国内外水平井钻完井技术应用

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汇报提纲国内外水平井钻井技术现状与方向辽河油田水平井钻完井技术研究与实践水平井中几个关键问题研讨与分析实施06年水平井保障措施 1、国外水平井发展历程1928年提出水平井技术40年代付诸实施80年代相继在美国、加拿大等国家得到广泛应用截止到2004年全世界完钻水平井49700多口主要分布于美国、加拿大、前苏联等67个国家，其中美国和加拿大占大多数。国外 2、国外水平井专用工具大扭矩低转速多级马达可控弯接头可控稳定器水力加压器随钻扩孔工具高效PDC钻头国外 3、国外水平井仪器MWD、LWD、FEWD、SWD、EMWD随钻地震系统国外 4、国外水平井完井方法裸眼固井射孔砾石充填割缝筛管组合完井国外 水平段最长4760m1988年北海中部的科莫兰特油田CA-13井水平位移最大7289.9m1993年在北海油田Statfjord33/9C02井最大位移10114m/4900m英国WytchFarm油田M-11Y井轨迹控制精度纵向±0.5m技术成功率95%美国能源部统计结果5、水平井主要技术指标国外 1、国内水平井发展历程六十年代中期，在四川打成了磨3井和巴24井两口水平井。“八五”和“九五”期间开展了水平井各项技术的系统研究和应用(截止到2002年)完钻水平井统计表分类井数水平井705侧钻水平井372分支井31成对水平井6合计1114国内 2、代表油田——胜利油田胜利油田于1990年完钻第一口科学试验水平井－埕科1井，到2003年12月份，共设计各类（侧钻）水平井393口，累计完钻投产359口，累产油472.7×104t国内 874套3、国内水平井仪器数量仪器国内 40m80m水平段控制进度：2米198.0999年塔里木第一口阶梯水平井，属于预探井。设计导眼，导眼直接钻开两套油层，然后回填侧钻。油层厚度：2.3m3.4m。垂深3686.8m、投产86吨/天4、具有代表性的水平井、侧钻水平井钻井实例垂深：3,678m侧钻点:3,460.m（1999/4/18）9-1/2”井眼井深:3,789.81m（1999/5）垂深：3,684m671mTD:4139m13-3/8“表套502.7m.实例1阶梯水平井（TZ406）国内 实例2多目标水平井Sea在渤海地区，采用导向钻井技术，一口井钻遇7个靶国内 储层厚度2m井号YH-23-1-H26塔里木井深7,123m垂深5,169m水平位移1200m实例3最深的中半径水平井国内 井眼尺寸118mm设计造斜率:17.50/30m水平段纵向偏差:1m完井方法：筛管完井垂深：1,407.00m侧钻点：1305.00m；侧钻日期：2000.3.6139.7mm套管入口点:1470.38m,日期:2000.3.12100.00m142.63m242.63m开钻日期：2000.3.6垂深:1613.10m,日期:2000.3.15118.0mm井眼水平段纵向偏差1m实例451/2侧钻水平井土哈油田哈2-平1CP国内 国内水平井与国外水平井主要差距水平井专用钻井工具的先进性提供了强有力的硬件支持大扭矩、低转速多级马达、可控弯接头、可控稳定器、水力加压工具、随钻扩孔工具，以及高效PDC钻头等新型工具在水平井中得到了广泛应用。功能强大的随钻测量系统确保了水平井轨迹控制的精确性和最终油藏钻遇率以及对复杂地层的处理能力MWDLWDFEWDSWD对比 高水平的精细油藏描述，为水平井在复杂地层条件下准确钻遇油层降低了地质风险先进的钻井设备与专业化技术服务队伍为水平井顺利施工奠定了基础 汇报提纲国内外水平井钻井技术现状与方向辽河油田水平井钻完井技术研究与实践水平井中几个关键问题研讨与分析实施06年水平井保障措施 1、发展历程90年代初开始进行水平井、侧钻水平井方面的研究和试验工作，1992年在冷家堡油田冷43块S1+2油藏完钻第一口水平井--冷平1井。截止2005年9月底，辽河油田共完钻水平井129口辽河油田完钻水平井统计表截止2005年9月类型井数备注水平井103侧钻水平井22短半径14口分支水平井4双分支合计129 辽河油田历年完钻水平井数柱状图 2、技术指标最大井深:4016m最大水平段长:657m最大水平位移:937m最大井斜角:117°最大造斜率:1.38°/m最小曲率半径:41.52m 3、完井方式序号完井方法井数备注1TBS筛管完井112金属棉筛管完井153割缝筛管完井724固井完井55砾石充填完井１冷平3井6打孔衬管完井１曙古11sp井辽河油田水平井、侧钻水平井完井方式统计表 4、设计、实施不同几何形状井眼轨迹为超稠油开采施工的蒸汽辅助重力泄油成对水平井(SAGD)，水平段垂距10±1m因地面条件限制，靶前位移不够，采用背向施工的“L”型井眼轨迹泥岩层油层水层泥岩层水层油层为了避开靶前水淹层，采用“∽”型设计施工的井眼轨迹油层 5、水平井发展不同阶段技术经济指标对比辽河水平井发展可分为2个阶段：1990-2000研究试验阶段2001-现在推广完善阶段一阶段以技术研究为核心，以掌握水平井技术理论和常规工艺为目的，研发与配套了专用钻、完井工具，现场试验地质效果较差二阶段以推广应用为核心，以改善开发效果获取经济效益为目的。基本实现了油藏地质研究、钻完井技术与采油工艺相配套，由单井向区块部署、由开发井向探井逐渐过渡，地质效果显著 水平井平均完井周期由43.5天下降到34.65天；侧钻水平井由平均44.5下降到35.31天，表明技术进步明显。水平井平均日钻井速度由31.56米提高到53.55米；侧钻水平井由平均6.6米提高到15.28米钻井周期与钻井速度对比 钻井成本对比分析——水平井平均每米钻井下降74.17%——侧钻水平井平均每米钻井下降68.56% 第一阶段完成的24口井有9口井出现工程或地质问题第二阶段完成的水平井/侧钻水平井，有1口井因地质原因报废，无工程质量事故发生技术成功率对比 6、基本认识辽河油田水平井/侧钻水平井技术在近几年进步是明显的技术成功率在提高：100%>>87%完钻井周期在缩短：43.534.7天；44.535.3天；钻井速度在提高;31.653.6m/d;6.615.3m/d单位进尺成本在大幅度下降;45943407元/米纵向控制精度±1米，横向±5米，能完成不同形状型轨迹的水平井现场施工 水平井/侧钻水平井技术已经在多中类型的油藏开发中得到应用,并被证明是经济、高效的开采手段。开采不经济的边际油藏：锦27-平1老区挖潜剩余油：特油杜84块井间水平井延缓底水油藏锥进速度：冷43、冷41块；低渗高凝油藏：静17块 利用水平井/侧钻水平井技术开发薄的稠油油藏目前效果较差，需要进一步加强工程与地质相结合，提高油藏钻遇率，改善开发效果薄层油藏完钻参数统计表 汇报提纲国内外水平井钻井技术现状与方向辽河油田水平井钻完井技术研究与实践水平井中几个关键问题研讨与分析实施06年水平井保障措施 水平井的领眼问题MWD与LWD随钻测量仪器问题水平井的完井问题水平井的建井成本问题关键问题： 水平井的领眼问题表层套管入口靶点A设计的井眼轨迹入口靶点前入口靶点上入口靶点后 对钻领眼地质目的的认识落实水平井入口靶点的地质层位和油藏状况对低水油藏落实底水锥进高度(1)从已知油藏向未知油藏钻进是在地质情况不清楚情况下确保水平井基本成功的前提条件。领眼只能解决入口靶点的油藏准确深度但不能确保油藏存在(2)、对探明油藏准确深度的领眼应努力打在设计水平段的中部位置，以增加控制点来提高成功率。(3)、对探明底水锥进高度的领眼应设计在入口靶点，因为该点是底水最易突破的薄弱点。(4)、领眼不是任何油藏都必须的，而且不是总可实现的 LWD随钻测量仪的问题LWD：钻井参数+地质参数即附加了部分测井功能；目前现场已成功应用了4口井——可以准确的进行G、R测量,与测井曲线吻合——可以对已钻地层进行评价——但不能进行近钻头测量，因此无法实现地质导向钻井——可替代部分测井功能 杜813-兴平51井LWD与测井曲线对比图 冀东油田C2-3水平井LWD与测井曲线对比图 水平井的完井问题水平井的完井方式裸眼完井固井完井筛管完井完井方式的选择直接关系到油井的生产能力和寿命。完井方式是由油藏地质特征和开发目的共同决定的。 1、碳酸岩地层、潜山花岗岩地层等一般可采用裸眼完井，或打孔筛管完井，增加地层渗流能力，降低成本。2、对底水油藏和开发水脊上剩余油的水平井一般采用固井完井。目的是为后续的堵水措施奠定基础3、筛管完井方式适合绝大多数油藏类型和开发目的，对稀油和热采方式的普通稠油和超稠油都是适合的，但不能实现堵水和压裂。割缝、金属纤维、TBS4、目前水平井完井中存在着问题：大斜度（水平）段固井质量难以保证；低压、易漏地层存在固井风险；完井管柱强度设计与实际情况有差距 水平井/侧钻水平井的建井成本1、钻井速度慢、完井周期长、钻机运行费用高客观因素：工艺过程自身的复杂性螺杆钻进比转盘钻进自身速度慢国产螺杆钻具的寿命短不断清洁井眼和频繁起下钻主观因素：领眼钻进报废进尺仪器和工具耽误钻井时间2、随钻仪器没有地质监测功能，填井事故时有发生，直接延误了钻井周期，影响了双方效益。 三开井身结构133/8//表套133/8//表套171/2//钻头122/8//钻头95/8//技术套管81/2//钻头7//筛管81/2//钻头7//筛管二开井身结构井身结构影响钻井成本的两个方面：二开井身结构节约钻井周期；7//技术套管比95/8//技术套管节省管材；30～40万3、井身结构直接影响钻井成本 降低水平井成本的对策在现有技术条件下，水平井目前的建井成本是比较合理的，在没有取得重大技术进步前要大幅度降低水平井成本是不现实的。但作为技术服务方仍然可以在下列方面做有益的工作：——改变井身结构，通过提高钻井速度和减少管材用量来降低建井成本——使用先进的随钻测量仪器避免报废的领眼钻井进尺——研制和使用低成本泥浆体系；——优化水平井曲率半径，减少工程施工技术难度 汇报提纲国内外水平井钻井技术现状与方向辽河油田水平井钻完井技术研究与实践水平井中几个关键问题研讨与分析实施06年水平井保障措施 1、工程院可提供一定数量随钻仪器、井下动力钻具和技术服务人员随钻仪器MWD8套LWD1套有不同规格的井下动力钻具单弯螺杆钻具30多套有先进的专用设计软件LANDMARK软件有专业化工程施工技术人员6个专业化项目组（含现场地质跟踪人员） 2、加大技术攻关力度，着重解决现场施工中遇到的技术难题；加强专用工具的研发能力，加速技术装备的改进以适应市场的需要。要全面提高辽河油田水平井的开发效果，加强地质研究是关键，尤其是关于水平井的油藏工程研究要从经验走向理论，要从单井部署走向区块整体开发。解决复杂地层条件下的钻井技术和复杂地质条件下的油藏钻遇率问题砾石地层、潜山易漏地层、低压区块加密水平井钻井技术； 提高水平井专用工具、仪器的研发能力，加快先进仪器工具的购置，确保辽河水平井钻井技术的先进水平。为解决薄油藏的油层钻遇率问题，一方面要扩大LWD的应用力度，另一方面要加强现场地质导向跟踪,加强工程与地质的密切配合，做好待钻井眼的提前预测工作。解决水平井完井技术难题，加快开展水平井固井完井研究工作进程 3、在勘探局主管领导和油田开发部门的统一协调、组织下，集中和整合全局的优势钻井设备、专用工具和力量，减少内部竞争，提前作好技术、人员和设备的准备工作，提高效率，确保合作双方的效益 汇报完毕谢谢