稠油热采水平井分段完井技术研究

作为中国最大的稠油生产基地,截至2012年底,辽河油田水平井已超过1200口,形成了年产油250×104t以上的生产能力,为辽河油田千万吨稳产提供了强有力的支持。其中,热采稠油水平井有800余口,这部分水平井大多采用筛管完井,且没有管外封隔器,筛管与地层之间无法实现有效分隔,注汽时只能采用笼统注汽或筛管内分段注汽,由于油藏在平面及纵向上的非均质作用,使水平井段存在动用不均现象。经统计,水平井动用不均井数占全部热采水平井数的80%,水平井段动用较好的井段仅占水平段长度的1/2～1/3,严重影响了油井产能。为此,在管内分段注汽基础上,研发了稠油热采水平井分段完井、分段注汽工艺技术,通过水平井分段完井工艺研究,以及高温管外封隔器和套管热力扶正器等关键工具的研制,形成了稠油热采水平井分段完井、分段注汽技术。该技术已累计应用6井次,平均周期汽油比提高0.1以上,水平段均匀动用程度明显改善,油田开发效果显著提升。     

水平井压裂技术发展现状

水平井水力压裂增产技术对于薄储层、低渗透、稠油油藏以及小储最的边际油气藏改善开发效果、提高单井产量和最终采收率．都具有重要作用。就水平井压裂基础理论研究而言,国外在裂缝起裂、裂缝延伸、井筒和储层温度场、压后水平井产能预测等方而形成了较为成熟的认识,国内略显滞后,但在压后产能预测方而已建立了油藏和气藏压裂研究模型．开发了系列产能预测软件;在水平井压裂工艺的研究与应用方面,国外仍处于领先水平,国内亦进展迅速．如水力喷射分段压裂技术已在吉林、新疆、长庆等油田现场应用,辽河油田也完成了工具设计和模拟实验,但在多级压裂技术方面,国内研究与国外相比尚有差距,需要在封隔器和滑套性能方面进一步研究。由于多级压裂技术．特别是管外封分段压裂技术．属于完井－压裂－采油一体化技术,将成为水平井开发的重要手段。     

提高超稠油水平井段均匀动用技术探索与实践

曙光油田超稠油水平井蒸汽吞吐开发过程中存在水平段动用不均问题,影响水平井开发效果。123口超稠油水平井动用好井段平均长度118m,占总井段长度的31.4%;动用中井段平均长度186m,占总井段长度的49.6%;动用差井段平均长度75m,占总井段长度的19.8%。动用不均的原因在于油层发育不均、完井方式的差异及井间汽窜干扰。根据水平段温度变化趋势,将水平段井温曲线分为均衡型、渐变型、阶梯型、波浪型、突变型五种。采用选段注汽、分段注汽、复合注汽三种均匀注汽技术以提高水平段动用,选段注汽主要适用于渐变型和阶梯型井温水平井,分段注汽主要适用于突变型井温水平井,复合注汽主要适用于波浪型井温水平井。现场应用后,水平井段动用程度由31.4%提高到56.3%,增油效果显著,为提高同类型油藏水平井开发效果提供借鉴。     

底水油藏水平井中心管、ICD完井工艺技术

西江X-1油田是典型的底水油藏,具有厚底水、薄油层的特点,采用常规水平井开发时,由于流动摩阻和地层非均质性的影响,存在较严重的底水锥进问题,含水率上升过快,开发效果较差。中心管、ICD完井工艺是一种水平井控锥技术,由于其独特的内部结构,能使水平井的供液剖面趋于均衡,从而有效改善底水油藏的水驱效果。为了改善底水油藏的开发效果,对中心管、ICD完井工艺技术进行油藏模拟研究,结果表明,在底水油藏中,中心管、ICD技术的开发效果明显优于常规水平井,单井平均增油2×104~4×104m3。在西江X-1油田范围内进行推广应用,收到了理想的开发效果,实现了底水油藏的成功开发。西江X-1油田的开发实践表明,中心管、ICD完井工艺技术有明显的控锥作用,能有效改善底水油藏的开发效果,也为同类油藏的开发积累了宝贵经验。     

辽河油田水平井找堵水技术研究与应用

辽河油田水平井总数已经超过了1300口,大部分部署在边底水稠油油藏,水平井高含水或水淹现象严重。而目前缺乏有效的找水方法,出水位置难以确定;前期应用的化学堵水工艺分段精度低,无法实现水平井任意一段的精确堵水,且目前已有的堵剂无法满足热采水平井堵水的需求。针对水平井出水位置难以确定的问题,自主研发了水平井产液剖面测试仪,确定水平井出水位置。针对水平井分段堵水精度低以及堵剂无法满足热采井需求的问题,研发了水平井可捞式桥塞,完善了水平井高温堵剂,形成了新型水平井分段堵水技术。通过水平井可捞式桥塞和水平井液体桥塞的组合,实现了水平井出水点以下位置的暂堵;通过管内封隔器和油套环空注氮工艺的组合,防止高温堵剂回流,实现了水平段任意一点上的分段堵水,堵水精度提高到2m;高温封堵剂耐温达到350℃,可以实现热采水平井出水井段的有效封堵。水平井找堵水技术已现场应用4井次,出水位置判断准确,堵水效果好,累计增油2451t,累计降水19370m3,延长了水平井生产寿命,提高了水平井开发效果。     

应用水平井挖掘杜84块兴Ⅱ组单砂体稠油油藏潜力

辽河油田杜84块兴隆台油藏纵向划分为兴Ⅵ组、兴Ⅲ组、兴Ⅱ组、兴Ⅰ组四套油层组。其中,兴Ⅵ组采用直平组合SAGD(蒸汽辅助重力泄油技术),兴Ⅰ组采用双水平井SAGD,兴Ⅱ、Ⅲ组互层状油藏水平井吞吐挖潜,实现杜84块多元化立体高效开发。通过开发方式转换,杜84块实现了油田纵向储量的均匀动用,很多区域达到或超过油田标定采收率(29.2%)。通过深化地质研究,发现兴Ⅱ组还存在未得到有效动用的单砂体油藏。结合部署界限和油藏发育情况,在兴Ⅱ组隔夹层发育稳定区域部署规划两口水平井杜84兴H2111井、杜84兴H2112井,控制地质储量11.5×104t,部署区域基本未动用。两口水平井目的层厚度在7m左右,水平段长度为240m以上,单井储量在5×104t左右。应用近钻头地质导向、随钻地质跟踪以及水平井同注同采技术,挖潜单砂体油藏潜力。     

兴古潜山油藏高温阻垢剂研制

辽河油田兴古潜山油藏生产井结垢现象日益严重,其中电潜泵井结垢率为100%,抽油机井结垢率达60%,降低了油井产量,造成生产管线或设备堵塞。统计发现,井筒中结垢主要发生在射孔井段以上、动液面以下(温度45℃以上)的套管、尾管、油管、抽油泵、抽油杆上,具体表现为筛管、尾管堵塞,垢卡抽油泵,双凡尔漏失,抽油杆断脱,油管磨穿等现象,现有的防垢剂在潜山160℃的油层条件下无法满足生产需要。为此,开展了兴古潜山油藏高温防垢技术研究。通过潜山地层水质分析,总结了该块结垢原因及规律,研制出高分子团结构的高温阻垢剂,经过室内试验,验证其在160℃的高温下仍具有85%的防垢率。通过50余井次现场试验表明,从井口加入耐高温防垢剂后,井筒及地面管线的结垢现象明显减少,管线压力平稳,未影响油井产量,保证了兴古潜山油藏生产顺利进行。     

辽河油田水平井防砂工艺技术研究

截至2013年12月底,辽河油田水平井总数已超过1300口,其中大部分为部署在砂岩油藏的稠油热采水平井。由于稠油油藏胶结疏松,经过蒸汽的反复冲刷,加之稠油携砂能力较强,油井出砂问题十分普遍。对此,辽河油田钻采工艺研究院通过科研攻关,形成了针对不同区块、不同出砂情况的水平井系列防砂技术,主要包括:水平井筛管防砂技术、水平井反向砾石充填防砂技术、水平井化学固砂加固井壁防砂技术等,并成功应用于现场。实践表明,水平井割缝筛管技术适用于出砂粒径较粗(大于0.15mm)的出砂区块,水平井反向砾石充填工艺适用于细粉砂区块(小于0.07mm)的出砂治理,而水平井化学固砂加固井壁防砂技术适用于套变井的防砂治理。以上防砂技术的应用,有效解决了出砂造成的水平井套损、检泵频繁等问题,提高了水平井开发效果,逐渐成为油田开发的核心技术。     

HiWAY压裂技术在雷平2井中的应用

雷平2井位于辽河油田雷家区块,该区块是辽河油田的勘探重点区块,从岩性上看为泥质白云岩、白云质泥岩,储集空间以孔隙-裂缝型和裂缝型为主,储层渗透率小于1m D,孔隙度小于10%,试采前需进行压裂改造。前期先后开展3口探井的常规压裂试验,但因储层泥质含量较高、支撑剂嵌入伤害较大,导流能力损失较大,现场实施效果均不理想,故采用导流能力超强的Hi WAY压裂技术。Hi WAY压裂技术通过在压裂支撑剂中加入纤维,同时采用脉冲式加砂方式,在裂缝内形成许多条高速导流通道,较常规压裂具有更高的导流能力。水平井泵送速钻桥塞分段压裂技术具有封隔可靠、分段压裂级数不受限制、裂缝布放位置精确等特点。将Hi WAY压裂技术应用于雷平2井,同时配合水平井速钻桥塞分段压裂技术进行现场施工,压后该井最大日产液316.5m3/d,最大日产油110.8m3/d,投入产出比约为3.55。初步判断,Hi WAY压裂技术可以实现雷家区块储层的有效动用。     

灰色关联法分析塔中油气藏开发效果影响因素

塔中奥陶系缝洞型碳酸盐岩储层近年来投产井产量差异巨大,直井投产井中56%为低效井,水平井中70%为低效井,影响开发效果主要因素尚不明确。通过灰色关联法对该区块48口样本井统计分析,引入地震反射、钻遇位置、测井储层厚度、放空漏失、酸压规模等影响因素并定量评价,确定评价指标权重系数,进而明确影响直井和水平井开发效果主次因素。最终得到该缝洞型碳酸盐岩储层地质特征区块内,影响直井开发效果主要因素为缝洞体供液特征、地震反射类型和钻遇储层位置,影响水平井开发效果主要因素为缝洞体供液特征、地震反射类型和酸化压裂规模。提高该区块开发效果关键因素是使单井能控制多缝洞体,增大单井控制储量。在井位部署及井型选择时,直井尽量钻遇储层构造高部位,水平井尽量选用大规模分段酸压,以达到水平井控制多缝洞体目的。     

欠平衡钻井技术在茨119井中的应用

茨119井是辽河油田茨榆坨采油厂的一口预探井,位于渤海湾盆地辽河坳陷东部凹陷茨榆坨潜山带茨110块,钻探目的是揭示太古界潜山内的含油气情况,控制茨110块的含油面积。为了更好地发现和保护油气层,减少对太古界潜山油气层的污染,施工中采用欠平衡钻井技术。通过对邻井施工情况进行调查,以及欠平衡技术的适应性研究和分析,制定出详细的施工预案。施工中严格落实欠平衡技术措施,茨119井欠平衡井控工作是重中之重,因此针对本井特点制定出合理的防喷预案。泥浆泵采用130mm×3的缸套,不仅实现了大排量携砂,而且有效地防止了沉砂卡钻。钻进至3621m时发现较好工业油气流,最高全烃值达到100%,为辽河油田东部凹陷茨110块的规模化开采提供了基础油气数据,同时也较好地保护了油气层。欠平衡施工有效提高了机械钻速,在19天内安全快速地打完了潜山段870m的进尺,三开平均机械钻速达到4.00m/h,比邻井机械钻速提高23.21%。     

美国Barnett页岩气开发中应用的钻井工程技术分析与启示

美国Barnett页岩气开发十分成功,有较多经验可供参考。井身结构设计要满足多次压裂的增产方式和长达30～50a生产周期的要求;丛式井成为降低开发成本、增大对储层控制能力的有效技术;水平井技术是页岩气开发的关键技术,水平井的成本一般是垂直井的1～1.5倍,而产量是垂直井的3倍左右;水平段钻进中,常使用油基钻井液和PDC钻头,在保持水平井眼稳定性的同时,提高机械钻速;低密度、高强度固井完井技术,能为后期储层改造和开发做好准备;随钻伽马测井曲线,可用于较准确地识别页岩储层,若水平井技术结合geo VISION随钻成像服务和RAB钻头附近地层电阻率仪器等LWD技术,可以更为合理的控制井眼轨迹。提出国内钻井工程技术集成与发展的建议:实现地面上集成、集中的"小间距丛式井组"(井工厂),做到"组少井多";实现储层中水平井眼轨道空间分布,合理开发"地下立体井网",做到"少井高产和高采收率";追求"钻井速度高、井眼质量好、钻井成本低"的钻井模式;开展长水平段水平井或水平分支井钻井技术的整体研究:研究满足后期开发和压裂需求的完井方式,在成本允许的条件下采用泡沫水泥固井技术,研制特殊套管、封隔器、分支工具等材料和新型井下工具。     

热采水平井套损机理研究及对策

热采水平井发生套损后,修井难度大、费用高,成为影响超稠油开发的重要因素。选取辽河油田曙一区兴隆台油层的水平井,开展套损机理研究。该研究区储层埋深650~1050m,为高孔高渗砂岩油藏,原油具有三高一低特点,采取注蒸汽开发方式。截止到2012年底,已累计实施水平井223口,其中共计37口水平井发生套损现象,占水平井总数的16.6%。水平井套损分为悬挂器坏、油层套管坏和筛管坏3种类型。在对研究区热采水平井套损情况统计分析基础上,总结水平井套损部位及类型,得出注汽过程中产生的热应力、地层变形挤压水平井套管,是造成水平井油层套管损坏的主要原因;水平段钻遇泥岩、泥岩注汽过程中吸水膨胀卡住筛管,导致热应力无法释放,是筛管损坏的主要原因。在此基础上,提出优化钻井轨迹、加强随钻跟踪调整、提高大斜度段套管强度、加强生产管理等措施,预防水平井套损情况的发生。同时,对已发生套损的水平井,可利用大修、侧钻恢复生产。     

塔河油田缝洞型油藏深井注气提高采收率配套工艺

塔河油田储层深(5500~7000m)、地层压力高(50~60MPa)、非均质性强、流体性质差异大;溶洞是最主要的储集空间,裂缝主要起连通通道作用,缝洞单元是基本开发单元。储集体类型复杂,导致剩余油分布认识不清,主要依靠弹性和水驱开发,采收率较低。对于单井缝洞单元而言,目前采取的主要手段是注水替油,前期取得良好效果。但随着注水替油轮次的增加,部分井组注采比逐步上升,替油效果逐渐变差,失效井数增加,导致大量剩余油无法采出。特别是钻遇缝洞储集体边部或相对低位置的油井,其剩余油主要分布在缝洞体的高部位,注水替油效果不明显。考虑到气体注入地层后,在重力作用下向高部位上升,会形成"气顶",排驱原油下移,可有效启动单纯注水无法驱动的"阁楼油"。所以,油田开发后期,采取注气提高采收率技术。在实施注气提高采收率过程中,完善了深井注气的配套工艺,形成了注气-采油一体化井口、注气-掺稀生产一体化管柱、掺稀气举阀、高压气密性封隔器、气水混注工艺设计方法、腐蚀结垢处理方法等一系列配套工艺。2013年1~8月,塔河油田累计实施注气69井次,累计产油5.49×104t。     

毛细管技术在川东气区气井的应用前景分析

川东气区气井进入生产中后期,需采取泡排等措施进行生产。部分气水同产井加注的液态泡排剂不能顺利到达井底,必须停产加注棒状起泡剂才能维持正常生产。部分气水同产井因油套环空堵塞或有封隔器,当井筒积液严重时,只有停产加注起泡剂才能维持生产;高含硫气井在井下油套环空安装封隔器,只能停产从油管加注硫溶剂、缓蚀剂等入井液,影响了正常生产。针对上述生产现状,介绍了毛细管技术的特点和基本参数,分析了毛细管技术在川东气区气井应用前景：对于气水同产井,可采用同心毛细管技术直接将起泡剂加到井底,可保证气井连续带液生产;对于高含硫气井,可采用油管外绑定毛细管完井管柱或同心毛细管,实现硫溶剂、缓蚀剂等入井药剂的加注。     

分支井技术在潜山油藏安1-H8水平井中的应用

潜山油藏是辽河油田主力上产区块,提高潜山油藏的采收率是提高油井产量、保证油田增储稳产的重要手段。分支井技术适合开发各类油气藏,是提高单井产量和采收率的重要技术。安1-H8井是一口双分支鱼骨水平井,地层自下而上发育有太古界、下第三系沙河街组、东营组、上第三系和第四系地层,其中太古界为本次开发的目的层,储集岩以混合花岗岩为主。为了同时开发Z1、Z2两套层系,结合油藏特征与多分支井工艺特点,井身结构采用主水平分支与鱼骨型分支组合的方式,总建井周期为190d,克服井斜大、地层坚硬、可钻性差、修窗困难等多重难题,成功实施了两个主水平分支和三个鱼骨型分支。其中,套管开窗中的所有工序一次成功,后续造斜器打捞、空心导斜器置换顺利,Z2分支完井成功率达100%。安1-H8井的顺利完成,标志着分支井技术应用迈上了一个新台阶。