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【摘要】利用钻井手手段提高采收率是国内外广泛采用的方法.由于钻井费用在石油工业勘探开发费用中所占比例较大.降低钻并成本成为获取最大收益的关键。近年来,多底分支井技术已逐步被认为是提高油气储量动用程度、改善低渗油田开采效果、降低建井成本的有效手段。
【关键词】钻井;提高采收率;DF-1系统;多底/分支井完井;工具;应用
1、多底分支井优点
多底分支井在油田的开发上具有很多独特的优点。概括起来它具有如下一些特点:①具有接触更大油藏面积的能力,因而能由单一井眼控制更大的采油面积。②具有一个以上水平段采油能力或有效开发多层油藏的能力。③可以防止锥进效应。④使用较少的直井开发不规则形状油田,占地面积较小。⑤降低钻井成本。⑥可通过多个分支井长度的总和达到指定的水平段长度。⑦可减少井下或地面设备的投资或日常管理费用。⑧减少地面油池的数量,因而可以减少对环境的污染。⑨具有多方向找到油藏边界极限的能力。
2、多底分支井钻井窗口的选择
分支井开窗的窗口位置是十分重要的,在分支井窗口位置的选择上主要应考虑以下几个方面:
2.1窗口位置地层可钻性好,地层稳定
分支井开窗要求窗口位置地层可钻性好,要避免在可钻性差的地层开窗,以保证窗口能顺利开出,窗口位置地层相对稳定,一般选择比较稳定的泥岩地层。
2.2窗口位置与目的层位垂直高度差。
窗口的高度是保证所钻出的分支井眼能以较低的成本和安全地钻达目的层关技术之一,在选择分支井窗口高度时要充分考虑在钻井过程中钻具的造斜能力、地层的造斜能力、完井的狗腿度,要保證完井管柱的顺利入井需求,特别是以后采油作业和增产措施对狗腿度的要求。
2.3窗口位置没有水层
由于分支井窗口的存在,因此完井套管就不可能象普通侧钻井一样增加套管的重合段解决窗口的出水问题,在窗口地层水丰富的情况下水泥的固结强度也会受到影响。因此窗口处容易发生出水等复杂情况,给油井的正常生产带来不利影响。辽河油田在第一口分支井施工时由于没有认识到这个问题结果造成了采油时窗口出水,后经多次施工进行堵水才试压合格。
3、多底分支井井眼轨迹控制
多底分支井井眼轨迹的控制是分支井钻完井中的另一个重要问题。因此在钻井进中要注意以下几个问题:①钻具组合选择合理,确保达到预定的造斜率,特别是要留有余地。②测量仪器能保证测量数据的准确,特别是要正确预测钻头处的真实参数。③测量数据的处理科学合理。④逐点计算与预测,从总体上分析实钻剖面的发展与变化趋势。⑤提前预测井眼进入油层的空间姿态,以便为下一步的钻井创造良好条件。⑥在钻进中尽量采用复合钻井以提高钻速,适当进行短起下降低井眼磨阻。根据井底预测、待钻设计、施工经验,对分支井的钻井施工进行及时全面的规划,确定所采取措施的时机及意外情况的对策,实时监测工具面,控制井眼轨迹平滑连续,避免井眼轨迹突变
4、辽河油田多底分支井完井工艺
多底井的完井方法有多种,相对应的完井工艺也各不相同。辽河根据自身油藏特点,研究了一套适合于辽河油区勘探开发需要的多底分支井完井工艺及其配套工具,现场应用已获得成功.施工工序主要包括主眼封隔器坐封、套管开窗,定向钻进,主支井眼固井、完井及主支井眼的贯通等工艺。
4.1多底/分支井完井系统
分支井完井与一般定向井,水平井等都有很大有不同,分支井钻完井的主要技术难点大都体现在分支井的完井上,辽河油田分支井系统完井工具设计钻井次序为从下到上逐个进行,如果窗口没有特殊要求则利用下一个窗口的完井管柱作为上一个分支井的支撑点。
分支井完井的关键在第二分支井的钻井和完井上,首先是要保证第二公支井的窗口状态良好,要求的钻井时钻出一个比较规矩的窗口,要防止下井工具对窗口的损坏。其次在作业过程中要很好地保护第一分支井顶部的工具完好无损。第三是要防止下井过程中工具落井造成入井工具和下部预留工具被损坏。第四是要保证入井工具配合角、尺寸与油井工具的实际情形相符。
辽河油田分支井工具主要具有以下几个特点:①采用预开孔套管与导斜器配合技术,能保证主、支井眼连接处的力学完整性、机械稳定性;②采用注水泥固井技术(局部封固或全封固),保证主、支井眼连接处有比较可靠的液压密封性;③采用预置式定位定向装置,保证各分支井眼的再进入性;④采用定向装置,保证各分支井定向的准确性、连续性和简洁性;⑤该系统有多种完井管柱组合,能保证内管柱注水泥,空心胶塞注水泥,定位局部注水泥等各种固井方式的顺利实施;⑥该系统有功能齐全的完井管柱丢手装置,能保证完井管柱的顺利下井,并按先定向悬挂,后丢手脱离,再挤水泥固井、循环洗出多余水泥的顺序安全施工;⑦该系统结构精练,机械强度高,主、支井眼通径大,功能齐全,操作方便,施工安全,适用于各种不同类型的油气井中使用;⑧该系统各工具、装置加工简捷,制造方便,组装可靠,能极大地降低工程成本,具有极大的推广应用价值。⑨该套系统总体上达到了国际标准分级4级水平。
4.2DF-1型多底分支井完井系统
4.2.1DF-1完井系统的特点。①采用相贯技术,能保证主、支井眼连接处的力学完整性、机械稳定性;②采用注水泥固井技术,保证主、支井眼连接处有比较可靠的液压密封性;③采用预置式定位装置,保证各分支井眼的再进入性;④采用定向装置,保证各分支井定准确性、连续性和简洁性;⑤该系统有功能齐全的完井管柱丢手装置,能保证完井管柱的顺利下井,并按先定向悬挂,后丢手脱离,再挤水泥固井、循环洗出多余水泥的顺序安全施工;⑥该系统结构精炼,机械强度高,主、支井眼通径大,功能齐全,操作方便,施工安全,适用在各种不同类型的油气井中使用;⑦该系统各工具、装置加工简捷,制造方便,组装可靠,能极大地降低工程成本,具有极大的推广应用价值。
DF-1型多底井完井系统主要由主井眼管柱组合、分支井管柱组合和主支井眼管柱相贯总成三部分组成。与国外同级分支井完井系统相比,该系统具有通径大、结构简洁、施工方便、价格合理等优点,该系统通过在海14-20分支井、静31-59双分支水平井、锦612-12-新22分支水平井、高3-4-17双分支水平井和小35平1井的成功应用,现已在辽河油区各区块广泛应用。
多底分支井技术是一套复杂的系统工程,它需要对油藏地质、钻井、完井和采油工艺进行系统设计和综合考虑。辽河油田分支井技术经多年的研究与应用,到目前为止巳取得了成功,并得以广泛应用。
【关键词】钻井;提高采收率;DF-1系统;多底/分支井完井;工具;应用
1、多底分支井优点
多底分支井在油田的开发上具有很多独特的优点。概括起来它具有如下一些特点:①具有接触更大油藏面积的能力,因而能由单一井眼控制更大的采油面积。②具有一个以上水平段采油能力或有效开发多层油藏的能力。③可以防止锥进效应。④使用较少的直井开发不规则形状油田,占地面积较小。⑤降低钻井成本。⑥可通过多个分支井长度的总和达到指定的水平段长度。⑦可减少井下或地面设备的投资或日常管理费用。⑧减少地面油池的数量,因而可以减少对环境的污染。⑨具有多方向找到油藏边界极限的能力。
2、多底分支井钻井窗口的选择
分支井开窗的窗口位置是十分重要的,在分支井窗口位置的选择上主要应考虑以下几个方面:
2.1窗口位置地层可钻性好,地层稳定
分支井开窗要求窗口位置地层可钻性好,要避免在可钻性差的地层开窗,以保证窗口能顺利开出,窗口位置地层相对稳定,一般选择比较稳定的泥岩地层。
2.2窗口位置与目的层位垂直高度差。
窗口的高度是保证所钻出的分支井眼能以较低的成本和安全地钻达目的层关技术之一,在选择分支井窗口高度时要充分考虑在钻井过程中钻具的造斜能力、地层的造斜能力、完井的狗腿度,要保證完井管柱的顺利入井需求,特别是以后采油作业和增产措施对狗腿度的要求。
2.3窗口位置没有水层
由于分支井窗口的存在,因此完井套管就不可能象普通侧钻井一样增加套管的重合段解决窗口的出水问题,在窗口地层水丰富的情况下水泥的固结强度也会受到影响。因此窗口处容易发生出水等复杂情况,给油井的正常生产带来不利影响。辽河油田在第一口分支井施工时由于没有认识到这个问题结果造成了采油时窗口出水,后经多次施工进行堵水才试压合格。
3、多底分支井井眼轨迹控制
多底分支井井眼轨迹的控制是分支井钻完井中的另一个重要问题。因此在钻井进中要注意以下几个问题:①钻具组合选择合理,确保达到预定的造斜率,特别是要留有余地。②测量仪器能保证测量数据的准确,特别是要正确预测钻头处的真实参数。③测量数据的处理科学合理。④逐点计算与预测,从总体上分析实钻剖面的发展与变化趋势。⑤提前预测井眼进入油层的空间姿态,以便为下一步的钻井创造良好条件。⑥在钻进中尽量采用复合钻井以提高钻速,适当进行短起下降低井眼磨阻。根据井底预测、待钻设计、施工经验,对分支井的钻井施工进行及时全面的规划,确定所采取措施的时机及意外情况的对策,实时监测工具面,控制井眼轨迹平滑连续,避免井眼轨迹突变
4、辽河油田多底分支井完井工艺
多底井的完井方法有多种,相对应的完井工艺也各不相同。辽河根据自身油藏特点,研究了一套适合于辽河油区勘探开发需要的多底分支井完井工艺及其配套工具,现场应用已获得成功.施工工序主要包括主眼封隔器坐封、套管开窗,定向钻进,主支井眼固井、完井及主支井眼的贯通等工艺。
4.1多底/分支井完井系统
分支井完井与一般定向井,水平井等都有很大有不同,分支井钻完井的主要技术难点大都体现在分支井的完井上,辽河油田分支井系统完井工具设计钻井次序为从下到上逐个进行,如果窗口没有特殊要求则利用下一个窗口的完井管柱作为上一个分支井的支撑点。
分支井完井的关键在第二分支井的钻井和完井上,首先是要保证第二公支井的窗口状态良好,要求的钻井时钻出一个比较规矩的窗口,要防止下井工具对窗口的损坏。其次在作业过程中要很好地保护第一分支井顶部的工具完好无损。第三是要防止下井过程中工具落井造成入井工具和下部预留工具被损坏。第四是要保证入井工具配合角、尺寸与油井工具的实际情形相符。
辽河油田分支井工具主要具有以下几个特点:①采用预开孔套管与导斜器配合技术,能保证主、支井眼连接处的力学完整性、机械稳定性;②采用注水泥固井技术(局部封固或全封固),保证主、支井眼连接处有比较可靠的液压密封性;③采用预置式定位定向装置,保证各分支井眼的再进入性;④采用定向装置,保证各分支井定向的准确性、连续性和简洁性;⑤该系统有多种完井管柱组合,能保证内管柱注水泥,空心胶塞注水泥,定位局部注水泥等各种固井方式的顺利实施;⑥该系统有功能齐全的完井管柱丢手装置,能保证完井管柱的顺利下井,并按先定向悬挂,后丢手脱离,再挤水泥固井、循环洗出多余水泥的顺序安全施工;⑦该系统结构精练,机械强度高,主、支井眼通径大,功能齐全,操作方便,施工安全,适用于各种不同类型的油气井中使用;⑧该系统各工具、装置加工简捷,制造方便,组装可靠,能极大地降低工程成本,具有极大的推广应用价值。⑨该套系统总体上达到了国际标准分级4级水平。
4.2DF-1型多底分支井完井系统
4.2.1DF-1完井系统的特点。①采用相贯技术,能保证主、支井眼连接处的力学完整性、机械稳定性;②采用注水泥固井技术,保证主、支井眼连接处有比较可靠的液压密封性;③采用预置式定位装置,保证各分支井眼的再进入性;④采用定向装置,保证各分支井定准确性、连续性和简洁性;⑤该系统有功能齐全的完井管柱丢手装置,能保证完井管柱的顺利下井,并按先定向悬挂,后丢手脱离,再挤水泥固井、循环洗出多余水泥的顺序安全施工;⑥该系统结构精炼,机械强度高,主、支井眼通径大,功能齐全,操作方便,施工安全,适用在各种不同类型的油气井中使用;⑦该系统各工具、装置加工简捷,制造方便,组装可靠,能极大地降低工程成本,具有极大的推广应用价值。
DF-1型多底井完井系统主要由主井眼管柱组合、分支井管柱组合和主支井眼管柱相贯总成三部分组成。与国外同级分支井完井系统相比,该系统具有通径大、结构简洁、施工方便、价格合理等优点,该系统通过在海14-20分支井、静31-59双分支水平井、锦612-12-新22分支水平井、高3-4-17双分支水平井和小35平1井的成功应用,现已在辽河油区各区块广泛应用。
多底分支井技术是一套复杂的系统工程,它需要对油藏地质、钻井、完井和采油工艺进行系统设计和综合考虑。辽河油田分支井技术经多年的研究与应用,到目前为止巳取得了成功,并得以广泛应用。