国内外水平井钻完井技术应用.ppt

汇报提纲,国内外水平井钻井技术现状与方向,辽河油田水平井钻完井技术研究与实践,水平井中几个关键问题研讨与分析,实施06年水平井保障措施,1、国外水平井发展历程,1928年提出水平井技术 40年代付诸实施 80年代相继在美国、加拿大等国家得到广泛应用 截止到2004年全世界完钻水平井49700多口 主要分布于美国、加拿大、前苏联等67个国家，其 中美国和加拿大占大多数。,国外,2、国外水平井专用工具,大扭矩低转速多级马达 可控弯接头 可控稳定器 水力加压器 随钻扩孔工具 高效PDC钻头,国外,3、国外水平井仪器,MWD、 LWD、FEWD、SWD、EMWD,随钻地震系统,国外,4、国外水平井完井方法,裸眼,固井射孔,砾石充填,割缝筛管,组合完井,国外,5、水平井主要技术指标,国外,1、国内水平井发展历程,六十年代中期，在四川打成了磨3井和巴24井两口水平井。“八五”和“九五”期间开展了水平井各项技术的系统研究和应用,(截止到2002年),完钻水平井统计表,国内,2、代表油田胜利油田,胜利油田于1990年完钻第一口科学试验水平井埕科1井，到2003年12月份，共设计各类（侧钻）水平井393口，累计完钻投产359口，累产油472.7×104t,国内,874套,3、国内水平井仪器数量,仪 器,国内,40m,80m,水平段控制进度：2米,198.09,99年塔里木第一口阶梯水平井，属于预探井。设计导眼，导眼直接钻开两套油层，然后回填侧钻。 油层厚度：2.3m 3.4m。 垂深3686.8m、投产86吨/天,4、具有代表性的水平井、侧钻水平井钻井实例,垂深：3,678 m,侧钻点:3,460.m （1999/4/18）,9-1/2” 井眼,井深:3,789.81m （1999/5）,垂深：3,684 m,671 m,TD:4139m,13-3/8“ 表套 502.7m.,实例1 阶梯水平井（ TZ406）,国内,实例2 多目标水平井,Sea,在渤海地区，采用导向钻井技术，一口井钻遇7个靶,国内,实例3 最深的中半径水平井,国内,井眼尺寸 118 mm 设计造斜率: 17.50/30m 水平段纵向偏差: 1m,完井方法：筛管完井,垂深：1,407.00 m,侧钻点：1305.00m ； 侧钻日期：2000.3.6,139.7mm 套管,入口点:1470.38m ,日期: 2000.3.12,100.00m,142.63m,242.63 m,开钻日期：2000.3.6,垂深:1613.10m ,日期: 2000.3.1 5,118.0mm 井眼,水平段纵向偏差 1m,实例4 51/2侧钻水平井,土哈油田哈2-平1CP,国内,国内水平井与国外水平井主要差距,水平井专用钻井工具的先进性提供了强有力的硬件支持 大扭矩、低转速多级马达、可控弯接头、可控稳定器、水力加压工具、随钻扩孔工具，以及高效PDC钻头等新型工具在水平井中得到了广泛应用。 功能强大的随钻测量系统确保了水平井轨迹控制的精确性和最终油藏钻遇率以及对复杂地层的处理能力 MWD LWD FEWD SWD,对比,高水平的精细油藏描述，为水平井在复杂地层条件下准确钻遇油层降低了地质风险 先进的钻井设备与专业化技术服务队伍为水平井顺利施工奠定了基础,汇报提纲,国内外水平井钻井技术现状与方向,辽河油田水平井钻完井技术研究与实践,水平井中几个关键问题研讨与分析,实施06年水平井保障措施,1、 发展历程,90年代初开始进行水平井、侧钻水平井方面的研究和试验工作，1992年在冷家堡油田冷43块S1+2油藏完钻第一口水平井-冷平1井。截止2005年9月底，辽河油田共完钻水平井129口,辽河油田完钻水平井统计表,截止2005年9月,辽河油田历年完钻水平井数柱状图,2、技术指标,3、完井方式,辽河油田水平井、侧钻水平井完井方式统计表,4、设计、实施不同几何形状井眼轨迹,5、水平井发展不同阶段技术经济指标对比,辽河水平井发展可分为2个阶段： 1990-2000 研究试验阶段 2001-现在 推广完善阶段 一阶段以技术研究为核心，以掌握水平井技术理论和常规工艺为目的，研发与配套了专用钻、完井工具，现场试验地质效果较差 二阶段以推广应用为核心，以改善开发效果获取经济效益为目的。基本实现了油藏地质研究、钻完井技术与采油工艺相配套，由单井向区块部署、由开发井向探井逐渐过渡，地质效果显著,水平井平均完井周期由43.5天下降到34.65天；侧钻水平井由平均44.5下降到35.31天，表明技术进步明显。,水平井平均日钻井速度由31.56米提高到53.55米；侧钻水平井由平均6.6米提高到15.28米,钻井周期与钻井速度对比,钻井成本对比分析, 水平井平均每米钻井下降74.17%, 侧钻水平井平均每米钻井下降68.56%,第一阶段完成的24口井有9口井出现工程或地质问题 第二阶段完成的水平井/侧钻水平井，有1口井因地质原因报废，无工程质量事故发生,技术成功率对比,6、基本认识,辽河油田水平井/侧钻水平井技术在近几年进步是明显的 技术成功率在提高：100%87% 完钻井周期在缩短：43.5 34.7天；44.5 35.3天； 钻井速度在提高; 31.6 53.6m/d ;6.6 15.3m/d 单位进尺成本在大幅度下降; 4594 3407元/米 纵向控制精度±1米，横向±5米，能完成不同形状型轨 迹的水平井现场施工,水平井/侧钻水平井技术已经在多中类型的油藏开发中得到应用,并被证明是经济、高效的开采手段。 开采不经济的边际油藏：锦27-平1 老区挖潜剩余油：特油杜84块井间水平井 延缓底水油藏锥进速度：冷43、冷41块； 低渗高凝油藏：静17块,利用水平井/侧钻水平井技术开发薄的稠油油藏目前效果较差，需要进一步加强工程与地质相结合，提高油藏钻遇率，改善开发效果,薄层油藏完钻参数统计表,汇报提纲,国内外水平井钻井技术现状与方向,辽河油田水平井钻完井技术研究与实践,水平井中几个关键问题研讨与分析,实施06年水平井保障措施,水平井的领眼问题 MWD与LWD随钻测量仪器问题 水平井的完井问题 水平井的建井成本问题,关键问题：,水平井的领眼问题,对钻领眼地质目的的认识,落实水平井入口靶点的地质层位和油藏状况 对低水油藏落实底水锥进高度,(1) 从已知油藏向未知油藏钻进是在地质情况不清楚情况下确保水平井基本成功的前提条件。领眼只能解决入口靶点的油藏准确深度但不能确保油藏存在,(2)、对探明油藏准确深度的领眼应努力打在设计水平段的 中部位置，以增加控制点来提高成功率。 (3)、对探明底水锥进高度的领眼应设计在入口靶点，因为该点是底水最易突破的薄弱点。 (4)、领眼不是任何油藏都必须的，而且不是总可实现的,LWD随钻测量仪的问题,LWD：钻井参数+地质参数 即附加了部分测井功能； 目前现场已成功应用了4口井 可以准确的进行G、R测量,与测井曲线吻合 可以对已钻地层进行评价 但不能进行近钻头测量，因此无法实现地质导向钻井 可替代部分测井功能,杜813-兴平51井LWD与测井曲线对比图,冀东油田C2-3水平井LWD与测井曲线对比图,水平井的完井问题,水平井的完井方式,裸眼完井,固井完井,筛管完井,完井方式的选择直接关系到油井的生产能力和寿命。 完井方式是由油藏地质特征和开发目的共同决定的。,1、碳酸岩地层、潜山花岗岩地层等一般可采用裸眼完井，或打孔筛管完井，增加地层渗流能力，降低成本。,2、对底水油藏和开发水脊上剩余油的水平井一般采用固井完井。目的是为后续的堵水措施奠定基础,3、筛管完井方式适合绝大多数油藏类型和开发目的，对稀油和热采方式的普通稠油和超稠油都是适合的，但不能实现堵水和压裂。割缝、金属纤维、TBS,4、目前水平井完井中存在着问题： 大斜度（水平）段固井质量难以保证； 低压、易漏地层存在固井风险； 完井管柱强度设计与实际情况有差距,水平井/侧钻水平井的建井成本,1、钻井速度慢、完井周期长、钻机运行费用高 客观因素：工艺过程自身的复杂性 螺杆钻进比转盘钻进自身速度慢 国产螺杆钻具的寿命短 不断清洁井眼和频繁起下钻 主观因素：领眼钻进报废进尺 仪器和工具耽误钻井时间,2、随钻仪器没有地质监测功能，填井事故时有发生，直接延误了钻井周期，影响了双方效益。,三开井身结构,井身结构影响钻井成本的两个方面： 二开井身结构节约钻井周期； 7/技术套管比95/8/技术套管节省管材； 3040万,3、井身结构直接影响钻井成本,降低水平井成本的对策,在现有技术条件下，水平井目前的建井成本是比较合理的，在没有取得重大技术进步前要大幅度降低水平井成本是不现实的。 但作为技术服务方仍然可以在下列方面做有益的工作： 改变井身结构，通过提高钻井速度和减少管材用量 来降低建井成本 使用先进的随钻测量仪器避免报废的领眼钻井进尺 研制和使用低成本泥浆体系； 优化水平井曲率半径，减少工程施工技术难度,汇报提纲,国内外水平井钻井技术现状与方向,辽河油田水平井钻完井技术研究与实践,水平井中几个关键问题研讨与分析,实施06年水平井保障措施,1、工程院可提供一定数量随钻仪器、井下动力钻具和技术服务人员,随钻仪器 MWD 8套 LWD 1套 有不同规格的井下动力钻具 单弯螺杆钻具30多套 有先进的专用设计软件 LANDMARK软件 有专业化工程施工技术人员 6个专业化项目组（含现场地质跟踪人员）,2、加大技术攻关力度，着重解决现场施工中遇到的技术难题；加强专用工具的研发能力，加速技术装备的改进以适应市场的需要。,要全面提高辽河油田水平井的开发效果，加强地质研究是关键，尤其是关于水平井的油藏工程研究要从经验走向理论，要从单井部署走向区块整体开发。,解决复杂地层条件下的钻井技术和复杂地质条件下的油藏钻遇率问题 砾石地层、潜山易漏地层、低压区块加密水平井钻井技术；,提高水平井专用工具、仪器的研发能力，加快先进仪器工具的购置，确保辽河水平井钻井技术的先进水平。,为解决薄油藏的油层钻遇率问题，一方面要扩大LWD的应用力度，另一方面要加强现场地质导向跟踪,加强工程与地质的密切配合，做好待钻井眼的提前预测工作。,解决水平井完井技术难题，加快开展水平井固井完 井研究工作进程,3、在勘探局主管领导和油田开发部门的统一协调、组织下，集中和整合全局的优势钻井设备、专用工具和力量，减少内部竞争，提前作好技术、人员和设备的准备工作，提高效率，确保合作双方的效益,汇报完毕,谢谢,