水平井技术促进浅薄层稠油开发

[加入收藏][字号: ] [时间:2012-02-02  来源:《石油与装备》  关注度:0]
摘要:   河南油田拥有丰富的浅层稠油资源,稠油主要上产区块在井楼、古城、新庄和杨楼,探明地质储量7,360104吨,但是由于油层薄,仅采用直井或斜直井进行开采,储量动用低,目前仍有2,000104吨稠油没有得到有效动用。井楼区块稠油油层厚度...


  通井顺利后采用倒装钻具组合进行复合钻进并实时监控井眼轨迹,保证井眼轨迹控制在规定的靶区内。


  倒装钻具组合——Φ244.5mm钻头+Φ197mm1.25°单弯+411×410回压凡尔+411×411双公+410×410(MWD)+Ф127mm无磁钻杆×2根+Ф127mm加重钻杆×4根+Ф127mm斜坡钻杆+Ф127mm加重钻杆×2根+Ф203mm钻铤×4~8根+Ф127mm加重钻杆;钻井参数——钻压30~40kN,泵压8~10MPa,排量32L/s。


  进行水平段复合钻进,根据井眼轨迹控制,需要多次小起下钻,不断调整倒装钻具组合,使施加钻压的钻挺始终处于直井段及井斜较小的斜井段。


钻井液技术


  浅薄层稠油区块地层胶结疏松,易出现渗漏、垮塌,要求钻井液具有良好地封堵防塌能力;大斜度、水平井段易出现高摩阻,要求钻井液要有良好的润滑性;造斜井段造斜率高,进入井斜角40°~60°,携带岩屑困难,要求钻井液具有良好地悬浮携带能力;水平段为目的层,保护油层是关键。储层渗透性好(孔隙度平均为30.41%,渗透率平均为1.523μm2)导致泥饼厚,要求钻井液具有良好地滤失造壁性。


  一开采用聚会物膨润土浆,控制钻井液密度1.05~1.10g/cm3,粘度45~60s左右。以防止表层渗漏,携带岩屑确保表层套管顺利下入。二开采用聚合物混油防塌钻井液体系:膨润土+纯碱+FA367+KPAM+SHN-1+XY-27+SFT +白油+0.1-SP-80+ZRH-2+加重剂。


  维护处理要点如下:通过混油(原油或白油)、加入液体润滑剂、乳化沥青等处理剂,使摩阻系数小于0.1;在井斜大于40°的井段和水平段,加入硅稳定剂、聚合醇,增大乳化沥青加量以改善泥饼质量、稳定井壁;在井斜40°~60°的井段调整流型为层流,YP/PV控制在0.5,提高悬浮和携带能力;每钻进30~50米,短起下钻一次,及时破坏和清除岩屑床以防阻卡。


固井完井技术


  完井下套管摩阻分析  楼平5井能否将Φ177.8mm油层套管安全顺利下至垂深仅有188m的A靶到B靶之间的水平段至井底,是该井施工的关键。


  摩阻是浅层稠油水平井钻井、完井设计及施工的核心问题之一。该井垂深浅,水平段相对较长、可能井眼不光滑存在岩屑床,导致摩阻大,Φ177.8mm套管能否下到井底是摩阻分析与处理的关键。


  在一般水平井中,有足够的直井或斜直井段提供下压力。但在浅薄层水平井,无论是直井段还是造斜段都比较短,套管柱并不能提供套管下行所需的足够压力,用Landmark的WellPlan软件分析计算套管柱摩阻,在井深252m后套管柱无法靠其自重下入(摩阻分析如图2所示),因此,除了钻进时尽量使井眼轨迹圆滑,还必须依靠井口重力加压装置来提供套管下入重量,为此,设计加工出重达10吨的下套管井口重力加压装置,增加套管柱下入的可靠性。


  固井技术  河南油田浅薄层稠油水平井固井主要存在的技术难题:油藏埋深浅,井底温度低,一般添加剂难以发挥作用,失水难以控制,候凝时容易在井壁上部形成水带,造成窜槽。油层顶浅,顶替时接触时间短,不容易顶替干净。同时,在水平段由于套管居中度影响,窄边泥浆不容易被替走,造成固井胶结强度降低,后期注汽开采时容易发生窜槽。


  通过实验研究优选性能优良的低温外加剂,严格控制失水,特别是自由水要为零,这样可使环空上端的积水带控制到最小,增加紊流接触时间等,同时采用强制复位式的浮箍浮鞋,保证在水平状态下起作用,自油层顶部以上每根套管加1只双弓弹性扶正器,浮箍浮鞋处各加1只双弓弹性扶正器,保证套管居中度,提高水泥浆封固质量,如图2。


水平井技术现场应用效果


  轨迹控制技术  通过优化井眼轨迹设计、钻具组合优选和测量工具优选,实现了在松软地层的井眼轨迹精确控制,实钻数据与设计数据进行对比,平均符合率达到91.35%,如图3。


  聚合物混油防塌钻井液应用效果:润滑性——润滑防卡能力强,摩阻系数小,起下钻及下套管顺利。斜井段起下钻摩阻只有10~20kN;水平段起下钻均畅通无阻。井壁稳定性——聚合物混油防塌钻井液体系性能稳定,流变性好,性能易控制,滤失量低且泥饼薄韧光滑,该体系抑制能力强,井壁稳定,未出现掉块、缩径、卡钻、井漏等井下复杂情况。


  固井质量  针对稠油区块水平井的直井段短、井眼曲率大,水平段长,套管自重下滑力小,摩阻大,套管下入难度大等固井技术难点,通过攻关研究,取得了良好的效果。在现场固井施工顺利,总体固井质量合格率100%,经VDL测井解释,固井胶结质量有了明显的提高,如表2所示。


  水平井应用效果  经过对8口稠油水平井与周围同层直井的产能进行比较,水平井是周围同层直井产量的3.87倍~5.58倍(见表3)。其中,楼平4井峰值日产油高达50.50吨,楼平5井峰值产油达39.10吨。


  实践证明,浅层稠油水平井钻井技术应用效果显著,实现了河南油田浅薄层稠油水平井的正常生产,使得原来无法动用的储量得到有效动用,为河南油田下步浅薄层应用水平井进行开发有着很好的借鉴作用。
 

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