水平井鉆井技術(shù)介紹

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1、水平井鉆井技術(shù)介紹水平井鉆井技術(shù)第一章緒論水平井鉆井技術(shù)是20世紀(jì)80年代國際石油界迅速發(fā)展并日臻完善的一項綜合性配套技術(shù)，它包括水平井油藏工程和優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，水平井井眼軌道控制技術(shù)，水平井鉆井液與油層保護(hù)技術(shù)，水平井測井技術(shù)和水平井完井技術(shù)等一系列重要技術(shù)環(huán)節(jié)，綜合了多種學(xué)科的一些先進(jìn)技術(shù)成果。由于水平鉆井主要是以提高油氣產(chǎn)量或提高油氣采收率為根本目標(biāo)，已經(jīng)投產(chǎn)的水平井絕大多數(shù)帶來了十分巨大的經(jīng)濟(jì)效益，因此水平井技術(shù)被譽(yù)為石油工業(yè)發(fā)展過程中的一項重大突破。第一節(jié)水平井的分類及特點水平井是最大井斜角保持

2、在90°左右，并在目的層中維持一定長度的水平井段的特殊井。水平鉆井技術(shù)是常規(guī)定向井鉆井技術(shù)的延伸和發(fā)展。目前，水平井已形成3種基本類型，如圖1—1所示。(1)長半徑水平井(又稱小曲率水平井)：其造斜井段的設(shè)計造斜率K＜6°／30m，相應(yīng)的曲率半徑R＞286.5m。(2)中半徑水平井(又稱中曲率水平井)；其造斜井段的設(shè)計造斜率K=(6°～20°)／30，相應(yīng)的曲率半徑R=286.5～86m。水平井剖平面示意圖(3)短半徑水平井(又稱大曲率水平井)：其造斜井段的設(shè)計造斜率K＝(3°～10°)／m，相應(yīng)的曲率

3、半徑R＝19.1～5.73m。上述3種基本類型水平井的丁藝特點和各自的主要優(yōu)缺點分別列于表l—l和表1—2。大斜度井、水平井和多井底井技術(shù)的應(yīng)用都有一個共同的目的．這就是降低綜合成本和提高油層的開采量。對于同一尺寸的井眼，直井由于出油(氣)面積比較小、其幾何條件所提供的效率就比較低．而水平井幾何條件所提供的效率達(dá)到最高，如圖1—2和圖1—3所示。大斜度井(井斜角大于60°的井)主要適用于層狀油藏。多井底井(在一個井眼內(nèi)鉆幾口井)主要用于很厚的垂直滲透油層(具有低孔隙率和垂直裂縫的塊狀石灰?guī)r)或者短半徑橫

4、向引流類的井。1．天然垂直裂縫在垂直裂縫油藏中，油氣完全處在裂縫中，裂縫之間的非生產(chǎn)底層一般為6~60m厚，所以垂直井可能只鉆到一個產(chǎn)層．也可能一個產(chǎn)層也鉆不到，而水平井可以與產(chǎn)層垂直相交，橫向鉆穿若干個產(chǎn)層裂縫．這樣就比垂直井的開采量要高得多。2．水錐和氣錐1)水錐水平井可以在油層的中上部造斜，然后在生產(chǎn)層中鉆一定長度的水平井段。水平井不僅減少水錐的可能性如圖1—4所示。2)氣錐水平井的井眼全部在油砂中有助于避免氣錐問題。并可以控制采收率，不致于使氣錐的壓力梯度過高。水平井成功地減少了水錐、氣錐等有害

5、影響。3．低滲透性地層由于固井的影響，石灰?guī)r油藏的孔隙度和滲透率即使在短距離內(nèi)也可能有相當(dāng)大的變化。與此相似．砂巖油藏中內(nèi)部巖層構(gòu)造傾角的變化也能造成孔隙度和滲透率的變化，這些油藏水平相交可以提高產(chǎn)量。4．薄油層對于薄油層．通過在油層的上下邊界之間鉆個水平井段可以大大地增加井與油層的接觸表面積。對于厚的油層則可以優(yōu)先選擇成本較低的直井完井方法，或者考慮應(yīng)用多底井的可能性(見圖1—5)。5．不規(guī)則地層平鉆井已經(jīng)成功地應(yīng)用產(chǎn)開發(fā)不規(guī)則油藏。這種含油地層互不關(guān)聯(lián)，孤立存在，地震測量也難以指定其準(zhǔn)確位置．所以鉆

6、直井或常規(guī)定向井很難鉆到這類油藏。然而短半徑水平井可以從現(xiàn)有直井中接近油藏的位置進(jìn)行造斜．并且可以避免可能的水錐和氣錐問題。6．溶解采礦很多礦藏當(dāng)今采用溶解采礦法進(jìn)行開采，水平井可以提高這些礦藏開采的經(jīng)濟(jì)效益。7．邊際構(gòu)造、叢式井和加密井水平井可能適用于邊際構(gòu)造，為了在短期內(nèi)增加總的開采量可以鉆從式水平井組(見圖1—6)。8．層狀油層水平井采油獲得的產(chǎn)量增量取決于油層垂直滲透率的值。在垂直與水平滲透率之比值較低的情況下，如水平紋理的油層，大斜度井的效率要遠(yuǎn)高于水平井的效率。如圖1—7。9．重油產(chǎn)層在重油

7、產(chǎn)層中、水平鉆井技術(shù)具有提高產(chǎn)量的能力。橫穿油藏的水平井既可以作為生產(chǎn)井也可以作為注水井。水平井具有如下的優(yōu)點和應(yīng)用：(1)開發(fā)薄油藏油田，提高單井產(chǎn)量。水平井可較直井和常規(guī)定向井大大增加泄油面積，從而提高薄油層中的油產(chǎn)量，使薄油層具有開采價值。(2)開發(fā)低滲透油藏，提高采收率。(3)開發(fā)重油稠油油藏。水平井除擴(kuò)大泄油面積外，如進(jìn)行熱采，還有利于熱線的均勻推進(jìn)。(4)開發(fā)以垂直裂縫為主的油藏。水平井鉆遇垂直裂縫的機(jī)遇較直井大得多。(5)開發(fā)底水和氣頂活躍的油藏。水平井可以減緩水錐、氣錐的推進(jìn)速度，延長油

8、井壽命。(6)利用老井采出殘余油。在停產(chǎn)老井中側(cè)鉆水平井較鉆調(diào)整井(加密井)要節(jié)約費用。(7)用叢式水平井?dāng)U大控制面積，減少叢式井的平臺數(shù)量。(8)用水平井注水注汽有利于水線汽線的均勻推進(jìn)。(9)用水平探井可鉆穿多層陡峭的產(chǎn)層，往往相當(dāng)于多口直井的勘探效果。(10)有利于更好地了解目的層的性質(zhì)。水平井在目的層中的井段較直井長得多，可以更多、更好地收集目的層的各種持性資料。(11)有利于環(huán)境保護(hù)；一口水平井可以替代一口到幾口直井．大量減少鉆井