水平井完井方式与参数优选

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1、1.1研究意义完井工程是一门涉及面广、覆盖范围宽且非常复杂的工艺技术。完井方式和完井参数不仅与钻井工程密切相关，而且与采油工程、油田开发紧密相连。目前，水平井广泛应用于各类油气藏的开发，具有明显经济效益。水平井完井方式的优劣直接影响到油气井产量的大小和长期的稳产高产，直接关系到油田开发的整体经济效益。在完井工程的整个工艺过程中，完井方法的优选尤为重要，因为如果方法选择不当，将会对储层产生较大的污染和伤害，导致完井后不出油、气或产能大幅降低，从而引起油气勘探、开发中的重大损失。近年来，国内外水平井完井技术有了较大的发展[1]，已由过去单一的固井射孔完井技术逐步发展成为一套适合多种油藏类型、

2、保护油气层、提高水平井产能及采收率的综合工艺技术，并具有完善程度高、完井成本低、防止油层二次污染、提高油井产能及油层采收率的优点。同时，对短半径侧钻水平井、分支水平井、大位移水平井等特殊水平井完井技术进行了深入地研究和大胆地尝试，并获得了成功。由于受工艺和其它技术方面的影响，国内在水平井完井中，往往偏重于工艺的熟练程度，而对完井方式与油藏适应性考虑不够，绝大多数还是采用固井射孔完井，固井射孔完井占总完井数的90%以上。单一的完井方式不利于水平井和复杂油气藏条件下提高油井产能和采收率。因此对水平井完井方式和完井参数的研究具有重要的意义。在残余油开采、稠油藏和裂缝型油气藏的开发过程中，水平井

3、是最有效的开发手段。随着油田开发的进一步深入，复杂油气藏钻探开发和特殊工艺井日益增多，这些都迫切需要与之相适应的完井工艺技术，以便提高这些井的完善程度，达到保护油气藏、提高开采效益的目的。随着水平井技术的不断发展，水平井完井正朝着降低成本、缩短施工周期、保护油层、提高采收率的方向发展。1.2.1国外水平井完井方法发展状况国外水平井技术始于20世纪30年代，80年代得到迅速发展，90年代以来，水平井技术在国外已发展得相当成熟[2]，形成了从水平井设计到钻井、防砂、完井和射孔等得了非常显著的经济效益。水平井已作为常规钻井技术应用于几乎所有类型的油藏，如枯竭油藏、致密气藏、低渗油藏、边际油藏、

4、高渗油藏等。截至2000年年底[3]，世界上已有69个国家在各种油气藏中钻过水平井，总计达23385多口，其中多数在美国、加拿大和前苏联，每年完钻1000口左右（到2000年底，美国水平井数为10066口、加拿大为9665口）。水平井分布以裂缝性油藏为主，约占53%，其次是底水和气顶油藏，约占33%。近几年，随着膨胀管、智能完井等新技术的研究和应用，越来越多的国家和地区应用水平井、分支井及大位移井等复杂结构井技术来开采难动用储量、海上油气田或改善老区开发效果，都取得了明显的效果。目前，国外水平井最大水平位移达11500m，水平井最大垂深6062m，多分支水平井总水平段长度达到11342m

5、。油气勘探和开发技术发达的国家认为，要使油气井获得最佳的经济效益，必须优化选择完井方法，因而十分重视对它的研究和应用。美国的油气井完井方法设计要收集工程、地质、油层损害等方面的数据29项，输入计算机，用完井设计程序进行处理，选择出最优的完井方法。前苏联在80年代中期也发展了完井底部结构的选择程序，并把产层分为裂缝型、裂缝孔隙型、孔隙裂缝型和孔隙型四类，按产层的有效厚度、岩石强度、渗透率、砂层粒度均匀性和压力梯度等数据，设计出十一种不同的完井底部结果。同时，提出了若干项选择完井方法的具体指标，使完井方法的选择，进入了部分定量的阶段。目前，国外使用的完井方法种类较多，国外现有的水平井完井方式

6、大致可以分为五种类型：裸眼完井、割缝衬管完井、砾石充填完井、封隔器完井和注水泥射孔完井。但国外以套管射孔完井应用得最为广泛，约占完井总数的百分之九十以上。水平井绕丝筛管砾石充填防砂完井技术受到了国内外普遍的重视，各国的石油公司都加快了该项技术的研究。目前国内水平井绕丝筛管砾石充填防砂仅仅局限于数值模拟和物理模拟室内阶段，还没有进入现场。国外在水平井砾石充填研究方面，Schlumberger公司和Baker-Hughes公司技术比较领先，在美国墨西哥湾[4]已成功地实施了一批油井，防砂有效期有效延长；Texaco公司2000年在哈萨克斯坦NorthBuzachi油田[5]也成功进行了一口水

7、平裸眼井的砾石充填防砂施工，BJ公司也有类似的防砂管柱[6]。通过对资料进行研究分析，他们的施工管柱相当复杂，需用旁通管协助填砂，施工井段很长，成本高，工艺仅限于管内砾石充填，在井段较长的情况下，使后边井段采油贡献率降低，因此水平井分段开采，管内充填、管外挤压充填是今后水平井防砂工艺技术的发展方向。水平井裸眼充填砾石完井技术作为较先进的防砂方法之一得到广泛应用。该工艺能提高充填防砂强度，具有防砂效果好，油层伤害小，防砂后油井产量高、