鱼骨状分支水平井气水两相产能分析

鱼骨状分支水平井具有与储层接触面积大,气井产能高的特点,但在气藏开发后期由于气井见水使得产量急剧降低,准确预测气水同产鱼骨状分支水平井产量至关重要。基于气水两相渗流规律,考虑启动压力梯度、应力敏感、分支井与主井眼夹角、滑脱效应、近井地带的高速非达西和表皮效应对产能的影响,利用保角变换和等值渗流阻力法,得到了气水同产鱼骨状分支水平井的产能公式。实例分析表明随着分支井与主井眼夹角增大、分支井数目增加,气井产能增大;随着启动压力梯度、应力敏感系数、水气质量比的增加气井产能降低。研究为气水同产鱼骨状分支水平井产能预测提供了一种新的思路。     

伊拉克H油田Sadi油藏鱼骨井井眼布置方案研究

为有效开发伊拉克H油田特低渗透油藏Sadi油藏,针对该油藏的特征和鱼骨井钻井条件,综合考虑地质、油藏及工程因素,进行了鱼骨井井眼布置方案优选方法研究,以获得既能满足开发要求又能在极限钻井条件下顺利钻井的鱼骨井井眼最优布置方案。以Sadi油藏地质条件和常规定向井钻井能力为基础,确定了鱼骨井主井眼及分支井眼的极限钻井深度;以累计产油量为目标,分析了鱼骨井主要参数（分支井眼数量、分支井眼长度、相邻分支井眼的间距、分支井眼与主井眼夹角）及不同鱼骨井井眼布置方案对累计产油量的影响,确定出累计产油量较高的井眼布置方案;以鱼骨井不同井段井眼轨道的钻井难度,建立相应模型评价了鱼骨井井眼不同布置方案的钻井风险,确定出钻井成本较低的井眼布置方案,最后优选出4分支井眼、分支井眼长730.00 m和3分支井眼、分支井眼长800.00 m的最优井眼布置方案。采用优化的井眼布置方案,累计产油量较高,钻井风险可控,钻井成本低。提出的鱼骨井井眼布置方案优选方法将钻井工程和地质油藏工程紧密结合,为油藏工程师优选鱼骨井井眼布置方案提供了思路,并为其他相似油藏进行鱼骨井井眼布置方案设计提供了借鉴。      

鱼骨型分支水平井钻井技术开发煤层气技术难点分析及技术对策

我国煤层气勘探开发由于普遍采用直井钻井技术，煤层井眼裸露面积小，导致单井产量低，至今未形成工业规模。鱼骨型分支水平井能够充分增大煤层井眼裸露面积，大大提高单井产量，但在井眼稳定和井眼轨迹控制方面存在一系列技术难题，作者通过近年的研究，对煤层气鱼骨型分支水平井钻井井眼稳定和井眼轨迹控制技术难点进行了研究分析，并借鉴国内外石油工业钻井中成熟的技术，结合国内钻井技术水平，提出了井眼稳定和井眼轨迹控制技术方案，同时对煤层气鱼骨型分支水平井技术下步攻关方向进行了阐述。     

鱼骨状水平分支井分支初始段的优化设计

随着鱼骨状分支井的应用越来越广泛,对鱼骨状分支井的设计提出了更高的要求。在鱼骨状水平分支井的设计中,分支初始段的形态关系到管柱重入问题、岩屑的堆积问题以及分支井眼与主井眼连接处井眼的稳定性问题,因此,分支初始段设计的合理与否在鱼骨状水平分支井的设计中显得尤为重要。对影响鱼骨状水平分支井分支初始段设计的因素进行了分析,通过对分支初始段长度、配合不同工具面角、造斜率关系进行研究,对分支初始段进行了优化设计,给出了符合实际设计要求的分支初始段长度和所需工具面角的取值范围,以上研究对鱼骨状水平分支井的设计有一定的参考价值。     

中国石化首口稠油热采鱼骨状分支水平井喜获高产

由中国石化股份胜利油田分公司地质科学研究院承担设计的胜利油田第一口稠油热采鱼骨状分支水平井——沾18-支平1井于2007年12月17日成功完钻，这也是中国石化首口稠油热采鱼骨状分支水平井。该井有1个主井眼和4个分支井眼，主井眼与4个分支井眼呈鱼骨状分布，主井眼长为403．6m，4个分支井眼总长为484．4m。该井于2008年1月23日常规投产，     

基于多目标约束三维水平井轨道优化设计研究

三维水平井轨道设计由于轨道剖面复杂,利用常规设计方法难以在满足工程约束下实现轨道精确入靶,增加了设计难度。针对这一难题,提出了满足一定入靶精度的"直-增-稳-增扭-稳-水平段"五段制井眼轨道优化设计方法,以入靶精度和最短井深作为双优化目标,以造斜段造斜率和扭方位段全角变化率作为约束条件,建立了多目标约束的三维水平井轨道优化设计模型,并采用宽容分层法对模型进行求解。通过实例验证,结果表明提出的模型不仅满足设计井深最短,而且保证了入靶前扭方位段狗腿度较小,实现了三维水平井井眼轨道优化设计,降低了作业难度。     

哈拉哈塘超深水平井井眼轨道优化设计

哈拉哈塘区块已钻水平井井眼轨道设计虽可以满足施工的需要,但设计的造斜率偏小,定向施工时间较长,导致定向仪器和造斜工具在井底时间长,增加了仪器和工具高温下失效的风险。从造斜率优化的角度出发,分析计算了不同套管可以通过的最大井眼曲率和工具的造斜能力,结合钻井现场造斜工具的实际造斜情况,选择哈拉哈塘区块水平井双增轨道中第一造斜段的造斜率为7°/30m,第二造斜段的造斜率为10°/30m。然后运用Landmark软件计算分析了以下内容:所选造斜率的轨道,垂深变化对造斜率带来的影响是否影响螺杆钻具的选择,造斜率增大情况下管柱能否安全下入井底,摩阻的变化情况。计算结果显示,采用大造斜率设计是可靠的。现场应用表明,优化后的水平井井眼轨道设计更利于控制井眼轨迹,同时缩短了定向施工时间。      

新疆油田SAGD鱼骨状水平井钻井技术

为有效增加油层裸露面积,提高稠油油藏储层吸收蒸汽的效果,从而提高稠油井的产量及采收率,新疆油田将SAGD水平井与鱼骨状水平井技术相结合,以SAGD成对水平井为基础,利用SAGD磁定位导向技术与鱼骨状分支井眼轨迹控制技术,在注汽井水平段钻若干鱼骨状分支井眼,形成了可有效增加储层裸露面积的SAGD鱼骨状水平井钻井技术,并钻成了SAGD鱼骨状水平井FHW3043井组。FHW3043井组的顺利钻成证明了SAGD鱼骨状水平井钻井技术的可行性,为该技术在稠油油田的应用积累了经验。      

煤层气水平分支井轨迹设计新方法

煤层气水平分支井技术已成为科学、高效开发煤层气资源的重要手段,而轨迹设计作为该技术的关键组成部分,直接影响到后期的钻完井作业的成败以及煤层气开发效果。煤层气水平分支井轨迹设计涉及多约束条件下的三维轨迹设计问题,目前国内对这方面的研究虽取得了一定的进展,但仍有待于发展和完善。为此,基于空间圆弧轨道理论,建立了一套适合煤层气水平分支井的三维轨迹设计模型,应用矢量分析理论求得了约束变量间的解析表达式,并提出了配套的轨迹设计计算流程,可以在分支爬高高度和现场工具造斜率约束下,准确、快速地设计出合理的煤层气水平分支井井眼轨迹。根据以上模型,采用现代可视化编程技术开发了煤层气水平分支井井眼轨迹设计软件和井眼轨迹三维可视化软件,并完成了一口双分支煤层气水平井的设计。     

小靶前距水平井反位移轨道设计方法

为解决小靶前距水平井一次造斜造斜率高所造成的技术难题,采用小靶前距水平井反位移井眼轨道设计方法。使用该方法,在不移动井口位置的情况下,通过第一次反方向造斜,增大水平井的靶前距,再采用常规造斜率设计小靶前距水平井轨道,降低施工难度。主要方法是先按常规造斜率设计计算水平井所需的靶前距,此靶前距与原小靶前距的差值即为所需的反位移量,再根据反位移段的造斜率、降斜率及造斜点深度,计算出反位移井段的最大井斜角和稳斜段长度,在此基础上设计出井眼轨道的其他参数。     

煤层气多分支水平井轨迹控制技术

多分支水平井因能够有效提高煤层气产能而成为煤层气开采的主要井型,但由于技术和经验不足,在钻井施工过程中,钻速慢、井下复杂情况时有发生。文中分析了多分支水平井在各个阶段的轨迹控制难点,并探讨了悬空侧钻、老眼重入等技术难点及控制要点,给出了造斜段轨道设计运算过程,通过合理选择随钻测量系统,精确控制了钻井全过程轨迹参数。该井眼轨迹的精确控制为我国煤层气多分支水平井整套工艺的施工提供可靠的技术借鉴和准确的参考数据。     

澳大利亚M区块低煤阶煤层气井产能主控因素及合理开发方式

为了研究低煤阶煤储层资源,结合低煤阶煤层气井的生产特征和气田地质模型资料,建立了低煤阶煤层气井数值模型,并进行了产能影响因素敏感性分析,明确了影响煤层气井产能的主控因素,基于储层物性划分,开展了低煤阶煤层气合理开发方式的优化研究。结果表明：合采井纵向穿过J和T共2套煤层组,纵向储层控制程度高、排水量大,有助于降压解吸,增加单井产量;影响低煤阶煤层气井产能的主控因素有累计净厚度、渗透率、含气量、井距和含气饱和度;埋深< 250 m的储层最优井距为1 500 m,埋深为250～350 m的储层最优井距为1 200 m,埋深为350～400 m和埋深为400～450 m的储层最优井距为1 000 m,埋深450～600 m的储层最优井距为800 m,埋深> 650 m的储层最优井距为700 m。该项研究为气田的有利区筛选和开发优化提供了理论基础和技术支撑。     

煤层气井试井测试方法

煤层甲烷解吸及煤岩易破碎的特征，使得煤层气井试井设计格外重要，煤层与常规储层间贮存及采出机理的不同，决定了煤层气井的试井方法与常规油气井试井方法存在着区别。本文从煤层气井的井况出发，结合煤层压力及渗透率的大小，总结了国外专家推荐的煤层气井测试方法，提出了测试方法实施中应注意的问题。     

沁水盆地南部低成本煤层气钻井完井技术

沁水盆地南部煤层气资源丰富,是中国第一个煤层气商业开发效果较好的区块.沁水盆地南部煤层气主力开发层系3号煤层埋藏较浅且地层压力稳定,采用小钻机、二开井身结构、清水或空气钻进的低成本钻井工艺可满足煤层气开发要求.考虑煤层气钻井地质、排水采气和低成本施工工艺等煤层气开发的特殊要求,建立了煤层气丛式井轨迹优化模型,并深入研究了四井组丛式井轨迹优化设计、钻具组合等.对低成本直井和丛式井钻井工艺的经济效益进行了评价,结果表明,采用小钻机、空气或清水钻进和丛式井低成本钻井完井工艺可实现煤层气的低成本高效益开发,四井组丛式井比直井开发模式更为节约,可节约钻井成本的4.518%.     

晋城煤层气井产能的地质控制因素分析

以研究煤储层物性非均质性,识别煤层气藏类型为切入点,分析产能与煤层气藏类型之间的关系,发现高产井（>3000 m³/d）主要分布在富集高渗煤层气藏内,中产井（1500～3000 m³/d）主要分布在高饱和度低渗透煤层气藏内,而高渗透率低饱和度煤层气藏和低渗透率中低饱和度煤层气藏这2类气藏,受渗透率和含气量制约,其煤层气井产能一般偏低。     

我国煤层气藏特征及提高地面抽采效果的方法

煤层气藏与常规天然气藏相比,其赋存状态、成藏过程、气藏边界以及开采规律存在着本质差别,根据近年来我国煤层气开发的探索与实践,提出了依"势"布井的理念,应利用煤层中水的"重力势能",根据煤层重力场、地应力场、压力场的分布特征,合理选择井型,部署井网,提高地面抽排煤层气效果;认为对于煤层气多分支水平井,高的煤层钻遇率未必能够带来高的煤层气产量,实钻中的井眼轨迹控制应以井眼光滑、总体上倾为原则,避免出现"波浪状"井眼。分析认为,通过提高储层温度来提高煤层气产气量,以及开展构造煤的钻井技术研究,是今后煤层气开发的重要研究方向之一。     

煤层气的开采机理研究

煤层气为自生自储型非常规天然气资源。为了更好地开发煤层气,需要深入研究煤层气的开采机理。煤层气赋存于煤岩层的割理和基质孔隙中,以吸附状态为主,且与地层水共存。煤层气从孔隙壁面上解吸下来之后,才能被开采。开采地层水导致地层压力下降,进而导致煤层气解吸成为自由气,解吸后的煤层气沿割理渗流至井底后被采出地面。煤层气的开采过程包括脱气、解吸和渗流3个阶段。扩散不是煤层气的开采机理。     

注气驱替煤层气数值模拟研究

注气增产法是一种新兴的提高甲烷抽放率和单井产量的增产技术，其原理是注入的气体与甲烷竞争吸附和降低甲烷有效分压，使甲烷解吸。其优点是保证煤层的能量，有利于甲烷产出，可大幅度提高煤层气的产量和采收率，延长煤层气田的开采期，提高经济效益，加速成本回收。通过研究注气增产法的机理。考虑了气组分和流体组分出现和消失的可能性，建立了注气驱替煤层气的完整的三维拟稳态非平衡吸附数学模型和数值模型．井根据所建立的模型开发了注气驱替煤层气的计算机程序。实例证明，该模型是可靠的，可为注气增产技术在我国煤层气开采中的推广应用起到指导作用。     

保德煤层气田黄河压覆区长水平段水平井钻井完井技术

保德煤层气田北部优质煤层气藏开发受到城市、黄河压覆等地面复杂情况影响,为了实现有效动用,分析了该地区煤层的地质特点,考虑煤层倾角、垂深和常规钻井工艺等因素,开展了井身结构优化、井眼轨迹控制、钻井液优选及完井工艺优化研究,形成了集约化大平台水平井钻井完井技术.通过集成应用新技术,实现了地表复杂地区煤层气优质储量的经济开采...     

煤层气排采中的“灰堵”问题应对技术——以沁水盆地多分支水平井为例

煤层的性质决定了煤层气在排水采气过程中"出灰"(产出煤粉)是一种必然现象,在煤层气低能量开采及关井后再次开井条件下,煤粉的产出对产能的负面影响是不可逆转的。为此,通过分析山西沁水盆地煤层气排采特征以及该区多分支水平井实钻井眼轨迹特征,找出了多分支水平井产气量达不到预期目标,以及关井实施维护性作业后难以恢复到关井前产量的2个原因:煤粉沉积堵塞了储层的运移通道,水平井段的波谷处形成的地层水和煤粉沉积加大了气体流向井底的阻力。进而提出了应对"灰堵"问题的关键技术:①煤层气水平井的井眼轨迹应在保证一定煤层钻遇率的前提下,以井眼光滑、总体上倾为原则,避免出现"波浪状"井眼;②排采井洞穴具有"沉沙"功能,便于气、液、固三相分离,是煤层气多分支水平井不可或缺的重要组成部分;③主支在稳定的煤层顶板或底板的仿树形水平井为疏灰提供了稳定的洗井通道。该研究成果为解决煤层气排水采气过程中的排灰问题提供了有益的尝试。