中原油田小井眼完井技术.ppt

中原油田小井眼深井完井及配套技术,汇 报 内 容,概 述 深井小井眼完井技术 4in套管井工艺配套技术 几 点 认 识,一、概 述,中原油田是典型的复杂断块油气田，油气埋藏深（一般井深在3000m左右）高温、高压（文东油田压力系数超过了1.85，地层温度130以上）高矿化度（8-35104mg/l）五套盐层发育（卫城上盐、卫城下盐、沙1盐、文9盐、文23盐)。,特殊的地质条件（地应力和腐蚀因素）和油田开发过程增产增注措施的实施（高压注水、重复射孔、频繁作业等）造成了大量的套管损坏，不仅破坏了注采井网，损失了控制和可采储量，而且制约了增产增注措施的实施，增加了油田稳产难度。,2003年以来平均当年套损井110口左右，损失控制储量达500万吨。,对长井段套管变形、漏失及套管严重变形、错断和落物复杂的一些井，采用常规大修技术难以修复。中原油田油藏埋藏深，打更新井的投资大（文东、文南钻井投资1000万元以上）。开发应用51/2in套管下4in套管和开窗侧钻技术修复套损井，完善注采井网，挖掘剩余油潜力，恢复控制和可采储量，提高油田开发中后期的开发效果。,经过近几年的攻关，解决了多项深井下4in套管和开窗侧钻的技术难题，形成系列配套的深井下4in套管和开窗侧钻系列技术：抗高温高盐的延迟固井水泥浆体系及小井眼固井工艺技术51/2in套管井深层开窗侧钻配套技术双层套管射孔和4in套管井射孔技术4in套管井压裂、注水、分层及修井技术,二、深井小井眼完井技术,（一）51/2in套管内下4in套管完井工艺（二）51/2in套管开窗侧钻完井工艺（三）深井小井眼完井配套技术,针对深井下井下4in套管井下温度高、环空隙小、长井段套管不居中及油层段形成双层套管的技术难题，开发了在高温条件下延迟固井的水泥浆体系、回插固井工艺技术、扶正技术及4in双层套管射孔技术，满足了51/2in套管下4in套管完井的需要。,（一）51/2in套管内下4in套管完井技术,在原5in井筒内全井下入4in套管；注入延迟固井水泥浆，再将4in套管上提；水泥浆液面回落后，将4in套管重新插入水泥浆中；使环空中的水泥浆重新均匀分布，以提高固井质量。,主要用于套管长井段多处漏失、油水井投产年限较长、套管腐蚀严重油水井的修复。,1、全井下4in套管工艺,全井下4in套管施工工艺,4in套管悬挂在下部套损段或生产段，采用51/2in-4in 套管悬挂器，悬挂4in套管，用27/8in钻杆携带下井，然后回插固井，悬挂器坐挂。,用于上部套管完好而下部套管或局部套管损坏的油水井修复,2、悬挂4in套管工艺,开窗位置深、套管壁厚大、过盐膏层，侧钻难度大;地层压力高，泥浆密度大，循环压力高；高温、高盐，固井介面胶结不好；环空间隙小，固井水泥环薄，射孔易碎裂，造成层间封堵实效。,（二）51/2in套管开窗侧钻完井技术,应用于上部套管完好下部套管严重变形或错断、落物复杂无法修复以及为挖掘剩余油潜力的油水井修复,深井开窗侧钻的技术难点,井筒准备；开窗修窗；随钻定向；测井；悬挂4in套管延迟固井；投产（投注）等工序。,开窗侧钻技术施工工艺,应用坐封可靠的液压卡瓦封隔式斜向器，确保斜向器固定牢固；实现座斜、开窗修窗一次完成，减少起下钻具，提高效率。,1、斜向器开窗修一体化工具,（三）深井小井眼完井配套技术,在保持高排量的情况下，从改变钻井液成分入手，开发出一种低固相低摩阻的新型钻井液体系，最大限度地减少钻井液本身的流动内阻力和钻井液与井壁、钻杆之间的摩擦力，从而达到降低泵压的目的。,2、低摩阻钻井液体系,利用转盘和动力钻具两种动力同时驱动高效PDC钻头钻进。并通过优选动力钻具、PDC钻头和优化钻具结构，使平均钻速比提高21%，缩短了施工周期，取得良好效果。,文209-侧2井双驱钻进效果对比,3、提高小井眼机械钻速,4、固井水泥浆体系,考虑到小井眼、小环空、封固井段长的特点，研究出了优质水泥浆体系，具有抗高温高盐、浆体稠度低、过渡时间短、稠化时间易调、良好的防窜性能等优点，可满足井温130的高温条件下深井下4in套管延迟固井的需要。,稠度较低（小于15BC），有利于紊流顶替。稠化过渡时间短，稠化时间可根据需要调整。易于控制失重，减小油气窜发生。,水泥浆的稠化特点,水泥浆的流变性、失水、抗压强度性能,流动性好、失水低、抗压强度高特点；SPN值较低，说明该水泥浆体系具有较强的防窜性能。,水泥浆抗盐性能,18%盐水配制的水泥浆性能,用较高浓度的盐水配制该水泥浆，其水泥浆仍具有良好的流动性能及稠化特点，水泥浆失水仍可较好地满足固井需要。,采用水力液压式扩眼器进入裸眼内进行扩眼，扩眼后井径扩大至140mm左右，提高了固井质量。,5、固井工艺,水力扩孔眼技术,套管本体加焊扶正块技术，加焊后外径114-118mm。保证套管居中。,液压扶正器连接于4in套管管柱中间，悬挂器座挂后，打压，扶正体撑在套管内壁，使得4in套管在套管内居中。,扶正技术,液压扶正器,套管本体焊接扶正块,套管串中的悬挂器（在固井过程中，固井碰阀不坐挂，上下拉动回插套管串后蹩压坐挂)施工时上提下放套管，均匀环空泥浆，有效地提高小井眼固井质量。,51/2 in-4in液压回插式悬挂器,模具制作：N80：4in7.8mm套管 N80：51/2in9.19mm套管，模具高度1.5m 直径1.0m，充填物为水泥 射孔类型：73-II B射孔弹，孔密12孔/米技术参数：平均入孔孔径7.6mm，穿透深度346mm，最大穿 透深度399mm 弹孔孔径规则，套管无裂纹，套管间水泥环无伤害，射孔后枪身膨 胀量5mm,研究应用73-5射孔枪，配用73-II B射孔弹，并进行了射孔打靶试验,双层套管射孔工艺,6、射孔工艺,优先选用油管输送射孔工艺。研制的68型深穿透射孔器、小直径深穿透无枪身射孔器，具有穿深大、性能可靠、低伤害、无射孔盲区等优点，可满足4in高强套管射孔的需要。,开窗侧钻井射孔工艺,4in无接箍套管,4inQ1259.4,7、4in套管系列,2003-2007年，中原油田51/2in套管开窗侧钻累计实施300口井，51/2in套管内下4in套管累计实施160口井，累计恢复控制储量2000万吨，可采储量260万吨。,应 用 情 况,白17井是白庙气田一口高产气井，下部套管长井段漏失，采用 51/2in套管内下4in套管技术，悬挂点深度2094m，悬挂4in套管1975m，下井深度4069m，是中原油田下4in套管最深的井。文13-侧125井实际开窗深度3220m，完钻井深3590m，裸眼段长度376m，水平位移66m，最大井斜21.7，钻遇油层及水淹层共计88m/35层。是中原油田51/2in套管开窗侧钻最深的井。,三、4in套管井工艺配套技术,（一）固井质量评价技术（二）压裂技术（三）分层工艺技术（四）修井技术,51/2 in套管井中下4in套管后，井筒中存在两层套管,由于存在多个界面，接收到的信号受多次反射波的迭加，解释中存在地层波的识别及资料处理、套管波和地层波与第二胶结面固井质量的关系以及声幅与第一胶结面固井质量的关系等问题。开展了5in套对4in套固井质量影响因素分析研究 研究了4in套固井质量测井仪器刻度方法 建立4in套管固井质量资料解释模型和解释标准,形成了一套双层套管条件下4in套管井的的固井质量解释方法。,（一）固井质量评价技术,资料解释成果图,SJAT双发三收声波变密度测井仪,采用的是SJAT型双发三收水泥胶结组合仪检查4in套管井固井质量。该组合仪具有测井参数多、自动补偿能力强、测量准确、测井成功率高等特点。近几年来，已经进行了300多井次的4in套管井固井质量检查。,优化管柱组合，优选注入方式，降低压裂液在井筒内的摩阻,全井4in套管,受井身结构限制,采用空井筒注入方式压裂。悬挂4in套管及开窗侧钻内悬挂4in套管，悬挂点以 上为原井套管，一般采用89mm油管下带73mm油管做尾 管、油管注入的方式，或针对套管实际情况采用卡封护套 后，下挂尾管施工。,（二）压裂技术,1、注入方式选择,为保护悬挂器上部薄弱套管，采用ZY221封隔器进行卡封护套，封隔器下入位置选取在悬挂点以上10-15m左右,保护原井套管。,ZY221封隔器性能指标:,适用温度：30-160 抗最大压力：70MPa适合井深：1000-5500m,压裂管柱示意,卡封护套技术,优选了适合4in套管井压裂的缓速交联水基冻胶压裂液体系,充分满足4in套管井压裂低摩阻,高携砂性能的要求。,组成：低残渣成胶剂、高温延迟交联剂、新型降滤失剂、高活性表面活 性剂、复合型粘土稳定剂原理：延缓交联时间,降低压裂液在管柱内的摩阻特性：低摩阻，摩阻比常规压裂液低15.6%低滤失，150温度下滤失系数为5.8710-4mmin-0.5 低伤害，平均岩心伤害率8.23%耐温抗剪切，140温度下170-s，剪切2hr，粘度150mPa.s,2、压裂液优选,开窗侧钻井井斜较大，压裂过程中受多裂缝、弯曲摩阻影响严重。应用支撑剂段塞技术、变排量技术、变粘度技术等斜井压裂复合技术，有助于主裂缝的形成，减小多裂缝及弯曲摩阻的影响，保证压裂成功率。,近井带弯曲摩阻边界,3、侧钻井压裂复合技术,由于原井段生产或压裂过，地层压力下降，滤失增加，实施降滤失剂技术、粉陶降滤等综合降滤技术，有效地减小了地层的滤失，提高了压裂液效率。,粉陶粒径:0.212-0.425mm 或0.425-0.85mm,数 量:1.0-3.0m3,浓 度：3-5%,4、综合降滤技术,为获得高导流能力的支撑裂缝，采用高砂比施工技术。支撑剂砂堤呈线性分布，分6-8个阶段加砂，最高阶段砂比达到50%以上，确保裂缝在目的层的有效延伸和支撑剂的铺置，提高裂缝的导流能力，延长有效期。施工特点主要是排量大、砂比高，根据模拟计算和油层分布情况，施工排量一般3.8-4.5m3/min，砂比30%左右。,5、高砂比施工技术,2007年实施4in套管压裂改造52井次，其中全井4in套管压裂4井次，原井眼悬挂4in套管压裂15井次，开窗侧钻内悬挂4in套管压裂33井次，平均砂比28.0%，最高砂比32.1%，施工成功率98.1%。有效率92.3%，单井增油782t，有效期176天。,4in套管分注存在的主要难点小直径水力锚和预留洗井流道的小直径封隔器结构设计上径向尺寸矛盾突出；常规分注管柱的配水方式及投捞工艺难以实现；胶筒壁薄，难以满足中原油田高温、高压的要求。,1、4in套管分层注水技术,（三）分层工艺技术,采用封隔、配水一体化方式;设计了高压顶封、一级两段、两级两段和两级三段分层注水等四种不同的分注管柱；即可实现分层注水，并能满足洗井、投捞调配、测试的要求。,分层注水工艺管柱,最大外径：80mm最小内通径：35mm耐压差：35MPa耐温：130下入深度：3500m有效期：300天以上,技术指标,采用一体化井下流量计，连接井下流量测试短节，坐入配水芯子内进行测试。通过这种测试方法和测试结果，可以一次测试出P1、P2的水量，与常规测试方法进行比较，测试工艺简单、可靠，而且取得的资料准确。,4in套管一级两段注水井分层流量测试,一体化流量计测试工艺示意图,2、4in套管注水井分层测试技术,根据测试结果，如果水量达不到配注方案要求时，需立即进行调整。即进行投捞调配，使各层段水嘴大小能达到配注要求。,4in套管一级两段分层注水井投捞调配工艺,投捞调配工艺示意图,将配水器打捞出后，利用小直径三参数测试仪（自然伽玛、磁定位、井温）配合井下同位素配套仪器的使用，可完成分层吸水剖面测试。,4in套管一级两段分层注水井吸水剖面测试工艺,吸水剖面测试工艺示意图,应用实例,分层挤堵管柱,工艺管柱分液压坐封式和机械坐封式两种管柱，密封系统采用厚壁密封件和端部复合防突结构。可以用于保护任意层进行酸化、挤堵、调剖等措施。目前已现场应用40余井次，最高压力36MPa，工具最大下入深度2800m。,3、分层措施工艺技术,管柱串最大外径：80mm耐压差：35MPa耐温：130 封隔器适用夹层厚度：2m 以上,技术指标,4in套管井的修井存在井眼尺寸小，修井工具设计困难,修井难度和风险较大；且国内配套的小直径修井钻具少。近几年来研制配套了小直径管类落物打捞工具、磨铣套铣工具和打捞辅助工具，该技术已经在中原油田现场推广应用，,（四）修井技术,辅助工具：方钻杆、钻杆短节等。,修井钻杆：开发了23/8in非API标准小钻杆,1、4in套管井修井钻具,研制的小直径工具：滑块捞矛、可退式捞矛、倒扣捞矛、小母锥、小公锥等,2、4in套管井落物打捞工具,偏心磨鞋 凹底磨鞋 防偏领眼磨鞋,安全接头,82mm上击器,3、4in套管井小直径磨铣工具,4、打捞辅助小直径工具,四、几点认识,1、深井51/2in套管内下4in套管和开窗侧钻完井技术的研究与应用，解决了中原油田套损井修复的技术难题，通过大规模应用，对完善注采井网、恢复储量、挖掘剩余油潜力起到了积极作用。2、通过项目的实施，每年节约了上亿元的打调整井或更新井的费用，经济效益显著，应用前景广阔。,3、通过4in套管井的压裂、注水、分层、堵水及修井技术研究，形成了适合中原油田特点的小井眼开采系列配套工艺技术，为油田4in套管井后续工艺的实施提供了技术保障。4、尽管4in套管完井技术解决了中原油田修井技术难题，但仍然存在井眼小、工艺措施实施困难的缺点，我们将进一步扩大低合金钢膨胀管及低炭钢膨胀管在长井段套管补贴和侧钻井中的规模应用，完善中原油田的修井技术手段，降低修井成本。,谢谢各位专家,