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1、强化水平井注采工程设计管理进一步提高水平井开采技术水平,汇报内容一、前言二、水平井开采成功经验三、存在问题四、下步工作建议,一、前言,水平井发展历程 水平井是通过扩大油层泄油面积提高油井产量，提高油田开发经济效益的一项开发技术。水平井最早出现于美国，但直到八十年代才开始大规模工业化推广应用，到2002年全世界已完钻水平井28000口，主要分布于美国、加拿大、前苏联等69个国家。,一、前言,我国早在六十年代就在四川碳酸盐岩中尝试打成了磨3井和巴24井2口水平井，但限于当时的技术水平，未取得应有的效益。直到1988年，水平井开发技术才又重新兴起，首先在南海完钻LH1116水平井，并相继在胜利、新疆
2、、辽河等油田开展攻关。到2002年，我国共完钻各类水平井1114口，其中水平井705口，侧钻水平井372口，分支井31口、成对水平井6口。辽河油田上世纪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6月底，辽河油田共完钻水平井128口（包括分支井、侧钻水平井），其中单水平井105口；2005年7月份完钻水平井7口，8月份完钻4口，合计完钻116口水平井。,汇报内容一、前言二、水平井开采成功经验三、存在问题四、下步工作建议,二、水平井开采成功经验,1、尝试采油工程早期介入，优化注采工程设计取得好效果2
3、、水平井举升及设备初步配套3、水平井采油配套技术进一步完善4、作业技术初步配套 5、水平井完井技术进一步提高,钻采院冷家工艺科,冷家油田强化水平井设计管理,2004年投产水平井11口平均单井初期日产油56t，最高单井初期日产120t,技术发展处,方案跟踪 作业监督,各专业配合,2005年投产水平井11口平均单井初期日产油34.4t,1、尝试采油工程早期介入，优化注采工程设计取得好效果,注采设计,方案审核,现场实施,分析评价,04年投产井典型曲线,05年投产井典型曲线,分析主要原因：是冷42-平4井投产不久便出砂被迫关井，冷66-平1、冷41-平7位于断块边部油层物性差，投产效果差；同时未继续重
4、视并开展水平井注采优化设计也是一个重要的原因。,2、水平井举升及设备初步配套,抽油机试验：2002年试验了塔架式长冲程抽油机(CCJ16-8-3.5-26FH)，程8m，冲次3.5min-1，最大载荷16吨，承载能力强。无换向冲击载荷。有利于实现长冲程。采用法码式平衡箱，调平衡较方便。运行平稳，节能效果显著。天轮上的让位机构，使修井作业不受影响。,、成功开发出22型塔式长冲程抽油机。抽油机悬点负荷最大将达到20吨。,关键设备：1、大型长冲程抽油机；2、耐高温大直径抽油泵；3、双管采油测试井口。,、大功率油井电加热系统,技术参数：加热功率：300kw（可调）；电缆耐温：200；加热深度：2000
5、m以内；空心杆：34mm或36mm；空心泵：57mm、70mm、83mm、95mm。,、首次实现大泵深抽,下入水平井切线处的抽油泵举升示意图,当需要把泵下入或通过中、长曲率半径水平井的弯曲段时，采取抽油杆加扶正器以及相应的防偏磨措施；井斜角4060；最大67；95mm抽油泵，407+366空心杆组合，下深1550米；试验120mm 140mm大泵成功。,、采油管柱进一步配套,深井泵一般下至悬挂器以上抽油杆扶正器大斜度井防偏磨节箍采用长冲程管式泵以提高排液量欢采对于侧钻水平井，通常采用小管、小泵，将深井泵下至小井眼斜井段内，以提高沉没度和泵效。高采侧钻分支井采用螺杆泵采油。,双向保护抽油杆接箍实
6、物照片,化学辅助吞吐（三元复合吞吐技术）近两年共在水平井上实施三元复合吞吐37井次。目前可对比井24井次，有效率81，累增油1.6104t，平均单井增油355t，措施效果是直井的1.52倍。这也间接说明了水平井油层动用并不均匀。开展水平井酸化解堵工艺试验 大型酸化解堵在沈625平2井实施，取得一定的效果；在冷家油田为了解决注汽压力高的问题，采用解堵措施，冷41-平8井解堵后注汽压力由20Mpa降至16Mpa。冷42-平3井注汽压力19.2-18.6 Mpa，冷42-平2井解堵后注汽压力16.8-16.1 Mpa。注汽压力平均降低2-5 Mpa。,3、水平井采油配套技术进一步完善,实施三元复合吞
7、吐措施井温对比曲线,措施前,措施后,水平井措施效果对比表,中油辽河油田公司,(3)水平井测试技术取得突破,在水平井(SAGD)生产井建井时，在套管内先期下入1.9“护管至水平段末端，待下完采油管柱后，再将内部带有测温热电偶及毛细管的连续油管从护管内部下至水平段末端。,蒸汽辅助重力泄油（SAGD）监测,工艺原理,目的,对水平井(SAGD)生产阶段油层温度及压力监测点进行连续直读测试。,杜84-馆平11、杜84-馆平12于2003年12月投产，预热阶段完成2个周期的生产。先导试验区预热阶段整体注汽61884t，产油39344t，油汽比0.64。2005年2月23日，3口直井56-154、56-15
8、8、56-62开始连续注汽，馆平11、馆平12井组正式进入SAGD阶段。,杜84-馆平11、12井SAGD监测应用实例,杜84-馆平12井流温流压测试曲线,杜84馆平59井井温连续监测情况分析，投产前平均油层温度为33.7，1周期结束后，油层平均温度为45.1，油藏动用不均衡的矛盾已经有所表现，入口端平均温度达到61.8，中前段平均温度只有39.0。2、3周期情况加剧，水平段入口端动用明显好于末端。,水平井动用程度监测手段取得进展,明确作业技术要求 所有下入悬挂器以下的油管及井下工具，节箍及工具上下台肩均进行导角处理。起下油管的悬挂器以下，严格限制起下速度（3m/min），操作平稳，拉力计指变
9、化小于2KN。底部下入球型导锥。替泥浆一般采用正替，无漏失，一次替完。使用稀油正替泥浆。稀油原始地层压力较高的水平井，采用汽化水或氮气二次替喷。注汽管柱一般采用真空隔热管组合，深度下至水平段。隔热方式为氮气隔热。冲砂水泥车或压风机反循环冲砂或正冲砂。水平侧钻井小井眼，采用无节箍油管冲砂，冲砂笔尖为圆锥形笔尖。采用组合式冲砂管柱+冲砂导锥+喷射冲砂器+地面连续冲砂设备，以油基携砂液为工作介质，采用正冲砂方式，完成水平井冲砂作业。,4、水平井作业技术初步配套,5、水平井完井技术进一步提高,、按油藏类型分：,九种油藏类型,稠油厚层状油藏,稠油薄层油藏,裂缝性潜山油藏,边底水油藏,稀油薄层砂岩油藏,低
10、渗透油藏,厚层底水油藏,特殊岩性油藏,凝析油油藏,水平井应用范围,分支水平井,侧钻水平井,常规水平井,大位移水平井,径向（超短半径）水平井,阶梯式水平井,水平井在多种类型油藏中实现组合式开发,、按水平井类型分：六种水平井,水平井应用范围,、辽河油田水平井、侧钻水平井完井方法,小曲率半径水平井,中曲率半径水平井,大曲率半径水平井,造斜曲率为 10/100ft,曲率半径为30001000ft,造斜曲率为 1123/100ft,造斜曲率为23/100ft,曲率半径为1000500ft,200400ft,曲率半径为500200ft,辽河油田大部分采用中曲率半径水平井,杜84块馆平11、12水平井组油藏
11、示意图,水平井进油层前有泥岩带封堵，确保固井质量,防止馆陶顶水下窜,汇报内容一、前言二、水平井开采成功经验三、存在问题四、下步工作建议,三、存在问题,1、缺乏水平井优化设计软件、工程设计手段落后。2、水平井曲率段温降大，油流阻力大，生产周期过早结束。3、稠油、超稠油水平井开采技术有待进一步完善。4、完井技术相对单一、未从系统工程的角度考虑钻完井工艺，严重制约增产工艺技术的应用。5、水平井大修作业困难。6、各专业系统协调与配合不够，现场监督力度不够。,1、缺乏水平井优化设计软件、工程设计手段落后在举升设计方面，由于缺少考虑大斜度及大曲率半径井段的优化设计软件，采用直井软件简化设计，可靠性与准确性
12、较差。全油田只有冷家油田与钻采院合作开展稠油水平井热采工程设计，开展注汽参数及人工举升优化设计，泵最大倾角达到67度，充分发挥水平井生产潜力。但大部分水平井由于设计保守或完井方式限制，泵下入深度不够。在注汽管柱设计方面，注汽参数设计未考虑提高注汽热利用率。,注 汽 管 柱 设 计,下入水平段的2/3处,下入A点处,（1）要求采用真空隔热管+环形空间氮气隔热：1550米井深处干度最高达53%。（2）目前部分井尾管悬挂器内通径较小，尾管完井方式限制了注汽管柱下入到水平段。,杜84馆平59井井温连续监测情况分析，投产前平均油层温度为33.7，1周期结束后，油层平均温度为45.1，油藏动用不均衡的矛盾
13、已经有所表现，入口端平均温度达到61.8，中前段平均温度只有39.0。2、3周期情况加剧，水平段入口端动用明显好于末端。,水平井动用程度监测手段取得进展,注 汽 管 柱 设 计,下入水平段的2/3处,下入A点处,（1）要求采用真空隔热管+环形空间氮气隔热：1550米井深处干度最高达53%。（2）目前部分井尾管悬挂器内通径较小，尾管完井方式限制了注汽管柱下入到水平段。,2、水平井曲率段温降大，油流阻力大，生产周期过早结束,水平井下隔热管只能下到曲率段上方的直井段，这样曲率段有160m-180m无法下入隔热管，因此该段的热损失相当大。油井转入生产时，下泵位置离水平段距离较大、液流温度急剧下降，阻力
14、增大，油流入泵困难、使得周期时间缩短，周期产量受到影响。抽油泵采用83或70深井泵 抽油杆：40 x7+36X6空心杆组合 油管114mmJ55平式油管。抽油机：20或22型抽油机。空心杆电加热降粘最大加热功率达300kw，井口温度可达80。,3、水平井开采技术有待进一步完善（1）下泵深度受限制，举升能力不够,油管被磨漏,抽油杆接箍被磨漏,油管丝扣被磨损,被磨损的扶正轮,（2）管杆偏磨（狗腿度大于140/25m影响较大）,（3）滩海月东油田大斜度井、水平井举升技术不过关,由于辽河油田滩海冰冻期长达3个多月，防冰问题；二是适合海上生产特点的采油、采气与处理工艺，特别是大位移井、水平井井筒举升工艺
15、未解决、急需开展技术攻关与试验。,“海油陆采”大位移井示意图,筛管完井,（1）大部分采用筛管完井5筛管完井割缝筛管参数筛管规格：N80壁厚9.17mm壁内侧缝长：38.1mm壁外侧缝长：65mm缝宽：0.508mm缝密：480缝/米，60缝/周（2）使得如水平段分层（段）压裂、酸化、解堵、堵水等措施应用受限制。,4、完井技术相对单一、未从系统工程的角度考虑钻完井工艺，严重制约增产工艺技术的应用,6、各专业系统协调与配合不够，现场监督力度不够,水平井技术应用是个系统工程，采油工艺部门未早期介入。工艺部门设计所需的资料不完整，工艺部门没有很好的建立起钻完井以及生产数据库并指导工艺设计。现场实施以及
16、在各种施工过程中管理不善，监督力度不大也是影响水平井开发效果的原因之一。,稠油热采井地层压力降低后，为了提高抽油泵沉没度，要求抽油泵进一步深下；为了提高注汽效果，要求注汽管柱下到水平段；(95/8挂7;7 挂5)针对水平段动用不均问题，开展调剖与分层(段）措施。稀油低渗透及裂缝性油藏为了提高单井产能，开展水平段分层（段）酸压及解堵措施；针对水平井边底水问题，开展堵水措施。,7、工艺措施下步设想,该技术采用皮碗封隔器作为分段卡封工具，研制了高效复合酸液和屏蔽暂堵剂，可以实现对低渗层的酸化和对高渗层的暂堵。,酸化与压裂,SPY型水平井封隔器,水平井卡水管柱示意图,SPY441系列双向锚定封隔器,S
17、PD液压丢手,堵水,汇报内容一、前言二、水平井开采成功经验三、存在问题四、下步工作建议,四、下步工作建议,1、引进水平井工程设计软件，规范新井投产工程设计管理工艺部门要早期介入水平井开采，要求钻采院成立水平井采油工程设计室，在油藏工程方案的基础上开展采油工程方案设计。要求所有新钻水平井重点区块要补充完成水平井采油工程方案，设计内容按采油工程方案设计编写规范SY/T6081-94执行。如对稠油热采、低渗透油藏、裂缝性油藏、边底水活跃的油藏要提出系统的油层保护、钻完井要求、注采工艺设计、增产增注措施等，以利于水平井采油工艺配套与后期措施作业，实现长效、高效开采。引进水平井工程优化设计软件，对所有新
18、钻水平井，要求在采油工艺方案的基础上，开展新井投产工程设计；对稠油热采水平井开展注采工程设计，优化注采参数，进一步提高水平井开采效果。对水平井采油工程方案与设计进行归口管理，管理部门为技术发展处，设计单位为钻采院，工程设计应由各采油单位总工程师负责审批。采油单位工艺研究所负责采油工程设计现场组织实施工作。,2、工作要求,完井管柱内通径要求。对尾管完井方式，要求悬挂器及筛管内通径尽量大，利于后续采油、作业与测试。（目前部分井83mm）悬挂器位置要求。对稠油热采井尾管完井方式，要求悬挂器位置与A窗口位置距离小于50米，以利于注汽管柱、采油管柱深下，同时保护套管。井身轨迹要求。目前斜井段下泵位置最大
19、井斜角可以达到67，要求此斜井段以上全角变化率不大于140/25m。下步工作方向：要求下泵位置尽量深下、靠近到水平段，则水平井整个井段全角变化率不大于140/25m，实际井眼轨迹与设计井眼轨迹基本吻合、轨迹平滑。注汽管柱要求。对完井方式不满足的油井，隔热管尽量下到靠近悬挂器位置，同时连续采用氮气隔热措施；对完井方式满足的油井，隔热管尽量下到A窗口位置，注汽管柱尾管尽量下到水平井段3/4处，采用氮气隔热措施。下步工作方向：水平井段分层（段）注汽。采油管柱要求。抽油泵尽量下到靠近悬挂器位置或以下，同时配套下防偏磨管柱。抽油机要求。稠油热采水平井抽油设备应配套安装变频调速装置。针对稠油热采排液的要求
20、，满足在蒸汽吞吐转抽初期加大排液量，在吞吐不同阶段调整生产参数的要求。,注 汽 管 柱 设 计,下入水平段的2/3处,下入A点处,（1）要求采用真空隔热管+环形空间氮气隔热：1550米井深处干度最高达53%。（2）目前部分井尾管悬挂器内通径较小，尾管完井方式限制了注汽管柱下入到水平段。,2、工作要求,完井管柱内通径要求。对尾管完井方式，要求悬挂器及筛管内通径尽量大，利于后续采油、作业与测试。（目前部分井83mm）悬挂器位置要求。对稠油热采井尾管完井方式，要求悬挂器位置与A窗口位置距离小于50米，以利于注汽管柱、采油管柱深下，同时保护套管。井身轨迹要求。目前斜井段下泵位置最大井斜角可以达到67，
21、要求此斜井段以上全角变化率不大于140/25m。下步工作方向：要求下泵位置尽量深下、靠近到水平段，则水平井整个井段全角变化率不大于140/25m，实际井眼轨迹与设计井眼轨迹基本吻合、轨迹平滑。注汽管柱要求。对完井方式不满足的油井，隔热管尽量下到靠近悬挂器位置，同时连续采用氮气隔热措施；对完井方式满足的油井，隔热管尽量下到A窗口位置，注汽管柱尾管尽量下到水平井段3/4处，采用氮气隔热措施。下步工作方向：水平井段分层（段）注汽。采油管柱要求。抽油泵尽量下到靠近悬挂器位置或以下，同时配套下防偏磨管柱。抽油机要求。稠油热采水平井抽油设备应配套安装变频调速装置。针对稠油热采排液的要求，满足在蒸汽吞吐转抽
22、初期加大排液量，在吞吐不同阶段调整生产参数的要求。,3、加大科技攻关力度，进一步完善水平井开采配套技术 加强水平井钻完井工艺技术的研究工作，加强水平井生产配套技术的研究，加强与具有国际先进水平技术研究机构的合作，提高辽河油田水平井开采效果。,4、开展技术培训，强化作业监督，加强生产管理,工程系统组织开展优化设计软件的技术培训工作、积极宣贯稠油热采水平井工程设计编写规范标准；同时加大水平井注入蒸汽强度，提高蒸汽注入的速度，使得锅炉出口蒸汽到达水平井底的热损失降到最低；优化工程方案设计，有针对性地实施增产措施，严把施工作业各道工序质量关，强化作业监督；加强采油管理，保持合理的工作制度，减少外来流体侵入井内，避免造成油层污染。,谢谢各位,
