/第三节裂缝油藏中的水平井/第四节稠油、特稠油油藏中的
2、水平井/第五节超稠油油藏中的水平井/第六节中高含水油藏中的水平井/第七节生物礁油藏中的水平井第八节低渗透油藏中的水平井第九节特低渗透油藏中的水平井第十节薄互层油藏中的水平井第十一节凝析气藏中的水平井第四章国内水平井应用范例第一节底水油藏中的水平井范例第二节复杂断块油藏中的水平井范例/第三节裂缝油藏中的水平井范例第四节稠油油藏中的水平井范例第五节超稠油油藏中的水平井范例第六节中高含水油藏中的水平井范例第七节特低渗透油藏中的水平井范例第八节薄互层油藏中的水平井范例第九节凝析气藏中的水平井范例附录1国外水平井开发天然气藏实例附录2国外水平井开发低渗透油藏实例1第一章国外水平井技术发展概况水平井技术于
3、1928年提出，40年代付诸实施，就成为一项非常有前途的油气田开发、提高采收率的重要技术。到了80年代相继在美国、加拿大、法国等国家得到广泛工业化应用，并由此形成一股研究水平井技术、应用水平井技术的高潮。现如、K平井钻井技术已日趋完善，并以此为基础发展了水平井各项配套技术。目前，国外水平井技术的发展主要有以下两大特点：一、水平井技术由单个水平井向整体井组开发、多底井、多分X平井转变；二、应用欠平巧钻片技术，减少钻井液对油层的浸泡和损害，加快机械钻速，简化祭中矛盾，使水;多底井、多分支井在较简化的完井技术下就可以达到高产。第一节水平井在国外的应用情况在水平井的数量方面，目前世界上应用水平井技术较
4、多、技术水平较高的是美国和加拿大。90年代初期，两国的水平井完钻井数几乎呈指数增长。据统计，到1996年6月30日为止，在美国已钻水平井7800口，加拿大4500口，此时全世界已钻水平井15000多口。1995年、1996年全世界共钻水平井3000多口，约占当年钻井总数的5%（图1）。至IJ99年底，全世界的水平井井数超过了两万口，这其中绝大多数都属于美国和加拿大两国。O503OOOOO o o o o O 0 5 0 5 0 3 2 2 1 口，数井井平水500019881989199019911992199319941995年份,、图11世界水平井增长情况美国的水平井技术相对于其它国家发展
5、较早。据美国能源部门统计，在美国，水平井的最大作用是横穿多个裂缝（占了水平井总数的、53%）,其次是延迟水锥与气锥的出现（占总数的33%）。另外使用得最少的是以下3个方面：水驱占9%,提高原油采收率占9%和避开目的层上部地表的限制。在美国大约有90%的水平井是钻在碳酸盐岩地层内，有报告说只有54%的水平井项目是成功的，而水平井的技术成功率却高达95%。加拿大的水平井技术应用得也非常活跃，大多数的井都钻在了Saskatchewan,尤其是那里的重油油藏。在重油油藏内，水平井在EOR方面的应用占了41%。加拿大的水平井技术相对于美国来说发展地较晚，但发展速度很快，只用5年时间，加拿大的水平井无论从
6、技术上还是从年完钻井数上都赶上了美国。图1290年代初期加拿大、美国水平井完钻井数加拿大的水平井主要应用在阿尔伯达省和萨斯喀彻温省。萨斯喀彻温省的水平井应用最初增长很快，从1992年的200口/年的水平增至1993年的500口/年，直到1995年仍保持500口/年的水平。与此相反，阿尔伯达省的水平井增长速度慢而稳定。1990年21口，1995年达到500口/年。水平井在萨斯喀彻温省应用非常广泛，1994年水平井比例达到总开发井数的56%,1995年由于常规原油开发井的兴起，水平井比例下降至30%。在阿尔伯达省，水平井比例增长较为缓慢，一般保持在17%左右。%，比分百的数井发开总占口阿尔伯达省萨
7、斯喀彻温省图13阿尔伯达省、萨斯喀彻温省水平井应用对比水平井技术是一项非常有潜力、有优势的新技术，但其风险也较大。在水平井应用较多的地方，其成功率较高，但在新区钻水平井成功率就偏低。水平井成功率各个地区不同，取决于该地区的开发经验和油藏质量。在北美，水平井总成功率在60%左右，而在其它的某些地区成功率很低，甚至几乎为0（如西得克萨斯的Spraberry走向带）。与此相反，美国和加拿大某些地区的成功率很高。同样，在世界其它地方的一些海上油田以及中东的陆上油田，水平井的成功率也很高。美国和加拿大的资料表明，水平井平均增加可采储量8%9%,相当于原油地质储量的采收率提高2%。据报道，在北海、中东和南
8、美，增加的采收率更高。利用水平井技术增加可采储量的成本应与发现新储量的平均成本可资对比。对世界各地102个公司的调查表明，全世界寻找并开采新储量的平均成本大概是美元/bbl。因此，低成本的水平井将成为增加新储量的有效工具。在增加产量和提高采收率方面，水平井在世界各地的许多油田都取得了成功。平均来讲，水平井的稳定产能是直井的25倍，许多高渗气藏实例超过了5倍。目前，在许多油田，水平井都是油田开发的主力。估计在北海的挪威地区，水平井产量约占30%,而丹麦许多油藏的水平井产量所占的比例比直井还要多。在Danish的海上油田，水平井技术以及其它措施可望将最终采收率提高3倍。在沙特，利用水平井技术可望将
9、采收率提高大约5%10%,即增加可采储量近125250X10%R。据估算，加拿大的水平井平均比直井多生产倍的原油，水平井的第一年产量高出直井3倍1。上述情况表明，水平井既有利于提高产量，又可增加可采储量。这明确说明，水平井是一种非常有效的油藏经营工具，因此在许多地区，都由水平井构成战略性的开采计划，以提高现有油田的采收率。例如在英国，利用各种提高采收率技术可望增加53X108bbl原油，而商业部预期利用水平井所达到的产量就为24X108bbl。在水平井适用油藏类型方面，国外的水平井技术主要应用在以下几种油（气）藏：薄层油藏、天然裂缝油藏、存在气锥和水锥问题的油藏、存在底水锥进的气藏。另外，水平
10、井在开采重油、水驱以及其它提高采收率措施中也正在发挥越来越重要的作用。目前，在加拿大的萨斯喀彻温省和阿尔伯达省的重油油藏已钻了900多口水平井，其中许多油藏有底水层。用直井开采有底水、厚度薄的重油油层，由于产水量过大，不可能有经济意义。另外，由于注入蒸汽易于进入底水层，在这种油藏中注蒸汽也无效果。水平井无需注入蒸汽，即能提高产能45倍。因此，钻一口水平井一次性的投入，不仅提高了产能，而且极大地节约了注蒸汽所需的管线、燃料及相关设备的费用。因此，在加拿大，许多水平井被用于冷采重油油藏。除此之外，在水驱、混相驱以及热力采油的项目中，水平井的作用也越来越明显。目前在注水开发中后期的油藏中已钻了很多水
11、平井。在低渗油藏，水平井可按直线驱动方式设计井网，从而提高了波及效率，并最终提高了注水能力和产油能力。注入能力和产能的提高，减少了油藏能量的补充时间，注水见效早。另外非常重要的一点是，这类油藏采用直井注水开发根本没有经济效益可言。然而目前，采用水平井注水开发已有成功的实例，其中一些项目在低成本下提高了原油采收率，增加了可采储量。在加拿大的Pembina油田，水平井进行水驱开发并未取得商业上的成功。分析原因表明，水平井钻于高含水区，水相渗透率高，产油能力较低。这说明，含水饱和度及相对渗透率是决定水平井进行水驱开发能否成功的重要参数。在得克萨斯西部的混相驱以及加拿大礁岩油藏垂直混相驱中也应用了水平
12、井技术。加拿大的许多这类项目取得了商业上的成功，提高了采收率。另外，加拿大还在实施一些热采项目，利用一口或几口水平井注汽以利于重力泄油。据统计，目前加拿大有100多口水平井正在用于热采增油。虽然水平井成功的例子很多，但是同时失败的例子也不罕见。从这些成功或失败井的实际资料中可以看出，以下这些参数很大程度上决定了一个水平井项目最终的成功与否。这些参数是：地层损害、地质的不确定性、井眼的大小和井距、钻井和完井成本、油井寿命，其它参数还有垂向渗透率、井的排列方向、水饱和度（水驱中）、井位、油藏压力以及是否可以钻多口水平井等。如果一口水平井不能达到预期的产量，大多数是由于以下原因造成的：生产井段小于钻
13、井长度、地层伤害、垂向油藏渗透率低。总的来说水平井失败的主要原因有三个：1、遇到的地质条件出乎意料19801992年间，ElfAquitaine参与了82口复杂结构井钻井，成功率84%。在那些失败井中，目标确定不当是造成失败的主要原因。三维地震有助于确定水平井目标，但不能详细描述水平井所遇到的油藏。另外油藏的非均质性也造成了沿水平井各井段采油和注水情况的多样性，这很可能导致采油或注水的有效井段长度小于钻井长度。尽管可以利用各种先进工具与技术，但由于各种不能预料的地质条件而最终导致水平井失败，仍是失败井的主要原因。钻井风险是石油工业的固有风险，技术进步减少了这种风险，但并不能完全消除。2、地层伤
14、害对于低渗油藏地层伤害更加敏感。目前，由于无损害或低损害钻井液及欠平衡钻井的进步，从整体来看，地层伤害造成的失败率正在不断的下降。除了地层伤害之外，世界某些地区的疏松砂岩也存在防砂和筛管失败的问题。筛管封堵显著降低了油井产能和油井寿命。一般而言，水平井单位长度的产量小于直井。因此，如果出砂主要是由于油藏中流体速率高造成的，那么可以利用水平井降低出砂问题。据报道，有些疏松重油砂岩的一些水平井经过56年的生产，也未出现防砂问题。3、水平井井筒内的压降高于油藏内的压降在低压气藏及一些重油油藏中，由于井筒内压力接近于油藏压力，减少了井眼底部液量的吸入，同时，当水平段长度超过一定长度时，产能也不再增加。
15、第二节国外水平井钻井技术90年代以来，水平井技术发展的直接动力和需求来自于高开发成熟度油田的剩余资源开发和对低渗、超薄、海洋、稠油和超稠油等特殊经济边际油藏的开发，这些开发对水平井技术有共同的要求：低成本；低污染；精确轨迹；高产量。这些需求刺激了水平井技术的完善和成熟，并最终形成一整套水平井技术。这些技术已成为九十年代油气藏开发的主要内容，并为石油工业带来了新的前景和发展契机。从下表我们可以看出近年来世界水平井技术发展的最高水平。表11水平井技术参数指标世界记录96项目技术指标时间作业者井号地点应用技术或工具日钻进水平进尺日钻进水平进尺米；钻速米/小时公司13/22a-C22北海Captain油田Hycalog公司的81/2,DS71NGJ钻头；Anadrill马达；BHI水基泥浆水基泥浆水平井水平段长度水平段长达米（测深25950英尺，垂深仅3300英尺）Maersk公司CA-14A卡塔尔AlShaheen油田Ensco-97钻机；Sperry-sun的定向钻井和可调稳定器水平井开窗造斜最大角度造斜角度达。（垂深2
