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摘要:为了降低油田开发成本、挖掘老油田剩余油潜力、提高采收率、恢复长期关停的报废井、低效井等生产能力、提高老油田生产寿命,大港油田研究应用了复杂断块油田小井眼侧钻技术。经过不断的发展、完善,形成了一套复杂断块小井眼侧钻井定向侧钻、小井眼侧钻井完井、小井眼侧钻井钻井泥浆体系、小井眼侧钻井试油等配套工艺技术,实现了侧钻井的有效开发。实践证明,侧钻井技术已成为大港油田老区调整挖潜的一项进攻性措施,持续的工艺技术进步保障了侧钻井的成功实施。
关键词:定向钻井;侧钻井;小井眼;大港油田;复杂断块
前言
大港油田为复杂小断块油田,经过注水开发期,剩余油挖潜已成为油田开发的一项重要工作。而随着二次开发的开展,对剩余油分布研究进一步深入,侧钻也成为了一项重要的增产挖潜的重要措施,从而也推动了侧钻井工艺的技术进步。在大港油田侧钻井多是小井眼,其工艺经历了自由侧钻、定向侧钻和水平侧钻三个阶段,经过不断的发展、完善,形成了一套定向侧钻井、侧钻井完井、侧钻井钻井泥浆体系、侧钻井试油等配套工艺技术,为大港油田侧钻井成功实施提供了有力保障。
一、定向开窗侧钻工艺技术
(一)定向开窗侧钻
油藏研究的不断深化促进了侧钻工艺由以单纯的套损、套变井恢复生产为目的的自由侧钻,转变为以挖潜剩余油上产、增产为目的的定向侧钻。定向开窗侧钻可有效的利用原井的上部套管及地面管网,具有挖掘剩余油目的性强的特征,还可以根据油藏类型,调整开发井型,实施开窗侧钻水平井等,更好地挖掘油藏剩余油。
(二)定向开窗侧钻套管开窗技术
大港油田目前主要采用斜向器侧磨开窗工艺技术,因为该工艺开窗速度快,窗口平整圆滑,不易形成死台肩;而且可一次性完成开窗、修窗及加长窗口的开窗工作。开窗点要选择在水泥封固良好、地层稳定、远离油水层的部位,避开特殊岩性段。对于开窗点无水泥环的情况,采用二固挤灰开窗或开窗后挤水泥重新固井的方法。
(三)定向钻井技术
1.钻头优选
2003年前自由侧钻主要应用φ120.6mm三牙轮钻头,为适应定向侧钻井眼轨迹及侧钻提速要求,通过不同类型钻头的优选及现场试验,选用PDC钻头和φ120.6mm单牙轮钻头;由于φ120.6mm单牙轮钻头性价比高,适应性强,为目前定向侧钻的首选钻头。
2.裸眼钻进及轨迹控制
井眼轨迹控制是小井眼井钻进中的技术难点,钻井时所使用的工具外径小、柔性大,抗弯曲变形能力差,地层、钻井参数对井眼轨迹的影响大。因此,在整个钻进过程中很难用常规的办法进行井眼轨迹控制,只能采取实时监测的办法,利用定向工具及时调整井眼延伸方向。
为适应定向侧钻要求,考虑到小眼井的特点及完井要求,为保证井眼轨迹平滑,顺利下入完井管柱及减步井下复杂情况的发生,采用尽量简化的钻具结构,在对钻具组合上进行改进后,大港油田目前不同侧钻井段的钻具组合:
造斜段钻具组合:φ120.6mm钻头+φ95mm单弯馬达+止回阀+φ89mm无磁钻铤(MWD)+φ78.6mm加重钻杆+φ73mm钻杆。钻井参数:钻压10-20KN,排量8-10L/s、滑动钻进、转速:马达转速。
稳斜段钻具组合:φ120.6mm钻头+118mm稳定器+止回阀+φ105mm短钻铤+φ118mm稳定器+φ89mm无磁钻杆+φ78.6mm加重钻杆+φ73mm钻杆。钻井技术参数:钻压25-50KN、排量9-12L/s、转速70-80rpm。
3.开窗侧钻井钻井泥浆体系改进
用优质的钻井液构建稳定的井壁是保证固井质量的前提。为了降低环空水泥浆顶替阻力及激动压力,应在下套管前充分通井、循环和调整好钻井液性能,确保井壁光滑及钻井液性能优质,下套管后根据井下情况,选择合理的排量进行循环,并稀释调整钻井液性能。
小井眼侧钻对泥浆的要求较高,性能要达到:①具有良好的流变性和触变性,②具有良好的造壁性和较低的滤失量,③具有较强的抑制性,④具有较好的润滑性。
目前根据油藏特点选择不同的泥浆体系。根据大港油田油藏类型的特点,优选了聚合物泥浆(主要采用)、硅基防塌泥浆(主要采用)、硅酸盐泥浆三种泥浆体系。
(四)开窗侧钻井完井工艺技术
完井方式的选择是其中最为关键的一个环节。一口井完井方式的合理与否,直接关系到今后的开发开采能否顺利进行。开窗侧钻井的完井方式必须在满足现有小井筒的情况下,选择适应产层的地质特性,以减少对地层的损害,提高单井油井产量,延长油采油时间,才能达到“少投入、多产出”的经济指标。
1.完井管柱配套技术
大港油田侧钻采用了φ95.25mm(3 3/4")套管工艺。φ95.25mm(3 3/4")套管是为满足φ139.7mm套管侧钻井生产需要而专门设计的一种非标制套管,可以完全满足侧钻井后期射孔、投产作业的要求,适用于井深3500m以内,压力小于50MPa的作业环境,大大降低了水泥浆上返摩阻及地层承压,有效地解决了窄间隙固井问题,降低了固井作业难度,提高了固井质量。
2.固井水泥浆体系技术
为了减少在固井过程中发生井漏将导致水泥浆返高不够、水泥浆及其滤液进入油气层而造成储层损害等问题,以及为提高固井质量增加泥浆的稳定性能、失水性能和流变性能、防窜性能以及水泥石性能等问题,针对不同油藏类型,在原有普通固井水泥浆体系的基础上,引进了具有防窜、防漏以及水泥石硬化后抗冲击、低失水、低析水的新体系,达到了较高的稳定性、韧性和微膨胀性。
大港油田将主要固井水泥浆体系用于现场实际中取得了很好的效果。特别是近些年来在多口井上应用了漂珠、粉煤灰等低密度高强度水泥浆,降低了对易漏地层的当量总压差,解决了由于地层漏失造成灰浆低返的问题,固井有效率达到 88%。
3.下泵、射孔一体化技术
油井试油投产产时,按常规工序,射孔与下泵分2次作业完成,由此引起施工周期长,从而带来作业费用高、易井喷等问题和井控风险。鉴于此,提出了射孔与下泵1次完成的技术,并从能实现过泵定位、过泵投棒射孔、地层测试等功能的射采联作泵,射孔联作配套工具,工艺程序,完井管柱设计4个方面进行了研究,将射孔与下泵抽油工序合二为一,最终达到射孔作业后无需起出管柱,便可进行油井投产。该工艺可实现射孔、下泵作业一体化,简化施工工序,降低试油投产成本,并能有效防止井控风险,避免对地层的二次污染。
二、结论与认识
(一)侧钻井在剩余油挖潜中具有很大潜力,利用低效井、报废井侧钻来恢复和完善井网,是一种改善开发效果,提高采收率的有效途径。
(二)在精细研究剩余油的基础上,持续的工艺技术进步是侧钻井成功的保障。大港油田侧钻井工艺经历了自由侧钻、定向侧钻和水平侧钻三个阶段,经过不断的发展、完善,形成了套管开窗、裸眼轨迹控制、尾管完井、小间隙固井等配套技术,为侧钻井成功实施提供了有力保障。
(三)侧钻井在钻井和开发生产过程中还存在一些问题,如长裸眼段漏失严重井的固井问题,压裂、酸化、中深层注水等措施受水泥环、悬挂器承压低制约以及出砂造成套变、砂卡管柱修复难度大等问题,有待与技术部门进一步研究和解决。
参考文献:
[1] 夏宝华,王新海,张勇.开窗侧钻水平井挖潜中高渗高含水油藏剩余油的方法[J].石油天然气学报,2015,27(6): 380-382.
关键词:定向钻井;侧钻井;小井眼;大港油田;复杂断块
前言
大港油田为复杂小断块油田,经过注水开发期,剩余油挖潜已成为油田开发的一项重要工作。而随着二次开发的开展,对剩余油分布研究进一步深入,侧钻也成为了一项重要的增产挖潜的重要措施,从而也推动了侧钻井工艺的技术进步。在大港油田侧钻井多是小井眼,其工艺经历了自由侧钻、定向侧钻和水平侧钻三个阶段,经过不断的发展、完善,形成了一套定向侧钻井、侧钻井完井、侧钻井钻井泥浆体系、侧钻井试油等配套工艺技术,为大港油田侧钻井成功实施提供了有力保障。
一、定向开窗侧钻工艺技术
(一)定向开窗侧钻
油藏研究的不断深化促进了侧钻工艺由以单纯的套损、套变井恢复生产为目的的自由侧钻,转变为以挖潜剩余油上产、增产为目的的定向侧钻。定向开窗侧钻可有效的利用原井的上部套管及地面管网,具有挖掘剩余油目的性强的特征,还可以根据油藏类型,调整开发井型,实施开窗侧钻水平井等,更好地挖掘油藏剩余油。
(二)定向开窗侧钻套管开窗技术
大港油田目前主要采用斜向器侧磨开窗工艺技术,因为该工艺开窗速度快,窗口平整圆滑,不易形成死台肩;而且可一次性完成开窗、修窗及加长窗口的开窗工作。开窗点要选择在水泥封固良好、地层稳定、远离油水层的部位,避开特殊岩性段。对于开窗点无水泥环的情况,采用二固挤灰开窗或开窗后挤水泥重新固井的方法。
(三)定向钻井技术
1.钻头优选
2003年前自由侧钻主要应用φ120.6mm三牙轮钻头,为适应定向侧钻井眼轨迹及侧钻提速要求,通过不同类型钻头的优选及现场试验,选用PDC钻头和φ120.6mm单牙轮钻头;由于φ120.6mm单牙轮钻头性价比高,适应性强,为目前定向侧钻的首选钻头。
2.裸眼钻进及轨迹控制
井眼轨迹控制是小井眼井钻进中的技术难点,钻井时所使用的工具外径小、柔性大,抗弯曲变形能力差,地层、钻井参数对井眼轨迹的影响大。因此,在整个钻进过程中很难用常规的办法进行井眼轨迹控制,只能采取实时监测的办法,利用定向工具及时调整井眼延伸方向。
为适应定向侧钻要求,考虑到小眼井的特点及完井要求,为保证井眼轨迹平滑,顺利下入完井管柱及减步井下复杂情况的发生,采用尽量简化的钻具结构,在对钻具组合上进行改进后,大港油田目前不同侧钻井段的钻具组合:
造斜段钻具组合:φ120.6mm钻头+φ95mm单弯馬达+止回阀+φ89mm无磁钻铤(MWD)+φ78.6mm加重钻杆+φ73mm钻杆。钻井参数:钻压10-20KN,排量8-10L/s、滑动钻进、转速:马达转速。
稳斜段钻具组合:φ120.6mm钻头+118mm稳定器+止回阀+φ105mm短钻铤+φ118mm稳定器+φ89mm无磁钻杆+φ78.6mm加重钻杆+φ73mm钻杆。钻井技术参数:钻压25-50KN、排量9-12L/s、转速70-80rpm。
3.开窗侧钻井钻井泥浆体系改进
用优质的钻井液构建稳定的井壁是保证固井质量的前提。为了降低环空水泥浆顶替阻力及激动压力,应在下套管前充分通井、循环和调整好钻井液性能,确保井壁光滑及钻井液性能优质,下套管后根据井下情况,选择合理的排量进行循环,并稀释调整钻井液性能。
小井眼侧钻对泥浆的要求较高,性能要达到:①具有良好的流变性和触变性,②具有良好的造壁性和较低的滤失量,③具有较强的抑制性,④具有较好的润滑性。
目前根据油藏特点选择不同的泥浆体系。根据大港油田油藏类型的特点,优选了聚合物泥浆(主要采用)、硅基防塌泥浆(主要采用)、硅酸盐泥浆三种泥浆体系。
(四)开窗侧钻井完井工艺技术
完井方式的选择是其中最为关键的一个环节。一口井完井方式的合理与否,直接关系到今后的开发开采能否顺利进行。开窗侧钻井的完井方式必须在满足现有小井筒的情况下,选择适应产层的地质特性,以减少对地层的损害,提高单井油井产量,延长油采油时间,才能达到“少投入、多产出”的经济指标。
1.完井管柱配套技术
大港油田侧钻采用了φ95.25mm(3 3/4")套管工艺。φ95.25mm(3 3/4")套管是为满足φ139.7mm套管侧钻井生产需要而专门设计的一种非标制套管,可以完全满足侧钻井后期射孔、投产作业的要求,适用于井深3500m以内,压力小于50MPa的作业环境,大大降低了水泥浆上返摩阻及地层承压,有效地解决了窄间隙固井问题,降低了固井作业难度,提高了固井质量。
2.固井水泥浆体系技术
为了减少在固井过程中发生井漏将导致水泥浆返高不够、水泥浆及其滤液进入油气层而造成储层损害等问题,以及为提高固井质量增加泥浆的稳定性能、失水性能和流变性能、防窜性能以及水泥石性能等问题,针对不同油藏类型,在原有普通固井水泥浆体系的基础上,引进了具有防窜、防漏以及水泥石硬化后抗冲击、低失水、低析水的新体系,达到了较高的稳定性、韧性和微膨胀性。
大港油田将主要固井水泥浆体系用于现场实际中取得了很好的效果。特别是近些年来在多口井上应用了漂珠、粉煤灰等低密度高强度水泥浆,降低了对易漏地层的当量总压差,解决了由于地层漏失造成灰浆低返的问题,固井有效率达到 88%。
3.下泵、射孔一体化技术
油井试油投产产时,按常规工序,射孔与下泵分2次作业完成,由此引起施工周期长,从而带来作业费用高、易井喷等问题和井控风险。鉴于此,提出了射孔与下泵1次完成的技术,并从能实现过泵定位、过泵投棒射孔、地层测试等功能的射采联作泵,射孔联作配套工具,工艺程序,完井管柱设计4个方面进行了研究,将射孔与下泵抽油工序合二为一,最终达到射孔作业后无需起出管柱,便可进行油井投产。该工艺可实现射孔、下泵作业一体化,简化施工工序,降低试油投产成本,并能有效防止井控风险,避免对地层的二次污染。
二、结论与认识
(一)侧钻井在剩余油挖潜中具有很大潜力,利用低效井、报废井侧钻来恢复和完善井网,是一种改善开发效果,提高采收率的有效途径。
(二)在精细研究剩余油的基础上,持续的工艺技术进步是侧钻井成功的保障。大港油田侧钻井工艺经历了自由侧钻、定向侧钻和水平侧钻三个阶段,经过不断的发展、完善,形成了套管开窗、裸眼轨迹控制、尾管完井、小间隙固井等配套技术,为侧钻井成功实施提供了有力保障。
(三)侧钻井在钻井和开发生产过程中还存在一些问题,如长裸眼段漏失严重井的固井问题,压裂、酸化、中深层注水等措施受水泥环、悬挂器承压低制约以及出砂造成套变、砂卡管柱修复难度大等问题,有待与技术部门进一步研究和解决。
参考文献:
[1] 夏宝华,王新海,张勇.开窗侧钻水平井挖潜中高渗高含水油藏剩余油的方法[J].石油天然气学报,2015,27(6): 380-382.