斜直井钻机在新疆油田九区VHSD水平井中的应用

新疆油田拥有丰富的浅层稠油资源,1993年新疆油田利用斜直井钻机在克拉玛依油田九区和风城地区钻成了8口斜直水平井,因当时钻机设备及工艺落后,该技术并未得到推广应用,多年来新疆油田公司一直采用直井钻机钻水平井的方式开采浅层稠油油藏,2014年新疆油田开展了直井与水平井组合的驱泄复合(VHSD:Vertical Horizontal Steam Drive)先导试验。最终试验表明,VHSD技术可有效提高稠油油藏蒸汽吞吐后期的开发效果。为继续应用水平井技术经济、有效地开发浅层稠油油藏,同时探索新的水平井钻井方式,时隔二十余年后,2018年新疆油田公司决定选择在克拉玛依九区进行斜直井钻机钻VHSD水平井的先导试验,并成功钻成了新疆油田第一口应用斜直井钻机钻成的VHSD水平井——HWT98020井,该井完钻井深757 m,垂深165.40 m,井斜角89.50°。该井的顺利完成,不仅意味着新疆油田对钻井设备的不断探索突破,对克拉玛依油田未来的浅层稠油井开采也具有及其重大意义。     

浅层稠油SAGD水平井与直井联合钻完井技术

目前国内外浅层（超）稠油开发技术还存在一定的局限性。浅层稠油SAGD水平井与采油直井联合开采技术方案,能有效解决水平井开采中沉没度不够、油井维护困难等诸多问题。针对该方案实施中存在水平井钻井难度大、两井连通风险高等一系列技术难题,借助最新的MGT磁导航钻井技术,实现了水平井井眼轨迹的精确控制,满足了SAGD水平井轨迹控制的要求。结合MGT磁导航技术,采用研制的特殊大直径套管段铣和扩眼造穴工具,保证了水平井和直井的成功连通。SAGD水平井与直井采用砾石充填完井方式,合理制定两井联合完井工艺流程,形成了完整的适合SAGD水平井与直井联合作业的砾石充填完井工艺。      

提高直井与水平井组合SAGD泄油速率技术研究

针对辽河油田直井与水平井组合SAGD井组在开发过程中存在泄油速率低、蒸汽腔扩展不均匀等问题,以R.M.Bulter建立的双水平井泄油模型为理论基础,将直井与水平井简化为双水平井,在考虑端点效应有限长度水平井日产量方程的基础上,建立了水平井的泄油速率模型,并得到直井与注汽水平井组合SAGD上产和稳产阶段的泄油速率方程。分析泄油速率方程发现,直井与水平井组合SAGD井组泄油速率的主控因素为泄油井点数和蒸汽腔纵向扩展高度,结合辽河油田稠油开发实践,给出了直井与水平井组合SAGD井组提高泄油速率的技术措施,即水平段跟部注汽井增加2口,并将注汽井注汽排量提高20%,同时将最佳射孔位置设在靠近低物性段处,补孔长度确定为8 m。该技术在辽河油田6井组进行了现场应用,日产油量均呈现不同程度的上升,取得阶段性成功,为进一步提高SAGD井组泄油速率奠定了良好的基础。      

直井与水平井组合SAGD试井解释方法研究

SAGD技术是蒸汽辅助重力泄油技术。根据辽河油区地质特点及开发方式,在复合油藏模型和各向异性水平井试井模型的研究成果基础上,采用叠加原理,建立了直井与水平井组合方式下试井解释模型,研究了典型曲线拟合方法。将研究成果应用于辽河油区的试井资料解释之中,得到的分析结果符合油田实际,对指导水平井与直井组合方式下的稠油合理高效开发及制定油田开发技术政策具有一定的理论和现实意义。     

浅层稠油热坑道内开采技术

坑道采油技术是稠油开发的一项新技术，主要利用蒸汽辅助重力泄油（SAGD）的原理，通过油砂层下面的巷道系统向油砂层中钻水平井进行热力采油，对开采特浅层、超稠油油藏和进一步提高稠油采收率（可达50％以上）有较好的应用前景。简要介绍了坑道采油技术在国外稠油油田的应用情况，并重点介绍了加拿大阿尔伯达油砂技术研究局利用竖井和坑道进行的UTF采油工艺以及水平井蒸汽辅助重力泄油开采技术，并介绍了与常规稠油开采方法不同的坑道内钻井施工，为国内开发稠油油藏提供了技术借鉴。     

吉木萨尔区稠油油藏整体开发方案优化

根据吉木萨尔地区稠油油藏特点,通过三维地质建模对三种开发方式即全直井井网蒸汽吞吐转汽驱、直井+水平井井网吞吐转蒸汽辅助重力泄油技术、全水平井井网蒸汽吞吐转汽驱的开发方式进行了开发效果数值模拟研究,结果表明,直井+水平井蒸汽吞吐转SAGD的开发方案最适合本区块的开发。     

杜84断块SAGD监测技术研究

杜84断块超稠油直井随着吞吐周期的不断增加,周期吞吐效果变差.为提高采收率,在直井井间加密实施水平井,挖掘井间剩余油,采用周围直井注汽水平井采油的蒸汽辅助重力泄油(sAGD)技术进行开采.在SAGD生产阶段,利用水平井井内下入毛细管与热电偶束的方法进行多点压力温度监测,同时监测水平段蒸汽腔内压力温度及蒸汽腔扩展范围,为周围直井注汽井选择及水平井生产动态参数调整,确保水平段蒸汽腔横向及纵向均匀扩展,最终实现重力泄油提供了重要的依据.     

物理模拟直平组合SAGD与双水平SAGD开发对比

SAGD(蒸汽辅助重力泄油)技术是一种开发超稠油经济有效方式,应用SAGD技术能够大幅提高油藏采收率,对油田的长远发展具有十分重要的意义。SAGD开发主要有两种布井方式,直-SAGD与双水平SAGD。实验以杜84块馆陶组油藏参数,流体性质为基础,采用高温高压三维比例物理模型来描述超稠油油藏直井蒸汽吞吐后转蒸汽辅助重力泄油的开发过程,认识直井与水平井SAGD和双水平井SAGD开发过程中蒸汽腔变化,各生产阶段特征和开采机理,预测油藏采收率和开发动态及生产效果。     

辽河油田超稠油油藏开采方式研究

辽河油田杜８４ 块兴隆台油层是一个超稠油油藏。由于地下原油粘度大,流动性差,因此常规直井蒸汽吞吐效果很差,平均周期油汽比只有０．３５。为了提高蒸汽吞吐开采效果,在油田现场采取了一系列技术措施,包括采用高效真空隔热油管、加深注汽管柱、采用大泵抽油等,措施后,周期油汽比提高到了０．５５９。同时,根据该油藏地质特征及原油性质,研究并试验了水平井注蒸汽开采、成对水平井蒸汽辅助重力泄油、水平裂缝辅助蒸汽驱及垂向燃烧辅助水平井重力泄油等新技术及开采方式。结果表明,水平井技术与重力泄油相结合,将是提高厚层超稠油开采效果的一种主要方式。     

稠油油藏直平井组合立体开发实验研究

为研究辽河油田杜84块稠油油藏直井水平井组合SAGD开发模式,提高驱油效率,建立了高温高压三维比例物理模拟系统,进行三维模拟实验。通过实时记录和处理实验过程中各测点的温度和压力数据,得到理想状态下模型内温度场扩散规律,发现了蒸汽超覆现象。结合瞬时产油曲线和含水率曲线,可将直井水平井组合SAGD生产分为蒸汽腔发育、蒸汽热连通、热流体泄流和产量衰减四个阶段。掌握生产曲线中各参数的变化及温度场的扩散规律,对指导直井水平井组合SAGD方式下稠油的合理开发及制定开发技术政策具有一定的理论意义和现实意义。     

浅薄层稠油油藏水平井开发实践与认识

介绍了克拉玛依油田四2区齐古组油藏的特征、开发过程和开采工艺,形成了一套较为适合的常规直井钻机钻浅层稠油水平井的钻井、完井技术工艺,实践表明,在浅层稠油利用直井和水平井技术进行开发,可大幅度提高单井产能和综合开发效益。     

稠油油藏水平井多元热流体吞吐高效开采技术

水平井多元热流体吞吐高效开采技术是一项综合利用水平井、二氧化碳、氮气和蒸汽进行稠油开发的提高采收率新技术。根据稠油油藏的特点,对其进行了水平井多元热流体吞吐实验及数值模拟研究,揭示了其提高采收率机理。与常规蒸汽吞吐相比,水平井多元热流体吞吐高效开采技术具有3大优势:水平井可以提高注入能力与生产能力,且吞吐有效期长;二氧化碳能有效降低稠油粘度和残余油饱和度,提高驱油效率;氮气可以扩大注入蒸汽波及范围,降低注入蒸汽热损失。现场应用证实,该技术可有效提高蒸汽的利用效率,降低注入压力,提高油井产能,延长吞吐有效期,能够大幅度提高海上稠油产量。     

RMRS在稠油/超稠油开发中的应用

RMRS可以直接探测钻头到目标井的距离和方位,随着井深的增加不会产生累积误差,可用于SAGD双水平井和连通井的井眼轨迹控制中。在稠油/超稠油开发中,SAGD双水平井对采收率的贡献最大,但是仅依靠双水平井井型具有一定的限制,而双水平井加连通井的方案为浅层稠油/超稠油开发开辟了新的途径。在双水平井加连通井方案的施工中,可以只用RMRS完成双水平井水平段和水平井与直井连通的井眼轨迹探测。因此,RMRS在稠油/超稠油(特别是浅层稠油/超稠油)开发中具有广阔的应用前景。     

克拉玛依浅层稠油VHSD水平井出砂治理对策

克拉玛依某浅层稠油疏松砂岩油藏前期采用蒸汽吞吐开采，为提高采收率、实现油藏接替开发，计划由吞吐开发转变为VHSD驱泄开发。驱泄井相较于吞吐井蒸汽温度更高、采油速度更快，传统的水平井悬挂割缝筛管防砂方式已不能满足需求，需进一步探索合理的防砂方式。在综述水平井防砂技术的基础上，针对该油藏水平井先期悬挂割缝筛管完井工艺，结合开发特征，优选采用管内砾石充填防砂技术并进行优化施工。现场实施表明该技术有效解决了该油藏出砂问题，延长了检泵周期，几乎不影响油井产量，对同类油藏开发具有借鉴作用。     

直井-水平井组合蒸汽氮气泡沫驱物模实验

稠油开采在蒸汽吞吐（CSS）阶段出现的高渗层蒸汽窜流影响了开采效果,利用稠油油藏水平井开采可以增加泄油面积,增强导流能力,提高最终采收率,但用水平井开采稠油更易受窜流通道的影响,造成水平井段动用不均、高含水等问题。笔者采用三维物理模拟手段研究了直井-水平井组合蒸汽氮气泡沫驱提高采收率机理,用不同驱替阶段平面和剖面三维温度场数据评价了蒸汽驱转蒸汽氮气泡沫驱温度场发育效果。在高含水下采用氮气泡沫辅助蒸汽驱后,含水率先降、后升,最终采收率为63.3%,相比蒸汽驱提高了6.2%。蒸汽氮气泡沫驱降低了蒸汽单井突进和蒸汽超覆现象,增加井间波及区域,扩大了整体的波及体积,改善了蒸汽驱效果。     

超浅层稠油水平井注采工艺的研究与应用

针对井楼油田超浅层稠油水平井原油粘度大、储层胶结疏松、出砂严重、造斜点浅、井斜变化率大以及方位角大的特点,研究应用了滤砂管挤压防砂完井工艺、隔热注采一体化工艺、大斜度抽稠泵抽油工艺,先后在楼平1井等5口水平井进行了现场试验,施工成功率为100%,平均累计增油2683.1t,平均油气比0.321,平均有效期596d。实现了稠油有杆泵人工举升最大井斜角达72.95°,最大位重比2.59。现场应用证明,该技术能够达到超浅层稠油水平井注采的要求,很好地解决了超浅层稠油水平井的开采难题,具有广阔的推广应用前景。     

水平井稠油采油技术综述

文中系统综述了水平井稠油开采工艺技术，介绍了国内外水平井稠油开采技术的历史发展情况、目前现状以及发展趋势。其中主要介绍了水平井蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油、火烧油层、电磁加热和水平井出砂冷采工艺技术；并在最后给出了结论和建议。     

国外稠油油藏单井SAGD开发技术综述

蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)是稠油开采的重要技术。自巴特勒首次提出SAGD技术以来,该技术在世界范围内得到了广泛的应用。为了提高SAGD技术在不同地质条件下的应用效果,多种变型SAGD技术被提出,单井SAGD技术就是其中之一。通过深入调研国内外单井SAGD技术的研究和应用情况,从技术原理、技术特点和应用实例等方面对水平井单井SAGD、直井单井SAGD以及U型井SAGD技术进行了介绍。研究表明,单井SAGD技术具有独特的应用特点,能够有效开采薄储层、隔夹层等具有特殊地质情况的稠油油藏,具有广阔的应用前景。     

新疆油田浅层稠油鱼骨型分支水平井技术

为进一步降低新疆浅层稠油区块开发的综合投资及开采成本，寻求稠油油藏商业开发的最佳技术途径，2006年新疆油田在百重7井区首次采用鱼骨型分支水平井技术进行了稠油开采的现场试验并取得成功。结合新疆浅层稠油油藏第一口鱼骨型分支水平井——bHW01Z井现场实施情况，从技术关键、井身结构优选、井眼轨道设计、井眼轨迹控制技术、裸眼分支侧钻技术、主井眼重入及钻井液防塌等方面对浅层稠油鱼骨型分支水平井技术进行了详细介绍。bHW01Z井的成功不但证明应用鱼骨型分支水平井开采浅层稠油是可行的， 也为今后该技术在新疆油田浅层油藏的推广应用积累了经验。     

稠油油藏水平井复合吞吐开采技术研究

水平井复合吞吐开采技术是一种综合利用CO2、N2和蒸汽进行稠油吞吐开发的提高采收率技术,它由水平井、CO2、N2和蒸汽四个关键部分组成。与常规蒸汽吞吐相比,水平井复合吞吐开采技术针对稠油油藏有以下优势:水平井可以增大注入能力与生产能力,且吞吐有效期长;CO2能有效降低稠油黏度,降低残余油饱和度,提高驱油效率;N2可以扩大注入蒸汽波及范围,降低注入蒸汽热损失。现场应用表明该技术可以有效提高蒸汽的利用效率,降低注入压力,提高油井产能,延长吞吐有效期,大幅提高了海上稠油产量,目前已在我国渤海建成10×104t的产能。