套管侧钻井技术0811

胜利钻井工艺研究院2008年8月侧钻井钻井技术一、前言二、国内外侧钻井技术现状三、胜利油田侧钻井技术四、侧钻井新技术五、建议汇报内容当前东部大多数油田正处在开发中后期，为了进一步稳定现有油田产量、降低综合成本，在直井“钻空”或因地面障碍开采屋脊式油藏和断层油层有困难，或在油田生产过程中，由于各种原因造成油井不能正常生产或停产的报废油井，采用套管开窗侧钻技术，使老井恢复和增加产能，成为各油田的最佳选择。前言套管开窗侧钻技术是充分利用老井的套管，在某一特定深度开窗后侧钻新井眼技术。它是一种投资少、见效快、经济效益显著的老油田开发技术措施，已成为世界各国许多油田勘探开发中重新认识老油田、使老油田增储上产和提高最终采收率的重要手段，显示出了广阔的发展前景及推广应用价值。前言侧钻井具有节约投资、中靶精度高、经济可采、剩余油富集规模要求小等优势。适合套损井和枯竭井的恢复生产和剩余油挖潜，以及挖掘断块小屋脊、小夹角、小高点、井间滞留区等小规模剩余油富集区。前言侧钻井优点和适用范围：套管开窗侧钻方式前言•斜向器磨铣开窗侧钻•地层较硬•固井质量较好•开窗点上下无水层套管开窗侧钻方式前言•段铣器段铣开窗侧钻一、前言二、国内外侧钻井技术现状三、胜利油田侧钻井技术四、侧钻井新技术五、建议汇报内容国内外侧钻井技术现状（一）国外侧钻井技术发展现状国内外侧钻井技术现状•国外开窗侧钻井早在三十年代就开始研究，由于工具不配套、工艺不成熟、成本高而告失败。•50年代以后，又进行了侧钻水平井的研究，但由于原油价格低、工艺不成熟、成本高等原因，到60年代仅钻了75口井，且水平段长度一般不超过15米。•70年代末至80年代初，美国研制成功了短半径旋转钻井系统，使短半径水平井钻井有了新的发展。•90年代，代表这一时期钻井技术的侧钻水平井技术和径向水平井技术得到了迅速发展。国外最深侧钻水平井为美国怀俄明州完成的一口超深井，该井于7751m处开窗侧钻。俄罗斯撒哈林群岛的Z-12井是目前位移最长的侧钻大位移井，测量井深11680m，2008年3月完钻。国内外侧钻井技术现状（一）国外侧钻井技术发展现状国内外侧钻井技术现状连续管技术在国外侧钻水平井中应用比较广泛，在普鲁德霍湾油田150余口连续管侧钻井实践表明，其平均成本只有常规侧钻井的50%左右。水泥塞开窗侧钻水泥环内置造斜器开窗侧钻过油管造斜器开窗侧钻国内外侧钻井技术现状（一）国外侧钻井技术发展现状国内外侧钻井技术现状利用连续管技术从已侧钻出的水平井眼内过油管再侧钻超小井眼。•国内胜利、辽河等油田套管开窗工艺开展研究的较早,胜利油田在1986年开始进行侧钻井研究，辽河油田在1992年开始对侧钻井进行研究,随着技术的发展，套管开窗侧钻井的单井费用降至新钻井的50%以下。（二）国内侧钻井技术发展现状国内外侧钻井技术现状国内外侧钻井技术现状（二）国内侧钻井技术发展现状国内外侧钻井技术现状国内外侧钻井技术现状侧钻井发展划分为三个阶段：第一阶段：1986～1995年，从仅限于套管损坏和井下落物等停产井恢复,到利用侧钻定向井来稳定老区产能。基本以Ф177.8mm套管开窗为主。期间研制成功了开窗工具和仪器，开发了陀螺定向开窗技术、侧钻定向井轨迹控制技术，初步形成了侧钻定向井钻井技术。（二）国内侧钻井技术发展现状国内外侧钻井技术现状国内外侧钻井技术现状第二阶段：1996～2000年，在侧钻定向井基础上发展到利用短半径侧钻水平井来开发屋脊式断块油藏、稠油油藏等。以Ф177.8mm和Ф139.7mm套管开窗为主。期间形成了包括侧钻水平井工程设计技术、两种开窗侧钻工艺模式和技术、井眼轨迹控制技术、随钻测量技术和各种专用工具和仪器设备在内的侧钻水平井钻井技术。（二）国内侧钻井技术发展现状国内外侧钻井技术现状国内外侧钻井技术现状第三阶段：2000年～，利用侧钻井技术整体开发低产、难动用老区块油田获得成功，并发展成为挖掘剩余油潜力的重要手段。期间形成了一套以组合式套管开窗工具、侧钻井钻井液完井液技术、井眼轨迹控制技术、MWD随钻测量技术、精细防砂筛管完井技术等为代表的套管开窗侧钻井钻井配套技术。•辽河油田在1992年以来共完成套管内侧钻井2000多口,单井费用为新钻井的1/2～1/3。•中原油田套管开窗侧钻技术始于1993年,完成套管开窗侧钻井166口,其中Ф139.7mm套管开窗侧钻160口。•吐哈油田自96年开始研究侧钻定向井、侧钻水平井技术，完成各类特殊井200余口，有效地提高了油田的开发效果。国内外侧钻井技术现状二、国内侧钻井技术发展现状国内外侧钻井技术现状一、前言二、国内外侧钻井技术现状三、胜利油田侧钻井技术四、侧钻井新技术五、建议汇报内容胜利油田自1986年侧钻第一口井-营83-斜6井以来，经过“八五”、“九五”的研究攻关和配套完善、“十五”的推广应用，目前已形成了较为成熟的侧钻井配套钻井技术。胜利油田侧钻井技术胜利油田侧钻井技术“八五”期间，针对各种报废井的利用和低效井的改造，开始研究套管开窗侧钻技术。期间形成了侧钻井配套工艺设计技术，研制出了段铣器和磨铣开窗工具，开发了陀螺定向开窗技术、侧钻定向井轨迹控制技术，初步形成了侧钻定向井钻井技术。胜利油田侧钻井技术“九五”期间，以国家重点项目《5-1/2“套管内开窗侧钻水平井技术》为依托，经过攻关，形成了一套包括侧钻水平井设计技术、开窗工艺技术、井眼轨迹控制技术、随钻测量技术、钻井液技术、完井技术等一套侧钻水平井钻井配套技术。1996年率先在草20-12-侧平13井进行了短半径侧钻水平井先导试验获得成功。攻关期间完成的12口侧钻水平井平均单井日产量是同区相邻直井的3～5倍，含水比同区相邻直井低20～80％，增产效果明显。胜利油田侧钻井技术胜利油田经过20多年的研究攻关和实践摸索，形成了一套以侧钻井工程设计、套管开窗工具、MWD随钻测量技术、井眼轨道控制技术、泥浆工艺技术、精细防砂筛管完井技术等为代表的套管开窗侧钻钻井配套技术。Φ444.5mmΦ339.7mmΦ241.3mmΦ177.8mmΦ152.4mmΦ114.3mm1、井身结构优化设计技术胜利油田侧钻井技术Φ177.8mm套管侧钻Φ444.5mmΦ339.7mmΦ241.3mmΦ177.8mmΦ152.4mmΦ127mm无接箍优化Φ346.1mmΦ273.1mmΦ215.9mmΦ139.7mmΦ118mm（扩眼至140mm）Φ95.3mmΦ108mm膨胀管1、井身结构优化设计技术胜利油田侧钻井技术Φ139.7mm套管侧钻Φ346.1mmΦ273.1mmΦ215.9mmΦ139.7mmΦ118mmΦ88.9mm或Φ101.6mm无接箍优化研发配套了开窗工具、钻头、速率陀螺测斜仪及小尺寸MWD、高性能动力马达等胜利油田侧钻井技术2、井下工具研发配套技术胜利油田侧钻井技术2、井下工具研发配套技术组合式开窗工具：现有118mm、152mm两种规格尺寸。开窗作业仅需一趟钻；工作平稳，磨铣套管时扭矩非常稳定；性能可靠、操作简单；缩短开窗周期60-80%。开窗工具：胜利油田侧钻井技术2、井下工具研发配套技术型号上部扣型总长mm最大外径mm斜面度数（O）斜面长度mmSZ-118NC31387011831930SZ-152NC38411615232900SZ-216NC50450021042900SZ-311NC50450030042900最大套管开窗井斜达到85O；有常规型、可循环型、可回收型等三种形式。液压斜向器套管开窗工具胜利油田侧钻井技术2、井下工具研发配套技术段铣器段铣套管开窗工具现有TDX-140、TDX-178、TDX-245三种尺寸规格。0.50.810.514.170246810121416平均段铣速度单付刀片进尺1998年1999年以后胜利油田侧钻井技术2、井下工具研发配套技术井下工具•钻头优选•动力钻具•水力加压工具有线MWD随钻测量仪大直径无线MWD胜利油田侧钻井技术小直径框架陀螺速率陀螺3、井眼轨迹控制技术:造斜段采用以滑动导向为主，利用单弯单稳柔性导向系统配合无线MWD实现井眼轨迹的连续控制。水平段或斜直井段以小度数单弯双稳导向系统配合无线MWD为主的复合钻进技术。通过合理选择上稳定器尺寸，以复合钻进的方式解决了施工中的钻压传递问题，以实现对井眼轨迹的连续控制。胜利油田侧钻井技术4、钻井液完井液技术胜利油田侧钻井技术•聚合物润滑体系：携岩性好，摩阻小，适合侧钻水平井钻井•MEG体系：抑制性强，失水小，适合水敏性强的储层侧钻钻井•非渗透钻井液体系：油层保护效果好，适合低压油藏侧钻钻井提高小井眼侧钻井固井质量的主要技术措施：◆小尺寸套管扶正◆扩眼Ф118mm井眼水泥环厚14.55mmФ140mm井眼水泥环厚22.05mm胜利油田侧钻井技术5、侧钻井固井技术•钻井院水力扩孔工具在中原、胜利φ139.7mm套管开窗井应用50多口井，平均扩速11.09m/h•塔河油田5400m以上Ø149.2mm井眼下Ø127.0mm套管间隙小，固井质量差，采用钻井院的PDC扩眼器，井径扩大均在10mm以上，已应用100余套。36.20%90%0.00%20.00%40.00%60.00%80.00%100.00%12电测一次成功率81%100%0%20%40%60%80%100%12固井合格率2003200420032004胜利油田侧钻井技术胜利油田侧钻井技术自“十五”以来，各采油厂都把侧钻井及侧钻水平井做为增储上产的重要手段，充分发挥了侧钻井及侧钻水平井在油田老区开发中的重要作用。6、应用情况近几年完成侧钻井完成数量统计表据不完全统计，“十五”以来至2007年，胜利油田共完成侧钻井563口，是“十五”以前完成数量总和的7.9倍。2005-2007年当年投产侧钻井产量统计表9187569056835920100002000030000400005000060000700008000090000100000200520062007侧钻水平井应用实例1.孤东7-29-侧平246井(51/2套管内开窗侧钻井)施工时间：2008.02.01-2008.03.15钻井周期：17d19h完钻井深：1555m完钻垂深：1329.96m水平段长；165.68m完井方式：Φ95.3mm尾管+Φ73mm精细防砂筛管油区注水井网改造该井2008.04.07投注，注水量157m3/d，对应5口油井，投注前产液413t/d，产油4.6t/d，综合含水98.9%；投注后产液473t/d，产油6.8t/d，综合含水98.6%。注水效果：增油2.2t/d，含水下降0.3%。侧钻水平井应用实例2.孤东6-30-侧平2454井(7套管内开窗侧钻井)施工时间：2008.05.30-2008.06.29钻井周期：12d21h完钻井深：1457m完钻垂深：1262.25m水平段长：142.71m完井方式：Φ114.3mm精细防砂筛管+Φ114.3mm尾管。油区采油增产该井于2008.07.19投产，初产液量34.8t/d，产油11t/d，综合含水69.3%；目前产液36.6t/d，产油9.2t/d，综合含水74.4%。采油效果：该井目前产量是邻井的3-4倍。一、前言二、国内外侧钻井技术现状三、胜利油田侧钻井技术四、侧钻井新技术五、建议汇报内容1、新型铣钻工具既可铣套管又可钻地层某Ø177.8mm套管3560m位置处开窗,用牙轮钻头需要3次起下钻才能完成。而采用新型铣钻工具1次使用就在10h内铣了1个3.7m长的窗口和钻了1个长3m的导眼。侧钻井新技术•指曲率半径远比常规的短曲率半径水平井更短的一种水平井•适合在薄油层、垂直裂缝等断块油藏中应用，以提高产量2、超短半径侧钻水平井钻井技术侧钻井新技术高12-39侧平1井方位90°和290°各钻一个长度为10～20m水平井眼产液8t/d，产油6.5t/d，含水18.8%高17-16侧平1井方位90°和240°各钻一个长度为6～20m水平井眼产液达5t/d，是改造前的2.94倍，产