水平井、分支井完井技术

水平井、分支井完井技术提纲一、概述二、水平井完井技术三、分支井完井技术四、水平井、分支井完井技术发展趋势水平井、分支井都是特殊工艺井，他们相对普通的直井有很大的区别，其最大的是水平井、分支井一口井控制的地层储量差距很大。因此水平井、和分支井成为近年发展很快的技术，特别是近年随着页岩气、低渗透油气藏的开发更让水平井得到更大发展。完井更是发展的重点。一、概述一、概述2850681682015228061005505709158101827813513502001200220032004200520062007200820092010201120122012年国内外完成水平井1701口，同比增加31.25%。其中国内共完成水平井1351口，同比增加32.71%；国外完成水平井350口，同比增加25.9%。钻探企业国内共施工完成水平井1112口，占国内1351口总数的82.31%。我国水平井、分支井实施情况1701一、概述长庆辽河新疆500口，37.01%174口，12.88%190口，14.06%341口，25.24%其他油田长庆油田、吉林油田、新疆油田、辽河油田合计完成水平井1010口，占国内完成1351口总数的74.76％。集团公司国内各油田完成水平井、分支井情况吉林146口，10.80%完成水平井分段改造775口，分段数达到5378段，同比分别多272口和3624段。2012年平均分段6.9段，同比平均多分段3.4段。☆裸眼分段：21段☆水力喷射分段：21段☆连续油管带底封分段：18段☆最大加砂量：1798方一、概述一、概述水力喷砂射孔分段、裸眼封隔器分段及套管内封隔器滑套分段是目前中石油应用的主体技术，占总数的91.74%。其中自主工具应用占85%。各种分段改造工艺应用情况一、概述提纲一、概述二、水平井完井技术三、分支井完井技术四、水平井、分支井完井技术发展趋势完井方式分类水平井完井方式裸眼固井完井筛管裸眼完井裸眼分段改造完井裸眼直接下筛管完井带管外封隔器(ECP）的筛管完井砾石充填完井非选择性完井裸眼完井全井筛管完井砾石充填完井选择性完井全井注水泥射孔完井套管注水泥和筛管组合完井筛管和筛管外封隔器组合完井套管和套管外封隔器、滑套（可开关）组合完井完井方式适用油藏地质条件适用工艺条件裸眼完井1）岩性坚硬致密，井壁稳定不坍塌的碳酸盐岩或砂岩储层。2）单一储层或不要求层段分隔的储层。3）在有气顶、底水的条件下无垂直裂缝或断层。1）长、中、短或极短半径水平井。2）非选择性生产。3）不进行选择性增产、增注措施。割缝(或钻孔)衬管完井1）井壁不稳定，有可能发生坍塌的储层。2）单一厚储层或不要求层段分隔的储层。3）天然裂缝性碳酸盐岩储层。4）岩性较为疏松的中、粗粒砂岩储层。1）长、中、短或极短半径水平井。2）非选择性生产。3）不进行选择性增产、增注措施。完井方式适用油藏地质条件适用工艺条件管外封隔器(ECP)完井1）不要求注水泥层段封隔的注水开发储层。2）井壁不稳定，易发生井眼坍塌的储层。3）天然裂缝性或平面非均质的碳酸盐岩或硬质砂岩储层。4）岩性较为疏松的中、粗粒砂岩储层。1）长、中、短半径水平井。2）选择性生产。3）可进行选择性增产增注措施。固井完井1）要求实施高度层段分隔的注水开发储层。2）要求实施水力压裂作业的低渗透储层。3）裂缝性砂岩储层。1）长、中半径的水平井。2）选择性生产。3）进行生产控制、生产检测和选择性增产、增注措施。4）进行套管内防砂完井。完井方式适用油藏地质条件适用工艺条件裸眼预充填砾石筛管完井1）岩性胶结疏松、出砂严重的中、粗、细砂岩储层。2）不要求层段分隔的储层。3）热采稠油油藏。1）长、中半径的水平井。2）非选择性生产。3）不进行选择性增产、增注措施。套管内预充填砾石完井1）岩性胶结疏松、出砂严重的中、粗、细砂岩储层。2）裂缝性砂岩储层。3）热采稠油油藏。1）长、中半径的水平井。2）选择性生产。3）进行选择性增产、增注措施。1.水平井裸眼完井优点：1）成本低；2）储层不受水泥浆伤害；3）使用可膨胀式双封隔器，可以实施生产控制和分隔层段的增产作业；缺点：1）疏松地层，井眼可能坍塌；2）难以避免层段之间的窜通；3）可选择的增产作业有限，不能进行水压裂力。形态1形态2形态3形态1形态2形态3单封卡最多压裂段数为18段；最长水平段为2856m；单井最多用液量为13860.0m3；加砂量为1020m3。双封卡2.水平井裸眼分段改造技术井眼要求狗腿度：一般不超过10°/30m；井斜度：原则上不大于100°；井眼直径：控制在153-172mm之间；整体要求井眼规整，井径规则，尽可能少的穿越泥岩段，无大的超过30m的缩径，且无大量滤失泥浆的井段（钻井过程中）。实现了裸眼水平井分段完井、分段改造采用尾管悬挂器+裸眼封隔器+投球滑套系统实现水平井选择性的分段、隔离工具一次入井实现水平段压裂作业分段压裂、酸化一次完成，减少作业时间，缩短钻机/修井机使用时间不固井、射孔，增加投资回报率技术特点序号工序1刮管、通井2单钻头通井3单磨鞋通井4双磨鞋通井5下完井管柱6替浆7坐封、丢手8起送入管柱9下压裂管柱10压裂施工11合层排液、求产施工工艺流程3.水平井固井完井国内前期实施的水平井大部分采用固井射孔完井方式，经过攻关、配套和大量的应用，该项技术已趋成熟。套管固井射孔完井尾管固井射孔完井有利于避开夹层水、底水、气顶，可实施水平段分段射孔、试油、注采和进行选择性增产措施。有利于提高固井质量和保护油气层，在钻水平段过程中采用与油气层相配伍的钻井液，采用近平衡钻井或欠平衡钻井技术，最大限度的降低对油层的污染，保持油井产能。通过在套管串结构中加入漂浮接箍，利用漂浮接箍与套管鞋中间套管内封闭的空气或低密度钻井液的浮力作用，来减小套管下入过程中井壁对套管的摩阻，以达到套管安全下入的目的。漂浮固井技术提高水平井固井质量方法1）滚轮扶正器，提高套管居中度2）微失水水泥浆提高水泥环韧性3）利用水泥环和管外封隔器联合作用实现地层有效隔离水平井固井压裂改造工艺机械桥塞分段压裂工艺快钻桥塞分段压裂工艺水力喷射分段压裂工艺边射孔边压裂先射孔后压裂限流压裂工艺多封隔器滑套分段压裂双封单卡压裂工艺限流压裂技术是通过调整不同层段的射孔孔数和孔径，造成不同的孔眼压差，从而使各层段获得所需的井底压力，以达到对各层段同时处理的目的。限流分段压裂工艺多封隔器滑套分段压裂图4-1双封单卡分段压裂管柱示意图利用导压喷砂器产生的节流压差使封隔器坐封，压裂液通过喷砂器进入地层，完成目的层压裂，停泵，封隔器胶筒回收，反洗后，上提至第二个目的层进行压裂，如此逐层上提，实现多段压裂。双封单卡拖动分段压裂工艺管柱耐温：110℃，耐压：80MPa，单趟管柱压裂最大15段，单趟最大加砂规模160m3（210m3）。双封单卡压裂工艺优点：各段之间封隔可靠；可进行分段试油；施工和垂直井常规大规模压力相同，不受井眼方位与最大水平主应力方向限制；能按照设计规模有效控制裂缝等。缺点是施工工序复杂，作业周期长、成本高，一般的水力压裂一口井需要15天左右；对井筒状况要求高，存在卡钻风险。桥塞封隔分层压裂工艺泵入式快钻桥塞分段压裂工艺该技术具有封隔可靠、分段压裂级数不受限制、裂缝位置准确的特点，作为一项新兴的水平井改造级数最近几年来在国外页岩气气藏以及致密气藏开发中得到广泛应用。1、循环洗井；2、通井；3、第一段射孔；4、按泵注程序进行套管压裂；5、从第二段开始使用电缆泵送，进行下塞，坐封、试压、射孔、提出工具；6、套管压裂；7、反复第5，第6步骤，直到完成所有层；8、连续油管/常规油管/钻杆进行钻塞作业。施工程序：泵入式快钻桥塞分段压裂工艺水力喷射分段压裂工艺水力喷射分段压裂是集射孔、压裂、隔离一体化的增产措施；无需机械封隔器即可实现分段、分层压裂；准确造缝、有效隔离、一趟管柱多段压裂。水力喷射分段压裂工艺下封隔工具试压→下通、洗井管柱→替泥浆、洗井→下水力喷射分段压裂工具→射孔压裂第一段→投球打滑套→射孔压裂第二段→投球打滑套→射孔压裂第三段→投球打滑套→射孔压裂第四段→投球打滑套………→直至完成所有压裂任务→放喷和排液→测试求产。单流阀+筛管+堵头第一喷射点第二喷射点第三喷射点第四喷射点国内成功实施了10级～15级分压不动管柱多级水力喷射压裂工艺水平井可循环筛管完井技术膨胀式筛管悬挂器封隔器+卡瓦式一体化悬挂器实现了在筛管串和井筒之间建立循环的独特功能，能够最大限度地提高储层渗透率恢复值，是一项替代传统筛管完井的全新技术5.管外封隔器完井（ECP）充填式管外封隔器遇油遇水膨胀式管外封隔器充填式管外封隔器膨胀式管外封隔器膨胀式管外封隔器1）筛管+管外封隔器组合完井悬挂封隔器+封隔器+调流控水筛管2）套管+管外封隔器+滑套组合完井管外封隔器工具介绍滑套+封隔器组合完井顶部注水泥水平井多级压裂6.砾石充填完井技术优势1、在筛管/裸眼环空形成高渗透挡砂屏障有利于减缓或避免筛管堵塞，对稠油、粉细砂岩油藏防砂优势明显防砂有效期长，充分发挥水平井增产优势，延长油井寿命有利于流体均匀流入筛管内部，延缓底水锥进3、简化完井管柱结构,提高完井速度,节约完井成本2、提高油井完善程度，降低近井表皮系数，增大井筒流通面积，最大程度的水平井增产优势水平井裸眼充填技术工艺过程1、下入管柱2、坐封工具3、滤饼清除、砾石充填4、油气井投产技术特点一趟管柱可以完成滤饼清除和裸眼充填所有工序采用分流筛管技术，为携砂流体提供交替通道，提高充填效率采用了井底循环压力保持技术拥有筛管/裸眼全环空循环洗井功能拥有井下压力数据实时采集功能采用清洁携砂体系，有利于油层保护Schlumberger：QUANTUM水平井裸眼充填系统1）高渗透密实的砾石充填层，有效减缓或避免生产过程中防砂筛管被堵塞，有助于提高油井产量；2）炮眼及筛套环空形成高密实的砾石充填层，改善近井流动条件，降低炮眼压降，有助于生产流体在水平段均匀产出；3）油藏适应性强，防砂有效期长。丝堵充填工具复合绕丝筛管压差式分级阻流装置水平井管内砾石充填防砂工艺技术页岩气完井技术根据施工经验统计，一口页岩气井的投产能否成功，完井工艺是关键。因为页岩气油藏的孔隙度和渗透率极低，必须采用特殊的完井工艺技术才能完成投产。目前，页岩气普遍采用的完井方式可分为以下4种：组合式桥塞完井机械式组合完井裸眼射孔完井套管固井后射孔完井目前，在美国页岩气生产井中，有85%的井是采用水平井和多级分段压裂技术结合的方式开采，增产效果显著。2006年，Newfield公司在Woodford页岩中的部分开发井采用5-7段式的分段压裂，取得了较大的成功。同步压裂技术同步压裂是对两口或两口以上的配对井同时进行压裂。优势：短期内增产效果明显，作业时间短，节省成本。2006年，同步压裂首次在美国Barnett页岩中实施并获得成功。重复压裂技术重复压裂是指当页岩气井初始压裂处理已经无效或现有的支撑剂因时间关系损坏或质量下降，导致气体产量大幅下降时，采用压裂工艺对气井经行重新压裂增产的工艺。美国Barnett页岩1997年使用清水压裂对产量下降的井进行重复压裂，改进处理液回收工作流程，气井产量明显提高，部分井产量甚至超过了初次压裂时的产量。工厂化压裂技术工厂化压裂就是要象普通工厂一样，在一个固定场所，连续不断的泵注压裂液和支撑剂。优势：可以缩短区块的整体建设周期，降低单位采气成本；可以大幅提高压裂设备的利用率，减少设备动迁和安装，减少压裂罐拉运、清洗，降低工人劳动强度；方便回收和集中处理压裂残液，减少污水排放、重复利用水资源；多级压裂技术水平井多级可钻式桥塞封隔分段压裂技术水平井多级滑套封隔器分段压裂技术水平井膨胀式封隔器分段压裂技术该技术特点是套管压裂多段分簇射孔和可钻式桥塞封隔它是射孔和坐封桥塞联作，压裂结束后可短时间钻掉所有桥塞，节省了作业时间和成本，从而减小液体在地层的滞留时间和对地层的伤害。该技术原理