大庆水平井固完井技术

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1、大庆水平井固完井技术汇报人：徐明大庆石油管理局前言大庆水平井固完井的关键技术水平井完井固井工艺技术大庆水平井固井完井情况认识及建议内容进入80年代，由于MWD技术的成熟，水平井技术发展很快。目前水平井技术正向大位移水平井、侧钻水平井、分支水平井、径向水平井等特殊工艺水平井的方向发展，以满足地质及采油的要求，为油田的勘探开发发挥更大的作用。一、前言“八五”期间，大庆石油管理局与大庆石油学院、北京石油勘探开发研究院共同承担了“低渗透砂岩水平井钻井完井技术”的科技攻关，在油藏工程、钻井工程、测井、固井等方面进行了配套技术研

2、究，完成了树平1井、茂平1、朝平1井和朝平2井4口中曲率半径水平井的现场试验，形成了一套成熟的中曲率半径水平井钻井完井技术。“九五”期间，通过三年的技术攻关，形成了一套51/2套管内侧钻水平井钻井完井技术，大庆油田的侧钻水平井钻井目的是挖潜注水开发后期厚油层顶部的剩余油以及使套损井恢复生产，1997年和1998年分别完成了高160-侧平38井和金侧平6井的施工。一、前言2001年，大庆油田公司为了提高外围低丰度油田的动用程度，开始尝试应用水平井技术开发外围薄油藏，水平井技术得到推广应用，从2002年开始到现在共在大

3、庆长垣和外围完成了31口薄油层中曲率半径（阶梯式）水平井，其中长垣内部和过渡带4口井，外围油田21口井（主要是第八采油厂），外围油田的油层有效厚度0.4-1.2米，以单阶梯式水平井为主，有1口双阶梯式和1口波浪式水平井。钻井液使用油基钻井液，完井方法中以套管射孔完井为主，以利于后期的增产改造。大庆水平井钻井技术发展很快，钻进周期明显缩短，尤其是能在0.6-1m薄油层内钻水平段长700m以上的单阶梯式、双阶梯式和波浪式水平井。一、前言通过技术攻关，针对水平井固井完井技术特点，采用完井优化设计、油基泥浆完井保护油层技术、

4、油基泥浆冲洗液提高顶替效率及防窜固井技术降低失水及自由水等完井技术措施，形成了一套较成熟的固井完井技术，有力地保证了水平井的固井质量及单井上产量。随着钻井技术的发展，水平井和大斜度井已经成为石油勘探开发，增储上产的主要研究方向，提高水平井和大斜度井的完井技术显得尤为重要。一、前言二、大庆水平井固完井的关键技术水平井完井固完井技术难点：①为提高油田开发效益（采收率），必须在钻井完井全过程最大限度地保护油气层，因而对完井液及入井水泥浆性能要求严格。②套管下入难度大。与直井眼相比，水平井套管柱摩擦阻力增大，并且增加了附加应

5、力，必须考虑下套管的安全性和保证套（尾）管顺利下入。③固井质量难保证。影响水平井固井质量的关键问题在于造斜及水平井段套管不居中，使用油基钻井液容易在套管及井壁上形成油膜，致使固井冲洗困难，顶替效率低；在斜井及水平井眼状态下，水泥浆的沉降稳定性和自由水易形成井眼的高边水带而影响层间封隔导致窜槽，影响封固质量。④应用尾管完井时施工风险较大，如何实现水平井顺利座挂，安全地注水泥和起钻作业非常关键。二、大庆水平井固完井的关键技术下井后的套管串，在管柱结构和自重、井眼曲率和井斜、井径扩大率等因素作用下，管柱串必然会发生变形，导

6、致不同井深处的套管居中度发生变化。为此，我们将通过管柱串力学模型的建立和理论分析方法对该问题进行研究。（一）应用水平井完井优化设计1）套管串受力变形分析a.套管串受力变形分析模型b.套管串受力变形分析的间隙元法①选取整体套管串为研究对象，能够考虑扶正器间套管串的相互作用力和变形。②考虑了套管串（包括各种扶正器）与井壁之间的初始间隙和接触摩擦状态，其中接触状态是通过套管串的力平衡由间隙元模拟得到，而不是人为给定。③变形前，套管串轴线的空间结构为一条不同曲率的空间螺旋线，能够更合理地考虑井眼曲率的影响。④通过调整间隙元刚

7、度能够有效地模拟扶正器的线性和非线性刚度。二、大庆水平井固完井的关键技术a.套管串受力变形分析模型图1整体套管串力学分析模型示图二、大庆水平井固完井的关键技术b.套管串受力变形分析的间隙元法图2间隙元应变和刚度关系图2间隙元应变和刚度关系间隙元迭代计算时的定解式二、大庆水平井固完井的关键技术2）建立了套管串通过能力评价与居中度分析软件功能和用途①根据套管串结构、测斜数据、井径和工艺参数，经力学分析可给出任意井深处套管与井壁的接触摩擦状态、轴向力、弯曲应力、内外压力、居中度等结果。②根据整体管串柱力学分析求得的广义内力

8、和接触摩擦状态，可以求得管串柱的摩阻力、累计摩阻力和轴向力分布状态，完成管串柱摩阻力分析与评价，并进一步计算管串柱本体应力，从而完成井下管串柱本体的强度评价。③根据求得的套管居中度和测得的胶接指数，可以建立不同油田套管串居中度与胶接指数关系数据库。利用套管居中度与胶接指数关系数据库，根据求得的套管串居中度，可以模拟预测出待固井的胶接指数。④根据