断块油田开发技术课件.ppt

胜利油田断块油藏采油工艺技术,胜利油田采油工艺研究院2004年6月,目 录,一、断块油藏开发对采油工艺的要求二、断块油藏采油工艺技术三、下步攻关方向,一、断块油藏开发对采油工艺的要求,胜利油田断块油藏开发状况：,已投入开发44个油田,采油速度0.73%,年产油841万吨,采出程度24.4%,投产油井7491口利用率62.5%综合含水89.7%单井日油水平5.2t/d投注水井3083口开井率52.5%单井日注水平90m3/d,动用地质储量11.92亿吨,采收率33.6%,（截止2003年底）,断块油藏开发特点及对采油工艺的要求：,1、含油层系多、油水关系复杂、层间矛盾突出,层间矛盾加剧,一、断块油藏开发对采油工艺的要求,细分采油,细分注水,纵向上含油层系多，储量动用不均衡，层间矛盾突出,含油面积1.4km2地质储量736104t,如辛47断块含油砂层组：15个含油小层：76个开发层系：5套生产厚度：110m,层间渗透率级差在10倍以上，单层突进系数2-4，导致层间采出程度和吸水能力差异大,2、油水井套损现象严重，修复后配套工艺不完善,一、断块油藏开发对采油工艺的要求,断块油田套损井情况：,套管补贴后，5 1/2in套管井缩径内径一般在100mm左右，缩径井分层采油、分层注水、酸化压裂等配套工艺技术需要发展完善。,3、井斜大、油水井腐蚀、出砂严重，杆管偏磨加剧,一、断块油藏开发对采油工艺的要求,目前断块油藏上杆管偏磨井占抽油机井开井数的30%左右，因油管、抽油杆偏磨造成的工作量占油井全部维护工作量的3035%，严重地影响了油田的生产。,综合含水 95%,地层温度 80-120,矿化度 9000-80000mg/L,杆管偏磨现象十分严重,定向斜井 80%,4、剩余油分布零散，挖掘技术需要提升,一、断块油藏开发对采油工艺的要求,剩余油富集于构造高部位、断层夹角、井间滞流区,4、剩余油分布零散，挖掘技术需要提升,一、断块油藏开发对采油工艺的要求,胜利油田以水平井、侧钻井、侧钻水平井为主的复杂结构井开采技术已经成为老区后期挖潜和新区高效开发的一项重要手段。,至2003年8月断块油藏共完钻水平井130口,占全局的56.7%；“十五”以来新钻侧钻井170口。现在每年完钻水平井、侧钻水平井近40口，侧钻井近70口。,5、封闭型小断块油田难以形成完善的井网,一、断块油藏开发对采油工艺的要求,一些断块油藏断层多，断块面积小，注采井网难以完善，部分储量甚至无井控制，能量补充需要新技术。,目 录,一、断块油藏开发对采油工艺的要求二、断块油藏采油工艺技术三、下步攻关方向,1、注水工艺技术2、油井卡堵封技术3、有效提液技术4、特殊井配套技术5、套损井治理技术6、特殊工艺技术,2、油井卡堵封技术,1、注水工艺技术,断块油田主要采油工艺技术系列：,3、有效提液技术,4、特殊井配套技术,5、套损井治理技术,6、特殊工艺技术,二、断块油藏采油工艺技术,（一）注水工艺技术,（三）侧钻井配套技术,（四）水平井配套技术,重点分析 ：,（二）定向井、大斜度井开采工艺技术,（五）缩径井配套技术,1、分层注水工艺,锚定补偿式分层注水工艺,管柱的结构不尽合理，注水井工作状态改变时，管柱蠕动加剧，管柱有效工作寿命短。,封隔器、配水器易失效，井下工具可靠性差，测试投捞难。,存在问题,锚定补偿式管柱研究,（一）注水工艺技术,（一）注水工艺技术,锚定补偿式分层注水工艺,开展的主要工作,长寿命分层注水管柱的结构优化设计长寿命分层注水管柱的工具设计,锚定补偿式分层注水工艺,开展的主要工作,（一）注水工艺技术,技术特点,1、采用锚定补偿式结构，有效克服管柱的蠕动，提高封隔器等配套工具的工作寿命。,2、耐温、承压能力高，耐温可达160，密封工作压差可达35Mpa。,3、调配投捞成功率高。,4、可直接携带所需水咀下井，无需投捞死芯子，简化了施工工艺。,锚定补偿式分层注水工艺,筛、堵,补偿器,水力卡瓦,水力锚,人工井底,配水器,Y341G封,注水层,注水层,Y341G封,配水器,（一）注水工艺技术,达到的技术指标,锚定补偿式分层注水工艺,（一）注水工艺技术,锚定补偿式分层注水工艺,该技术在胜利油田断块油藏上推广应用180多井次,管柱有效工作寿命得到延长，平均检管周期2.6年，最大井深达到3400m，最高注水压力达到35MPa，最长工作寿命已达4年。该管柱结构合理，分层清楚，封隔器密封可靠性高，分层注水层段合格率由胜利油田平均水平66%提高到75%。,（一）注水工艺技术,1、分层注水工艺,B、恒流量偏心配水工艺,注水层,注水层,注水层,单流阀,撞击筒,定压开启偏心配水器,自验封封隔器,定压开启偏心配水器,自验封封隔器,定压开启偏心配水器,特点：封隔器坐封不用投捞死嘴配水量稳定，不受注水压力波动的影响。座封机构和验封机构一体化设计,该技术已应用34口井，配水器打开率为100%；封隔器验封合格率为80%。,（一）注水工艺技术,2、分注井验封技术,仪器：压力计、流量计依据：测试曲线结果：验证分层可靠性,根据对673口注水井进行的验封测试，其中第一级封隔器不密封的有38口，用井口油压和套压对这些不密封的封隔器进行对比验证，符合率为100%。,（一）注水工艺技术,2、分注井验封技术,典型井例：罗352井,作业时间：2002年7月管柱结构：一级两段坐封压力：20MPa日注水量：100m3/d井口注水压力：28MPa验封时间：2003年6月验封结果：分层良好,（一）注水工艺技术,3、注水管柱防腐技术,新型防腐油管,镍磷镀油管,涂料油管,不锈钢内衬油管,玻璃钢内衬油管,氮化油管,氮化油管,（一）注水工艺技术,胜利油田防腐油管使用情况,3、注水管柱防腐技术,氮化油管具有以下特性：,在油管表面形成了致密均匀的耐蚀层，比无氮化层存在时腐蚀速率降低4-7倍；耐磨特性：表面硬度达Hv550不粘扣特性：氮化油管螺纹不改变尺寸精度，表面硬度高。,经过多年现场试验应用证明，氮化油管具有优异的抗腐蚀性能。目前已现场应用385井次，共计更换抗腐蚀氮化油管85.6万米。,（一）注水工艺技术,（一）注水工艺技术,4、同井采注工艺技术,采水、注水和防砂工艺有机地结合防砂管柱上设计有单向注水阀，停注时防止注水层返吐出砂。设计有电泵保护装置，可避免采出水对电泵的侵蚀；电机可以得到注入水的有效冷却。设计永久式流量、压力测试装置，可以随时获得注水层的注水量和注水压力。,性能特点：,-解决边缘区块注水问题,二、断块油藏采油工艺技术,（一）注水工艺技术,（三）侧钻井配套技术,（四）水平井配套技术,（二）定向井、大斜度井开采工艺技术,（五）缩径井配套技术,（二）定向井、大斜度井开采技术防偏磨技术,杆管偏磨井占抽油机井开井数的30%占油井全部维护工作量的3035%,杆管偏磨多发生在杆柱中下部 抽油杆接箍比本体偏磨严重 中、高含水井偏磨严重,偏磨特点,油井管杆偏磨影响因素分析,（二）定向井、大斜度井开采技术防偏磨技术,（二）定向井、大斜度井开采技术防偏磨技术,常用管杆防偏磨技术分析,治理对策,对于抽油井杆管偏磨治理，靠单项技术难以根本改变杆、管偏磨严重的现状，必须针对不同井况，以有杆泵生产系统优化设计为基础，进行工艺配套综合治理，才能达到有效减少偏磨的目的。,（二）定向井、大斜度井开采技术防偏磨技术,1、杆柱优化设计软件技术,（二）定向井、大斜度井开采技术防偏磨技术,技术特点：,（1）功能全、综合程度高 本技术融测试、分析、优化设计于一体，能实现对整个系统分节点的测试，并能完成对直井和斜井的诊断和优化设计；（2）在直井中实现了加重杆和扶正器位置的设计计算，应用于油井防偏磨的优化设计；（3）在斜井中实现了斜井井眼轨迹的拟合，不仅实现了加重杆和扶正器的设计，而且能对增加扶正器的杆柱进行多次校核设计。,（二）定向井、大斜度井开采技术防偏磨技术,2、以抗磨副技术为基础综合配套防偏磨工艺管柱,转变磨损对象，防止杆管磨损,（二）定向井、大斜度井开采技术防偏磨技术,液力反馈原理,解决常规空心杆采油下行困难的问题。,井口分流技术,可直接采用常规有杆泵生产井口进行生产，易于管理，降低了成本。,防砂减磨技术,提高泵效，延长使用寿命。,空心杆的临界压载和抗弯模量均是实心杆的3倍以上,空心杆与套管间间隙的增加5倍以上,3、空心杆采油工艺技术,（二）定向井、大斜度井开采技术防偏磨技术,目前该技术已现场实施两口井，这两口井均为偏磨较为严重的井。,平均泵效提高10%；,在偏磨油井上应用，生产周期延长一倍。,3、空心杆采油工艺技术,（二）定向井、大斜度井开采技术防偏磨技术,现场杆柱磨损情况照片,3、空心杆采油工艺技术,（二）定向井、大斜度井开采技术防偏磨技术,现场杆柱磨损情况照片,3、空心杆采油工艺技术,（二）定向井、大斜度井开采技术防偏磨技术,自2000年来，胜利油田在杆、管、泵优化设计的基础上，集成各项防偏磨技术，在断块油藏上实施各种防偏磨措施近2000井次，措施作业井平均免修期比配套前延长了90天，取得了很好的治理效果。,现场应用情况,（二）定向井、大斜度井开采技术防偏磨技术,定向井、斜井数量增多层间压差大含油层系多,断块油藏特点：,80,225MPa,（二）定向井、大斜度井开采技术液压卡封技术,（二）定向井、大斜度井开采技术液压卡封技术,Y211型卡封管柱已不能满足断块油藏的卡封需要,管柱适用于井斜25中性点以下管柱处于螺旋弯曲状态，加重偏磨。封隔器仅限两级使用。管柱定位不准。,常规 Y211型卡封管柱,技术研究液压封隔器设计；换层开关设计,液压封隔器,双向锚定机构,液压平衡机构,下锥体脱卡机构,高温高压密封件,自验封结构,双内管结构,（二）定向井、大斜度井开采技术液压卡封技术,换层开关,技术研究液压封隔器设计；换层开关设计,液压换向机构,密封圈过孔密封技术,多功能分流机构,挡砂结构,（二）定向井、大斜度井开采技术液压卡封技术,形成的工艺管柱：,液压坐封管柱,Y445封隔器卡封管柱,自验封封隔器卡封管柱,可钻可取式卡封管柱,复杂结构井卡封管柱,管柱,特点：卡位准确，可满足0.2m夹层卡封适合大斜度井甚至水平井的使用可多级使用承压35MPa；耐温150,（二）定向井、大斜度井开采技术液压卡封技术,形成的工艺管柱：,不动管柱采油工艺管柱,特点：（1）换层方法简单方便。（2）可以不动管柱实现2层4层任意反复换层生产。（3）工艺配套、性能完善，管柱承压能力高。,（二）定向井、大斜度井开采技术液压卡封技术,该工艺管柱年实施470口井，卡封成功率达到85%以上，累计增油15.1万吨，取得了很好的经济、社会效益。,典型井例：河68-斜更8井,现场应用液压封隔器卡封技术,（二）定向井、大斜度井开采技术液压卡封技术,共应用不动管柱换层采油技术106井次，一次施工成功率97.2。换层成功率达84.7，累计增产原油18.5万吨。,典型井例：利11-4井,现场应用不动管柱换层工艺技术,（二）定向井、大斜度井开采技术液压卡封技术,利11-4井换层生产情况,（二）定向井、大斜度井开采技术液压卡封技术,二、断块油藏采油工艺技术,（二）定向井、大斜度井开采工艺技术,（三）侧钻井配套技术,（四）水平井配套技术,（一）注水工艺技术,（五）缩径井配套技术,（三）侧钻井配套工艺技术,几年来胜利油田在套管段铣开窗技术、液压造斜器复合铣锥开窗技术、弯螺杆钻具造斜技术、有线随钻及电子多点测斜技术、小井眼轨迹控制技术、完井电测技术以及尾管固井技术、侧钻井采油技术等侧钻井工艺技术已逐渐成熟配套。 目前胜利油田断块油藏上共钻侧钻井400余口，最大开窗深度达到2825.6米，最大完钻井深达3167米，最大裸眼长度761.41米，最大井斜已达58，目的层最大水平位移已达195.5米，中靶率达到98。,（三）侧钻井配套工艺技术,1、侧钻井完井工艺技术,、侧钻井完井方式优选,复杂断块油藏给采油工艺提供了广阔的发展空间，通过不断的攻关，采油工艺在断块油田开发中必将起到更有力的技术支撑作用，对提高采收率的贡献会越来越大。,（三）侧钻井配套工艺技术,、固井射孔完井技术,侧钻井的井身结构十分紧凑，环空狭小，固井后水泥环很薄，这就会造成射孔后水泥环破裂，形成窜槽。目前胜利油田广泛使用塑性水泥浆体系，以加强水泥环的抗冲击韧性，保障水泥环射孔后的完整性，可提高水泥环的抗冲击强度20%以上。,95mm6.5mm高强度小套管的研制技术指标：耐压强度 180MPa最大外径 108-110mm内 径 82mm,优点：a、增大了内径，提高了下井油管及工具的强度b、射孔选择余地大,（三）侧钻井配套工艺技术,2、侧钻井采油工艺技术,、侧钻井封堵、改层技术,共实施59井次，封堵成功率98.3%，累增油49125吨。,小井眼封隔器密封件的研制,（三）侧钻井配套工艺技术,、侧钻井机械卡封、酸化技术,承压：25MPa耐温： 150,（三）侧钻井配套工艺技术,解决问题：井眼小、常规工艺和工具不配套,侧钻小井眼分层卡水（找水）工艺管柱侧钻小井眼分层酸化工艺管柱 配套工具： Y211-90、Y341-90、Y341-70系列封隔器， 27/8in、31/2in、4in、41/2in系列皮碗封隔器 水力锚、单流阀、打压球座等配套工具。已在胜利油田50多井进行了成功应用。,侧钻井分采、酸化工艺管柱,二、断块油藏采油工艺技术,（二）定向井、大斜度井开采工艺技术,（三）侧钻井配套技术,（四）水平井配套技术,（一）注水工艺技术,（五）缩径井配套技术,水平井完井固井射孔完井,固井射孔完井技术包括：水平井套管固井完井技术 水平井尾管固井完井技术 水平井射孔工艺及定向 射孔技术,（四）水平井配套工艺技术,1、水平井完井工艺技术,1、水平井完井工艺技术,水平井完井衬管完井工艺,（四）水平井配套工艺技术,水平井完井管外封隔器衬管完井,将ECP与衬管完井及井眼清洗技术结合。 适合造斜段须要卡封水层或气层的油藏 利用ECP对水平段油层进行卡封，实现合采或分采。,1、水平井完井工艺技术,（四）水平井配套工艺技术,水平井完井分段注水泥衬管完井,它既可以封固油层以上的复杂井段,又使油层免遭水泥污染。,1、水平井完井工艺技术,（四）水平井配套工艺技术,形成了两种水平井防砂工艺管柱、研制了三种形式的水平井滤砂管,平置式水平井防砂工艺,悬挂式水平井防砂工艺,2、水平井防砂工艺技术,（四）水平井配套工艺技术,水平井滤砂管,镶嵌式金属纤维滤砂管整体式金属纤维滤砂管预充填双层绕丝滤砂管,挡砂精度为0.06-0.07mm渗透率在3550m2具有内通径大、强度高、渗透性好等特点,2、水平井防砂工艺技术,（四）水平井配套工艺技术,截止到2003年10月底，断块油藏共完成60多口水平井的防砂投产，有效期均在2年以上，其中临2平1井1996年9月防砂投产至今已达7年，目前仍在正常生产。,采用多级封隔器和液控开关实现水平井多层系、长井段、分段选择性开采。已在胜利、新疆等油田实施30口井,3、水平井分段采油工艺技术,（四）水平井配套工艺技术,部分水平井卡封施工前后的对比数据,（四）水平井配套工艺技术,采用井下增力打捞装置，利用小修作业设备实现对水平井内长井段滤砂管的打捞。该技术已经在胜利油田8口井上获得了成功的应用，取得良好的经济效益和社会效益。,井下增力打捞装置,4、水平井打捞工艺技术,（四）水平井配套工艺技术,二、断块油藏采油工艺技术,（二）定向井、大斜度井开采工艺技术,（三）侧钻井配套技术,（四）水平井配套技术,（一）注水工艺技术,（五）缩径井配套技术,大间隙高压密封技术 试验研究结果,结构形式,材料优选,常温（120）高温（150）,5 1/2in套管变形内径110mm 密封件外径100（105）mm5 1/2in套管修复内径100mm左右 密封件外径90（95）mm,1、大间隙高压密封研究,承压：35MPa耐温： 150,（五）缩径井配套工艺技术,间隙：1017mm,扩张式,2、缩径井分层采油工艺技术,（五）缩径井配套工艺技术,管柱特点:可满足套变井、套管修复井卡封的工艺要求。根据缩径点位置的不同，可分为整体式和丢手式两种分采管柱。管柱锚定点在缩径点以上，有利于后期管柱安全提出。,3、缩径井分层注水工艺技术,（五）缩径井配套工艺技术,分注管柱,Y341型分注管柱可满足一般套管变形井需要,K344型分注管柱可满足套管补贴后的分注需要,3、缩径井分层注水工艺技术,（五）缩径井配套工艺技术,管柱特点:可满足套变井、套管修复井分注的工艺要求。Y341型分注管柱可满足分注层数5层以下空心配水器分层注水的需要，常规的配水、测试工艺可满足生产要求。 K344型分注管柱23层分注管柱可采用常规配水、测试工艺，四层以上的分注管柱需要小直径测试仪器进行测试。K344封隔器采用液压坐封、洗井解封的工作方式，克服了常规K344封隔器停注后层间串通、胶筒的疲劳破坏、寿命短的问题。,目 录,一、断块油藏开发对采油工艺的要求二、断块油藏采油工艺技术分析 三、下步攻关方向,三、下步攻关方向,1、加强细分注水技术研究,研制开发适用于陆上油田的分层防砂注水工艺技术，提高陆上油田出砂井中分层注水管柱的有效工作寿命。,加快注水井细分层注水工艺技术的研究，进行管柱井下准确定位技术的研究。,进行套损、套变井分层注水技术的完善攻关。,加快新技术研发，做好技术保证,三、下步攻关方向,3、完善套损井的治理工艺技术,快速打通道技术长井段连续加固技术应用膨胀管技术修复套损井,加快新技术研发，做好技术保证,三、下步攻关方向,4、深化耐温抗盐聚合物、交联聚合物驱油技术研究,新型耐温抗盐聚合物及交联聚合物产品优选、评价方法、适用性研究及新型交联体系研制 开展高温高盐油藏新型聚合物及交联聚合物体系粘度影响因素研究 耐温抗盐聚合物、交联聚合物作用效果影响因素研究,加快新技术研发，做好技术保证,三、下步攻关方向,5、加快分支井开发技术研究,分支井回接技术研究 窗口密封技术研究 再进入技术研究 分支井分采技术及产能优化研究,加快新技术研发，做好技术保证,谢谢各位领导和专家！,