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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 超薄油藏水平井钻井技术的应用超薄油藏是指油藏厚度不超过2M厚的油藏;它主要源于两个方面:一是自然形成的层向油藏,如新疆哈得地区的石炭系中泥岩段的薄砂层油藏,它掌握含油面积 66.6 平方公里,探明可采储量1200多万吨;二是老油田长期深度注采剩余的顶部油藏,其厚度一般在 12M;开发超薄油藏意义重大,它不仅可补偿 我国石油后备储量的不足,而且利用油田老区废弃井开发剩余油流,仍可以节 省耕地面积,削减钻探费用,具有很高的经济效益;对稳固与提高我国油气产 量至关重要;但是,利用直井或定向井技术开发超薄油藏其成效不够抱负,利 用水平井技术开发超薄油藏
2、成效最好,可是施工难度极大;所以,国内大部分 超薄油藏始终未能得到有效地开发;近年来,随着科学技术的进展,石油钻井 工艺技术的进展和完善,利用水平井钻井技术开发超薄油藏的技术日见可行;成功油田钻井工程技术公司1999年引进了当今世界上先进的带有地质参数的FEWD无线测量系统,该系统在钻井过程中可以实时测取地层参数,具有地质导 向功能;从 1999年开头,公司先后在新疆塔里木油田和成功油田进行了十余口 超薄油藏水平井钻井的先导性试验和现场应用,积存了较成熟的体会,目前已 基本形成了一套超薄油藏水平井钻井设计、施工的工艺模式;一、超薄油藏水平井钻井工艺与技术 超薄油藏水平钻井工艺与技术技术是在现有
3、水平钻井技术的基础上,利用地 质导向、井下专用工具,合理的钻井参数措施,从而实现井眼轨迹精确掌握,进而实现钻井井眼轨迹始终穿行于油层正确位置的钻井技术;1、优化设计(1)剖面设计要依据地质简况、油藏特点、特性及地质要求,结合区域地 质资料、工程资料进行综合分析,优化挑选出适合本地区的正确剖面类型;(2)造斜率的挑选应依据地层自然造斜规律、井下工具的造斜才能确定造 斜段的造斜率,同时造斜率的挑选要有利于井身轨迹的调整,从而保证矢量中 靶;依据多年来水平井施工体会,造斜段的造斜率不宜过高,对于超薄油藏水平井,造斜率一般不要大于30 /100m,施工时仍应依据直井段的实钻情形、地层造斜规律对造斜率加
4、以修改和调整;(3)靶点垂深的确定;用水平井开发超薄油藏,精确确定储层位置特别重 要;导眼完井电测是采纳电缆测量的方式确定油层垂深的,由于电缆本身在测名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 井过程中,客观存在肯定的伸缩;所以,所测油层的垂深与油层实际的垂直深度有肯定的误差,依据多口超薄油藏水平井的施工情形及导眼电测和 FEWD测井的对比分析来看,由于FEWD测井钻具组合与钻井过程中的钻具组合不存在系统误差,因此利用 FEWD测井曲线确定的靶点垂深与实际偏差较小,所以,在储层位置不明确的情形下,钻完导眼后利用 系统误差,从而
5、保证设计的精确性;2、精确掌握井眼轨迹FEWD测井曲线确定储层垂深,可以削减依据井身结构,合理挑选钻具组合、优选钻井参数与施工措施,对于精确控 制井眼轨迹,特别重要,必需严格执行;(1)直井段 直井段的井身质量,直接影响斜井段、水平井的轨迹掌握及施工速度;通常采纳大钟摆钻具组合,同时利用单多点测斜仪跟踪监测直井段井深轨迹,发觉问题准时实行措施修正,实践证明这种钻具既能打快又能打直,钻具结构(81/2 井眼): 251.9mm钻头 + 158.8mm钻铤 2根 + 214mm螺旋扶正器 + 158.8mm无磁钻铤 1根 + 214mm螺旋扶正器 + 158.8mmDC 18根 + 127mmDP
6、(2)斜井段 依据直井段的多点测量数据对设计造斜点赐予赐予调整,必要时修改设计剖面;斜井段的钻具纵使主要是转盘增斜钻具组合和动力钻具增斜钻具组合两种方式:转盘增斜钻具组合( 8-1/2 井眼): 215.9mm钻头+ 214mm螺旋扶正 器+ 158.8mm无磁钻铤 +MWD(或 FEWD)+ 127mm螺旋扶正器 +承压钻杆 + 127mm斜坡钻杆 + 127mm加重钻杆 + 127mm钻杆;单弯增斜钻具组合( 8-1/2 井眼): 215.9mm钻头+158.8mm无磁钻铤)+ 127mm无磁承压钻杆 + 127mm + 171mm单弯+ 165mmMWD(或171mmFEWD 斜坡钻杆
7、+ 127mm加重钻杆 + 127mm钻杆;施工时严格执行设计,挑选弯度合适的造斜工具,利用MWD或 FEWD测量仪器进行精确轨迹的跟踪监测,并准时利用 landmak 软件进行运算,依据轨迹控制需要准时更换钻具组合或调整钻进方式和钻进参数;加强待钻井眼的猜测,名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 保证对下部井眼轨迹的有效掌握,进而使着陆点的井斜角掌握在 87-89度,以利于水平段的施工;利用FEWD无线测量系统时,在井斜角80度左右,下入两套参数的 FEWD仪器,测取标志性地层的上下界面,明的确钻地层的变化,准时修改施
8、工方案;(3)水平段水平段井眼轨迹的精确掌握是超薄油藏水平井施工的难点和关键所在,主要存在以下问题:利用水平井技术开采厚度不足2M、最小不足 1M的超薄油层,精度要求极高,为了最大限度地在油层中钻进,实际靶点掌握范畴要限制在上下0.5m 至1.0m 之间;然而测斜仪器的测量位置距井底近20余 M,也就是说,下部20余 M井眼轨迹,只能凭体会靠猜测,给轨迹掌握带来极大困难;地层倾 角不明,有时变化无规律;如何实现地质导向与几何导向的有机结合从而保证 实钻井眼轨迹始终处于油藏的正确位置是急待解决的问题;下部井段特殊是 水平段滑动钻进时钻压传递特别困难,严峻时无法进行滑动钻进;为此,对水平段钻井钻具
9、组合的合理挑选与钻井参数、施工措施的优选尤为 重要;通过多口井的现场试验,执行如下;合理钻具组合: 172mmFEWD 短节 FEWD组合: 215.9mm钻头+ 171mm单弯+ 172mmFEWD+ + 127mm无磁承压钻杆 + 127mm斜坡钻杆 + 127mm加重钻杆 + 127mm钻杆 , 其中单弯应采纳小度数特制短螺杆;MWD组合: 215.9mm钻头 +158.8mm短无磁钻铤 + 171mm单弯 + 165mmMWD 短节+ 127mm无磁承压钻杆 + 127mm斜坡钻杆+ 127mm加重钻杆 + 127mm钻杆;优选钻井参数与施工措施:钻进参数主要取决于动力钻具的工作特性,
10、其排量随动力钻具的尺寸不同而异;对于8-1/2 井眼,动力钻具的尺寸主要是165mm和171mm, 排量一般为 22-25L/S ,旋转钻进时的钻压一般为 30-50KN,滑动钻进时的钻压依据井眼的传压情形而定;施工措施(1) 施工时,加密测点,每钻进3-5M测斜一次,准时处理测斜数据,并对井底及待钻井眼轨迹位置进行猜测;名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - (2)滑行钻进时,防止整单根滑动,可以防止狗腿度变化过大,从而保持井身轨迹平滑,有利与下部井段钻压的传递;(3)旋转钻进时,保持稳固参数打钻,准时把握钻具的造斜规律
11、;(4)利用 FEWD时,实现地质导向与几何导向的有机结合,充分发挥 FEWD的地质导向作用;利用 井眼轨迹;MWD时,应结合地质录井的砂样变化、气测值变化调整(5)在发觉地层变化且井底轨迹参数不明确的情形下,准时通井测多点,以精确调整井眼轨迹;(6)实钻井眼轨迹掌握在储层的上半部分,这样有利于轨迹的调整;(7)在井斜角合适的情形下,实现滑动钻进和旋转钻进的合理安排,防止 大段滑动钻进,可以保证轨迹掌握的平滑性;(8)利用 FEWD时,转变轨迹掌握观念,那就是以油为本,充分发挥 FEWD 仪器的作用,由一般水平井的几何掌握转到以最大限度的钻穿油层为目的;二、地质导向分析及应用 FEWD的地质导
12、向作用主要表达在当实钻井眼轨迹的垂深接近储层或在油层中钻进时实钻井眼轨迹相对于储层位置发生变化时,值相应发生变化;1、电阻率、咖吗变化的定性分析(1)由泥岩进入油层FEWD测取的电阻率和咖玛在进入油层时,电阻率将明显发生变化,即由低变高,自开头上升到进入油 层顶部,垂深落差 0.94m,咖玛的变化相对滞后,其变化趋势与电阻率的变化相反,即由高变低,自开头降低到进入油层顶部,垂深落差0.30m,因此进入油层时,主要利用电阻率的变化来判定油层的详细位置,准时调控井眼轨迹,精确 钻达目的层;(2)由油层进入泥岩 在出油层前,电阻率的变化基本和进入油层时的变化一样,即由低变高,但 变化幅度相对较低;因
13、此,在阶梯式水平井的过度段施工时,主要利用电阻率 的变化来判定下一个油层的详细位置,准时调控井眼轨迹,精确钻达目的层并 使轨迹进入油层后处于油层的合适位置,以利于水平段的钻井施工;名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - (3)在油层中钻进 在油层的中间位置钻进时,电阻率相对比较稳固,在数值上一般高于泥岩的 电阻率而低于刚进入油层时的电阻率;一旦电阻率明显上升,意味着井眼轨迹 所处位置已靠近油层的顶部或底部,应结合轨迹运算数据来判定实钻轨迹的实 际位置,从而准时调整钻进方式;在油层的中间位置时咖玛值最低;在油层的 边缘钻进时
14、,电阻率相对比较高,在数值上一般低于进入油层时的电阻率而高 于在油层的中间位置时的电阻率;咖玛值介于油层和泥岩的中间;2、电阻率、咖吗变化的定量分析依据已完成的超薄油藏水平井的情形,塔里木油田的HD1区块, FEWD测取的一般数值为(个别井除外):(1)电阻率:泥岩的电阻率为 4-5 欧姆 /M,进入油层前,电阻率的变化范畴在 4-20 欧姆 /M,在油层的中间位置时,电阻率为 7-9欧姆 /M,靠近油层的顶部或底部时,电阻率为10-12欧姆/M;(2)咖玛:在泥岩中钻进时的咖玛值为 140-150api ,在砂泥界面处钻进时的咖玛值为 120api ,在油层(砂岩)的中间位置钻进时的咖玛值为
15、65-80api ,靠近油层的顶部或底部时的咖玛值为 90-110api ;因此利用 FEWD的咖玛曲线可以精确确定砂泥界 面,一般将咖玛为 120api 的位置定为界面;3、导向段长度的分析 地质导向段的长度是指电阻率或咖吗值开头发生变化至实钻岩性发生变化的斜井段长度,地质导向段越长,就越有利于充分发挥FEWD的地质导向作用;通过对已完成井的 FEWD实时测井曲线分析,电阻率探测的垂直深度为 0.94m, 咖吗探测的垂直深度为 0.30m, 因此,地质导向段的长度取决于井斜角的大小,井斜角越大,地质导向段越长;井斜角越小,地质导向段越短;下面是在不同井斜角下导向段的长度变化;井斜角在84-8
16、9 度,电阻率和咖吗的导向段长见表1由表 1数据可以得以下熟悉:(1)着陆点井斜角不宜太小,尽量掌握在 迹掌握和地质导向作用;87-89度,这样有利于水平段的轨(2)使用短螺杆可以准时猜测在钻头位置井斜和方位的变化,有利于下一 步井深轨迹掌握的几何导向和地质导向;(3)在井斜角接近 90度时,地质导向段距离较长, 可以更好的发挥 FEWD的名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 地质导向作用;三、现场测量工艺模式通过多口井的现场施工应用,基本形成了FEWD测井工艺模式(1)钻完导眼后利用 FEWD测井曲线确定储层位置,测井
17、钻具组合为:钻头 +FEWD+ 钻杆;(2)在井斜 80 前,利用 FEWD测井曲线测出标志性地层界面,明确地层变 化情形,准时修改施工方案,测井组合:同钻进时的钻具组合;(3)在钻进过程中进行实时测井,实现地质导向与几何导向的有机结合,使实钻井眼轨迹始终处于储层的正确位置;四、经济效益分析通过新疆塔里木油田多口井的现场试验(见附表2),充分证明白超薄油藏水平井钻井技术能够满意各类超薄油藏开发的需要,开发成效良好(见附表 3)经济效益显著;塔里木油田所完成的七口超薄油藏水平井,开采成效均相当于同地区直井的 48倍;以平均按 6倍运算,每口超薄油藏水平井可节省 4口井的成本 2400万元,七口井
18、可节省直接成本1.68 亿元;仍可以节省大量的井场及道路占地,同时仍可大大加快油田的开发速度;目前新疆塔里木油田、哈得地区 和塔中地区都可以利用超薄油藏水平井钻井技术进行开发,此项技术应用前景 宽阔,值得推广;五、下步讨论方向及建议 1、依据不同油田、不同地质条件和油藏特点,进一步讨论超薄油藏水平井 施工工艺,建立不同地质条件和油藏特点情形下的超薄油藏水平井钻井工程设 计、施工工艺和轨迹掌握模式;2、改进现有仪器、工具,缩短测斜仪器距井底的距离,最大限度地实现近 钻头测量;3、进一步讨论水平的段钻具组合,把握各种钻具组合在不同地层、不同参数下的稳斜成效合造斜才能,定型 化钻井参数;2-3 套超薄油藏水平井水平段的钻具组合,优4、采纳小尺寸井眼开发超薄油层,使用柔性大、重量轻的钻杆,以实现水平段的延长和水平段的滑行钻进, 从而 , 提高钻穿率和解决水平段钻压传递问名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 题;名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页