分支井钻井技术应用研究

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摘 要:阐述了分支井的分类、油藏适应性、国内外研究现状及其关键技术。利用分支井技术可以充分提高油井产能、改善油田开发效果、提高油层储量的动用程度,能够更好地利用平台和地面设施减少对环境的污染,降低增产措施作业的总成本,提高经济效益。

关键词:分支井 关键技术 油藏适应性

中图分类号:TE242 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0041-01

1 国内外研究现状

1.1 国外

分支井技术已经成很多国家油气增产和提高采收率的重要手段,可以降低油藏开采综合成本,经济效益十分显著,应用前景十分广泛,是21世纪油气田开发的主体工艺技术之一。虽然在国外现场应用分支井技术已经较为普遍,但是分支井技术仍不十分完善,国外各大公司仍然把分支井技术作为前沿课题进行攻关,并且把分支井技术作为公司的标志性技术。

全球至2001年末约有3000多口分支井,用得最多的是四级完井。2002年下半年,斯伦贝谢油田服务公司与中海油有限公司成功地在印度尼西亚南爪哇海设计并实施了TAML6级的智能完井。

1.2 国内

国内分支井最早是1960年在玉门油田老君庙地区浅地层完成的四分支井。1980年后期,随着定向井、水平井技术的迅速发展和成功应用,分支井技术的研究主要在胜利油田、辽河油田、四川油田和南海油田重新开展起来。我国分支井无论是在完成井数还是单井完成的分支数与国际相比都有着很大的差距。尽管国内有很多家单位完成了分支井现场试验,但总体上讲,分支井实施的规模都不大,其主要原因是:(1)对分支井应用模式、适应区域及储层特性等问题研究不够深入。(2)分支井钻井工艺研究不成熟。(3)分支井完井工具等配套技术的认识不全面。

由于受到地质研究、钻井等技术的限制,造成分支井有效寿命缩短,其潜在的成本优势难以得到发挥。

2 分支井分类

根据分支井的井身结构主要分为多分支井眼、分叉井眼、水平井中的几个分支井眼、垂直井中的几个分支井眼、两个相对的双分支井眼、重叠的分支井眼6种,如图1所示。

国外也有的按其他方式分类,虽然分类方法各不相同,但实际上是大同小异,对分支井发展的影响不大,在实际工作中一般是根据油藏的实际需要决定选用什么样的分支井。

3 分支井油藏适应性

分支井的目的是强化采油、提高钻井效率、提高采收率(尤其是枯竭层)、转移开采层位。可应用于多种油藏条件。

(1)小厚度(薄层)的产层、油藏面积小、分隔性油藏、透镜体油藏及阁楼油层。如果对油藏的认识比较充分,就可从一个主井筒中采割多个油块,这比对各个油藏分别钻垂直井更经济。(2)低渗透率非均质地层、开发形成强烈的水锥、气锥条件下的底水储油藏和以及用于水淹油层的挖潜增效。(3)可用于在裂缝性油藏中能增加切割和驱排不同裂缝系统的概率。(4)可应用于高粘度油藏和自然沥青油藏。(5)适用于海上钻井。一个海上平台被设计钻成一定数目的井,但在起始的完井方式条件下,还有其他油块未被有效躯替。如果在已钻井上设计分支井,则可以开发其他油块而不需占用新的平台。

油藏的地质形态直接决定分支井的分支类型、钻井工艺的难易程度以及经济性,所以对实施区域的地质构造、油藏形态有清晰的了解是分支井钻井成功实施的基础。

4 分支井钻井关键技术

分支井与普通直井相比钻井工艺更加复杂,同时分支井技术也是综合性的技术,涉及地质、钻井、完井、采油、修井等多个方面,每一方面都影响钻井的成败。

4.1 油藏地质精细研究

油藏构造、地层岩性、物性以及储层厚度、非均质性等直接影响到分支井的技术的配套选择,只有提供出准确的油藏各项基础地质数据,并结合后续采油、修井的要求,才一能设计出合理、可行的钻井方案,是钻井施工成功的根本保障。

4.2 井眼轨迹控制技术

分支井井眼轨迹控制技术是分支井钻井的重要内容,井眼轨迹的设计与控制直接影响到分支井的实施。必须根据油藏工程提供的基础数据以及实际需要来进行,最终目的是确保井身剖面设计的水平段在有效层段内延伸;根据油藏地址数据、剖面稳定程度等来确定井身剖面、分支长度、数量、侧钻方式、造斜要求、靶点位移;根据响应值的对比(计算出预测、实测)来确定调整井轨迹不离开储层的对策。

4.3 分支井钻井液技术

钻井液性能直接影响钻进过程中的安全和油气藏的开发效果,因此必须根据油藏特点、钻井技术来研究能够维护钻井过程中保持井壁稳定、保护油气层以及低摩阻、强抑制、高携屑能力、净化井眼好的钻(完)井液及其处理剂。

4.4 分支井完井、固井工艺技术

分支井完井、固井技术是分支井技术的核心内容之一。分支井完井、固井技术的选择直接影响油藏的后续开采的效果,但其方式及配套工艺的选择要充分考虑油藏适应性、地层稳定性、技术成熟程度、开采要求、经济性和风险等多种因素。其主要内容为:完主井眼的(裸眼、己下套管)条件;主井眼与分支井眼的(裸眼、下套管)完井方式、完井工具和井身结构;固井水泥浆配方的研制以及提高固并质量的相对应的措施。

5 结语

分支井技术是在定向井、大斜度井和水平井技术基础上发展起来的一项新的石油开采技术,可以从一个主井筒中钻成多个相互独立的分支井筒,具有开采多个储层或断层的技术特点,可增大单井泄油面积。同直井、斜井或水平井相比,采用分支井开发油田可减少所需的井场、平台设施及钻井进尺,显著降低成本、大幅提高产量、大大提高投资效益。

参考文献

[1] 吴仲华,田家林,梁政,等.分支井井眼连接总成预成形过程仿真分析[J].石油矿场机械,2009,38(3):23～27.

[2] 郑殿富,金志富,张庆豫,等.分支井用导向筒回收送放工具设计[J].石油矿场机械,2009,38(7):53～56.