胜利油田水平井分段完井采油技术与应用.ppt

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1、胜 利 油 田 水 平 井分段完井采油技术与应用,发 言 人：张 峰胜利油田分公司采油工艺研究院,水平井在油田开发中的应用及研究学术研讨会,一、前 言,二、水平井分段筛管完井技术,三、水平井分段射孔优化技术,四、水平井分段采油技术,内 容 提 纲,胜利油田水平井射孔参数优化及检测技术,五、结论与下步工作,一、前 言,至2009年底，胜利油田投产水平井1595 口，累油1470104t。水平井技术已经成为提高储量动用率、油田采收率和单井产能的有效手段。,2009全年投产水平井406口，年产油279104t，水平井为油田持续稳定发展发挥了重要作用。,1.胜利油田水平井开发概况,胜利油田水平井发展概

2、况图,一、前 言,2.水平井完井方式适应性不断增强,提高了油井的完善程度，降低了完井成本,筛 管 完 井,裸 眼 完 井,固井射孔完井,2007年前水平井完井方式,20072009三年完成的水平井完井方式统计,主导完井方式,一、前 言,油藏非均质性增强，全井段开采导致水平段动用程度不均；,3.水平井开发面临新的问题与挑战,水平段生产压差不均，易导致局部边底水脊进；,筛管完井水平井高含水后，找堵水难度较大。,水平井水平段产液分布示意图,由于选井条件下降和油藏情况日趋复杂，水平井开发面临新的问题与挑战。,一、前 言,4.技术对策,针对不同完井方式，采用分段完井，分段采油。,优势延缓边底水脊进 利于

3、后期采取堵水措施提高均匀动用程度和采收率,筛管完井,分段筛管完井,固井射孔完井,分段射孔完井,分段筛管完井,分段射孔完井,分段采油,一、前 言,二、水平井分段筛管完井技术,三、水平井分段射孔优化技术,四、水平井分段采油技术,内 容 提 纲,胜利油田水平井射孔参数优化及检测技术,五、结论与下步工作,二、水平井分段筛管完井技术,分段完井优化设计,油藏参数,钻井轨迹,电测资料,分段依据,水平段长度,分段数量,卡封位置,设计参数,均衡生产,分段措施,水泥充填长胶筒封隔器,遇油遇水膨胀封隔器,长胶筒管外封隔器,二、水平井分段筛管完井技术,1.长胶筒管外封隔器分段完井工艺,该技术是在完井阶段下入管外封隔器

4、，投产时，利用酸洗涨封一次管柱将封隔器涨封，起到分段生产的目的。优点：技术成熟，操作简单，费用低。适用性：油层段有泥岩夹层的、非热采水平井。,工艺原理,二、水平井分段筛管完井技术,长胶筒管外封隔器的研制,长胶筒管外封隔器技术参数,采用两端固定，不连续钢片的设计，既增加了胶筒的长度，又保证了加长胶筒的充分膨胀，提高了环空密封压力。室内试验表明完全可满足分段需要。,二、水平井分段筛管完井技术,2.水泥充填长胶筒封隔器分段完井工艺,该技术是在完井阶段下入长胶筒（胶筒2-3m）管外封隔器，投产时利用水泥涨封管柱将封隔器涨封，并在封隔器中充填水泥，使封隔器井段凝固后形成一段水泥环，起到分段生产的目的。优

5、点：充填水泥的的封隔器可以提高密封可靠性，并可以应用于热采井。适用性：长井段水平段、热采水平井。,工艺原理,二、水平井分段筛管完井技术,内管注水泥膨胀工具的研制,节流短节,定位短节,变常规水力胀封为水泥浆胀封，提高了封隔能力和封隔器使用寿命,形成的水泥实体可承压120MPa以上，而清水胀封只承压35MPa。,二、水平井分段筛管完井技术,3.遇油遇水膨胀封隔器分段完井工艺,可降低完井的复杂性和施工风险，具有自修复功能。引进与自主研发相结合,工艺原理,国外技术：应用：国外在Norway的Grane等油田广泛应用，分层裸眼防砂完井和筛管分段完井。特点：降低完井的复杂性和施工风险。,二、水平井分段筛管

6、完井技术,遇油遇水膨胀封隔器的研制,自主研发：研制了橡胶试件，室内试验达到预期效果；完成了遇油/水膨胀封隔器分段完井的施工工艺设计。,目前已达到的技术指标：胶筒膨胀后耐压：5MPa胶筒耐温：120胶筒膨胀率：200%,目前，胜利钻井院研制的遇油遇水膨胀封隔器在车1平1井进行了初步应用，耐温90。,二、水平井分段筛管完井技术,4.现场应用,可实现23段的水平井分段完井，截止2009年底，在胜利油田共应用22井次。,曲9块主要的储层为馆陶组和沙四下段为主，地质储量为1228104t，含油面积为6.8km2。投入开发以来情况，投产水平井7口，累油1.4104t，经济效益显著。,典型井例曲9平2井分段

7、完井,二、水平井分段筛管完井技术,生产情况：初期日液13.8t/d，日油10.8t/d,平均含水22%。累油4412t，目前合采，生产正常。,4.现场应用,油藏情况：孔隙度29.1%，渗透率601103m2；地面原油粘度303-1047mPas，压力系数0.99。钻井情况：A靶点比B靶点高2.67m，油水界面距B靶点较近，极易见水。,完井方式：分2段裸眼防砂完井,一、前 言,二、水平井分段筛管完井技术,三、水平井分段射孔优化技术,四、水平井分段采油技术,内 容 提 纲,胜利油田水平井射孔参数优化及检测技术,五、结论与下步工作,一、水平井射孔参数优化设计技术,三、水平井分段射孔优化技术,针对固井

8、射孔完井水平井，主要采用水平井分段变密度射孔优化，进行控水稳油；针对低渗透水平井分段压裂，开展了射孔参数对压裂施工工艺影响的初步研究。,水平井分段变密度射孔,水平井压裂射孔优化,控水稳油要求,分段变密度射孔完井,针对储层的非均质性，通过改变射孔密度，即高渗区低射，低渗区高射，实现控水稳油。,分段变密度射孔控水机理,分段变密度射孔完井示意图,生产压差,一、水平井射孔参数优化设计技术,1.水平井分段变密度射孔的优势,（一）水平井分段变密度射孔优化技术,建立了水平射孔井筒流动数学模型，研究结果表明：水平井射孔程度存在一个最优的控制范围；射孔位置越靠近水平段跟部产量越大；打开80%油层可获96%的产能

9、，打开60%可获90%的产能。,一、水平井射孔参数优化设计技术,（一）水平井分段变密度射孔优化技术,2.水平井分段变密度射孔优化设计,一、水平井射孔参数优化设计技术,117根：管壁周围全部有油，部分内孔被油堵死。,1821根：管壁一侧有油，另侧无油，油量逐渐变少。,最后4根：滤砂管干净，无油。,面120-平1井打捞滤砂管,该井水平段出油主要在前部84mm(射孔段总长的60%)，中部出油量逐渐减少，后部20m地层不出油。,（一）水平井分段变密度射孔优化技术,2.水平井分段变密度射孔优化设计,均匀流入剖面下孔密与井筒位置的优化,均匀流入剖面孔密优化模型的建立,水平段合理长度的确定研究,合理生产压差

10、与射孔参数的优化,射孔流入剖面敏感性分析研究,均匀流入剖面下孔密孔深与渗透率优化,一、水平井射孔参数优化设计技术,（一）水平井分段变密度射孔优化技术,利用油藏流体渗流模型和水平井筒内流体流动模型，推导出了油藏井筒流体流动耦合模型。并根据理论研究结果，开发了水平井射孔优化设计软件。,2.水平井分段变密度射孔优化设计,桩1-平31生产情况,一、水平井射孔参数优化设计技术,桩1-平31：桩1块天然能量充足，边底水活跃存在问题：长井段射孔产量递减快，含水上升快；措施：分段射孔，根据测井结果，优化设计射开4段，总长仅10m。,3.现场应用,（一）水平井分段变密度射孔优化技术,桩1平31井,桩106-平6

11、分3段不均匀射孔，实现了控水稳油，2005.9投产至今累油1.2104t。同区块其余两口水平井，均因高含水停产。,日油平均8.4t/d，目前4.5t/d,含水平均64%，目前70%,日液平均23.5t/d，目前15t/d,一、水平井射孔参数优化设计技术,3.现场应用,（一）水平井分段变密度射孔优化技术,桩106平6井,射孔作为液流通道，在压裂时具有重要作用：调节破裂压力的大小 控制裂缝的初始方位 调整层间进入液量 射孔参数（射孔方位、孔密、孔径、孔深等）优化是主动改变压裂施工工艺的有效手段之一。,二、水平井射孔与限流压裂优化设计技术,（二）水平井压裂射孔优化技术,为了满足低渗透油藏水平井分段压

12、裂的需要，开展了水平井压裂射孔优化初步研究。,1.射孔方位对裂缝延伸的影响,不同的射孔方位将产生不同的裂缝形态，水平井压裂裂缝有三种形态：正交横向缝、纵向缝、水平缝。最佳裂缝形态是：与水平段井身轨迹正交横向缝，故最优射孔方位角为0。,最佳裂缝配置,射孔方位角,二、水平井射孔与限流压裂优化设计技术,（二）水平井压裂射孔优化技术,二、水平井射孔与限流压裂优化设计技术,1.射孔方位对裂缝延伸的影响,0方位射孔，裂缝壁面光滑,30方位射孔，裂缝较光滑，发生转向,螺旋射孔下的多条裂缝,裂缝转向，T型缝,（二）水平井压裂射孔优化技术,2.射孔方位对破裂压力的影响,破裂压力随射孔方位角增加而升高，沿最大主应

13、力方向射孔破裂压力最低；030，破裂压力增幅较小；不同方位射孔破裂压力最大相差达25。,二、水平井射孔与限流压裂优化设计技术,（二）水平井压裂射孔优化技术,3.孔密对破裂压力的影响,孔密18孔/m：对破裂压力影响不大。,二、水平井射孔与限流压裂优化设计技术,（二）水平井压裂射孔优化技术,4.孔径、孔深对破裂压力的影响,孔径和孔深对破裂压力影响较小,二、水平井射孔与限流压裂优化设计技术,（二）水平井压裂射孔优化技术,一、前 言,二、水平井分段筛管完井技术,三、水平井分段射孔优化技术,四、水平井分段采油技术,内 容 提 纲,胜利油田水平井射孔参数优化及检测技术,五、结论与下步工作,二、水平井射孔与

14、限流压裂优化设计技术,四、水平井分段采油技术,长井段、非均质性强的水平井，分段开采；阶梯式水平井分段射孔完井；分支封隔处理的分支井完井，选择性开采。在水平井分段完井的基础上，配套了水平井分段采油技术。,水平井,分支井,阶梯水平井,二、水平井射孔与限流压裂优化设计技术,四、水平井分段采油技术,封上采下,任意层段采油,液压开关分段采油,目前已经形成了3套成熟的工艺管柱，在胜利油田应用150余井次。,1.工艺管柱,2.液压开关分段采油,四、水平井分段采油技术,四、水平井分段采油技术,四、水平井分段采油技术,四、水平井分段采油技术,一、前 言,二、水平井分段筛管完井技术,三、水平井分段射孔优化技术,四、水平井分段采油技术,内 容 提 纲,五、结论与下步工作,开展水平井分段完井优化设计和均衡生产压差等理论研究，进一步提高分段完井水平井的开发效果。,对于薄层、边底水活跃等复杂条件油藏，应优先考虑分段完井。,五、结论与下步工作,水平井分段完井采油是实现稳油控水、提高采收率的重要手段，在目前已取得进展的基础上，下步应重点开展以下工作：,继续完善已有的水平井分段手段，重点开展耐高温高压的遇油遇水膨胀封隔器和热采膨胀封隔器的攻关。,从创业走向创新 从胜利走向胜利,敬请批评指正谢 谢,