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水平井技術促進淺薄層稠油開發

[加入收藏][字號: ] [時間:2012-02-02  來源:《石油與裝備》  關注度:0]
摘要:   河南油田擁有豐富的淺層稠油資源,稠油主要上產區塊在井樓、古城、新莊和楊樓,探明地質儲量7,360104噸,但是由于油層薄,僅采用直井或斜直井進行開采,儲量動用低,目前仍有2,000104噸稠油沒有得到有效動用。井樓區塊稠油油層厚度...


  通井順利后采用倒裝鉆具組合進行復合鉆進并實時監控井眼軌跡,保證井眼軌跡控制在規定的靶區內。


  倒裝鉆具組合——Φ244.5mm鉆頭+Φ197mm1.25°單彎+411×410回壓凡爾+411×411雙公+410×410(MWD)+Ф127mm無磁鉆桿×2根+Ф127mm加重鉆桿×4根+Ф127mm斜坡鉆桿+Ф127mm加重鉆桿×2根+Ф203mm鉆鋌×4~8根+Ф127mm加重鉆桿;鉆井參數——鉆壓30~40kN,泵壓8~10MPa,排量32L/s。


  進行水平段復合鉆進,根據井眼軌跡控制,需要多次小起下鉆,不斷調整倒裝鉆具組合,使施加鉆壓的鉆挺始終處于直井段及井斜較小的斜井段。


鉆井液技術


  淺薄層稠油區塊地層膠結疏松,易出現滲漏、垮塌,要求鉆井液具有良好地封堵防塌能力;大斜度、水平井段易出現高摩阻,要求鉆井液要有良好的潤滑性;造斜井段造斜率高,進入井斜角40°~60°,攜帶巖屑困難,要求鉆井液具有良好地懸浮攜帶能力;水平段為目的層,保護油層是關鍵。儲層滲透性好(孔隙度平均為30.41%,滲透率平均為1.523μm2)導致泥餅厚,要求鉆井液具有良好地濾失造壁性。


  一開采用聚會物膨潤土漿,控制鉆井液密度1.05~1.10g/cm3,粘度45~60s左右。以防止表層滲漏,攜帶巖屑確保表層套管順利下入。二開采用聚合物混油防塌鉆井液體系:膨潤土+純堿+FA367+KPAM+SHN-1+XY-27+SFT +白油+0.1-SP-80+ZRH-2+加重劑。


  維護處理要點如下:通過混油(原油或白油)、加入液體潤滑劑、乳化瀝青等處理劑,使摩阻系數小于0.1;在井斜大于40°的井段和水平段,加入硅穩定劑、聚合醇,增大乳化瀝青加量以改善泥餅質量、穩定井壁;在井斜40°~60°的井段調整流型為層流,YP/PV控制在0.5,提高懸浮和攜帶能力;每鉆進30~50米,短起下鉆一次,及時破壞和清除巖屑床以防阻卡。


固井完井技術


  完井下套管摩阻分析  樓平5井能否將Φ177.8mm油層套管安全順利下至垂深僅有188m的A靶到B靶之間的水平段至井底,是該井施工的關鍵。


  摩阻是淺層稠油水平井鉆井、完井設計及施工的核心問題之一。該井垂深淺,水平段相對較長、可能井眼不光滑存在巖屑床,導致摩阻大,Φ177.8mm套管能否下到井底是摩阻分析與處理的關鍵。


  在一般水平井中,有足夠的直井或斜直井段提供下壓力。但在淺薄層水平井,無論是直井段還是造斜段都比較短,套管柱并不能提供套管下行所需的足夠壓力,用Landmark的WellPlan軟件分析計算套管柱摩阻,在井深252m后套管柱無法靠其自重下入(摩阻分析如圖2所示),因此,除了鉆進時盡量使井眼軌跡圓滑,還必須依靠井口重力加壓裝置來提供套管下入重量,為此,設計加工出重達10噸的下套管井口重力加壓裝置,增加套管柱下入的可靠性。


  固井技術  河南油田淺薄層稠油水平井固井主要存在的技術難題:油藏埋深淺,井底溫度低,一般添加劑難以發揮作用,失水難以控制,候凝時容易在井壁上部形成水帶,造成竄槽。油層頂淺,頂替時接觸時間短,不容易頂替干凈。同時,在水平段由于套管居中度影響,窄邊泥漿不容易被替走,造成固井膠結強度降低,后期注汽開采時容易發生竄槽。


  通過實驗研究優選性能優良的低溫外加劑,嚴格控制失水,特別是自由水要為零,這樣可使環空上端的積水帶控制到最小,增加紊流接觸時間等,同時采用強制復位式的浮箍浮鞋,保證在水平狀態下起作用,自油層頂部以上每根套管加1只雙弓彈性扶正器,浮箍浮鞋處各加1只雙弓彈性扶正器,保證套管居中度,提高水泥漿封固質量,如圖2。


水平井技術現場應用效果


  軌跡控制技術  通過優化井眼軌跡設計、鉆具組合優選和測量工具優選,實現了在松軟地層的井眼軌跡精確控制,實鉆數據與設計數據進行對比,平均符合率達到91.35%,如圖3。


  聚合物混油防塌鉆井液應用效果:潤滑性——潤滑防卡能力強,摩阻系數小,起下鉆及下套管順利。斜井段起下鉆摩阻只有10~20kN;水平段起下鉆均暢通無阻。井壁穩定性——聚合物混油防塌鉆井液體系性能穩定,流變性好,性能易控制,濾失量低且泥餅薄韌光滑,該體系抑制能力強,井壁穩定,未出現掉塊、縮徑、卡鉆、井漏等井下復雜情況。


  固井質量  針對稠油區塊水平井的直井段短、井眼曲率大,水平段長,套管自重下滑力小,摩阻大,套管下入難度大等固井技術難點,通過攻關研究,取得了良好的效果。在現場固井施工順利,總體固井質量合格率100%,經VDL測井解釋,固井膠結質量有了明顯的提高,如表2所示。


  水平井應用效果  經過對8口稠油水平井與周圍同層直井的產能進行比較,水平井是周圍同層直井產量的3.87倍~5.58倍(見表3)。其中,樓平4井峰值日產油高達50.50噸,樓平5井峰值產油達39.10噸。


  實踐證明,淺層稠油水平井鉆井技術應用效果顯著,實現了河南油田淺薄層稠油水平井的正常生產,使得原來無法動用的儲量得到有效動用,為河南油田下步淺薄層應用水平井進行開發有著很好的借鑒作用。
 

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