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摘 要:套管开窗侧钻充分利用老井上部井眼,大幅度降低钻井成本,充分利用老井场和地面设施,节约投资,保护环境,获得新的地质资料,为重新认识油层提供依据。但侧钻井技术的施工与应用,有一定的适用条件和选井条件。钻井液的配制,更是该工艺技术的关键。
关键词: 套管开窗;侧钻井;选井条件;完井方式
河南油田老区主力油层已经进入高含水开发后期,调整挖潜难度增大,利用侧钻工艺技术对报废老井、事故井实施套管侧钻定向井或水平井,这对于老油区开采剩余油气资源、提高油气采收率,不失为一种行之有效的方法。老井侧钻充分发挥老井的余热,而且侧钻井还可以利用老井原有井段和地面设施,其钻井成本要比钻新井低得多,经粗略计算,2007年河南油田侧钻井与新井费用对比,侧钻井总费用大约是钻新井的40%。因此河南油田近年来加强了侧钻定向井技术的研究与应用,目前,该技术已日趋成熟,进入大规模的应用阶段,获得了较好的经济效益。因此探讨侧钻井的关键技术与核心内容具有重要的作用与意义。
1侧钻井施工的选井条件
在井型的选择上,为了挖掘剩余油潜力可细分为五种类型:(1)断失层;(2)局部微构造高点;(3)井间剩余油滞留区;(4)老井部分生产层段报废,原井仍有潜力的层系;(5)井网不完善的潜力层。
1.2 选择的工艺条件
河南老区油田含油层系多,油层分布范围广,根据目前具有的侧钻工艺水平,确定了侧钻选井应考虑的工艺条件:
(1)井史调查:包括原井的原始钻井施工、完井、射孔的原始数据和生产情况及目前的现状,井径大于5 1/2(139.7mm)的井眼。
(2)井位筛选:侧钻开窗部位上部套管要完好,最好是开窗点位置具有18m以上的泥岩段,固井合格,沿开窗点以25°~35°井斜角钻遇目的层工艺最简单;
(3)侧钻井井位初设计。首先是防碰设计,同时要考虑开窗点的位置、目的层的深度差与侧钻水平位移相匹配,侧钻井段不宜过长,一般<600m,井深一般≤3000m。
2套管开窗侧钻的施工特点、工艺流程和关键技术
2.1套管开窗侧钻的施工特点
套管侧钻井与常规钻井相比有如下特点:1、辅助时间长,纯钻时间短;2、开窗后即进入深部地层,没有快速钻进;.3、受钻井液泵功率及钻具内径的影响,钻井液排量仅为常规钻井泵排量的1/3-1/4左右;4、一般采用3 1/2钻杆施工,钻杆柔性大,限制了钻压,机械钻速较低。
2.2 开窗侧钻工艺流程
开窗侧钻工艺流程:通井、通径、试压、测陀螺、开窗侧钻、定向钻进、完井作业。其中开窗侧钻包括:①下入地锚―斜向器复式铣锥开窗;②段铣器段铣套管开窗。完井作业包括完井方式和固井方式。完井方式主要是下膨胀管完井或小套管悬挂完井;固井方式为水泥浆固井。
2.3 开窗侧钻的关键技术
关键技术主要有: ①套管开窗工具的配套和应用;②井眼轨迹的定向测量和控制;③提高机械钻速和安全钻井;④保证固井质量和完井技术。
3侧钻井钻井液的配制与要求
钻井液的配制,是该工艺技术的关键环节之一。其主要内容包括:钻井液密度设计、钻井液的配方、钻井液性能与要求。
3.1钻井液密度设计
(1)对钻井液密度附加值的规定要求:油层的钻井液密度附加值为0.05-0.10g/cm3,气层的钻井液密度附加值为0.07-0.15 g/cm3。
(2)钻具在井眼里上下活动时产生的压力激动较大,使钻井液的当量密度随之增加,导致小井眼钻井施工中井漏发生几率要比常规井眼大的多。同时钻井过程中井筒内容积较小,如果井下发生油、水、气侵或漏失情况应及时调整钻井液性能,平衡地层压力,做到近平衡钻井,同时防止井喷失控事故发生,确保安全生产。
3.2钻井液的配方
该钻井液属于聚合物防塌钻井液体系。钻井液配方:0.2%PAC141+0.2%FA367+0.3%PAC142+0.8%MG-1+0.7%SHN+2%SFT-1+0.5~1%GX-1+1%ZRH-1。
3.3钻井液性能与要求
(1)钻套管附段。要求具有良好的悬浮携带能力,粘度保持在50-70S左右,屈服值大于10Pa,动塑比提高到0.4Pa/mPa.s,能顺利将铁屑带出地面,停泵时能有效悬浮,防止铁屑沉降堆集。
(2)裸眼段。控制适当的钻井液的粘度和切力,有良好的流变性、抑制防塌性、滤失造壁性和润滑性。形成泥饼坚韧、致密、井眼规则,井壁稳定,钻井液性能能满足小井眼定向施工要求。
(3)目的層段。用好四级固控设备,及时清除钻井液中的有害固相,减少钻井液中的亚微粒子进入油气层阻塞油气通道,其原则是:既要保证井筒的净化、稳定和有利于提高钻速,又要达到保护油气层的目的。
(4)油气层保护要求。进入目的层前100m应将钻井液滤失量控制在5ml以下,以保护油气层。完钻前提前处理好钻井液,性能均匀稳定。起钻前钻井液循环大于2周,有效地冲刷井壁形成的虚泥饼,保证电测顺利。
4结论及建议
(1)近年河南油田利用侧钻配套设备在南部陡坡带泌187井进行了套管开窗侧钻技术的现场施工与应用。侧钻工艺对该井重新打开通道,并全井水泥封堵施工,整个配套技术满足了该井施工要求,达到了封层的目的。建议是:该工艺技术的应用,钻井液的施工与处理应特别注意要保护油气层。
(2)就河南油田来说,对于易诱发和产生套损井的区域;低孔低渗油藏,后期生产过程中增产措施作业频繁区域;上部套管腐蚀严重,下部又有错断、变形或套损加落物的单井等,上述三种情况,尽管侧钻一次投入成本较高,但考虑长期有效地开发,拔套侧钻完井还是目前较为有效的方式。
(3)侧钻井完井方式的选择原则是:要充分考虑油田开发后期具备侧钻的条件;有利于保护油层套管,延长油气井使用寿命;施工工艺简便,成本较低。河南油田油气藏属于典型的砂岩油气藏,完井方法必须依据地质和油藏工程特点,同时要考虑到后期采油工程技术要求。
(4)侧钻井完善了注采关系,恢复或增加了水驱控制储量,控制或减缓自然递减,延长稳产时间。
参考文献
[1] 万仁溥.现代完井工程(第二版)[M].北京:石油工业出版社,2000.4
[2] 张云连.钻井新技术[M].北京:石油大学出版社,1999,12.