底水油藏中水平井分段射孔和打開程度的優(yōu)化設(shè)計(jì)

研究了帶隔板底水油藏油井的射孔井段確定問題,并提出了最佳射開程度的確定方法。在底水油藏存在的諸多隔板中,凡是臨界產(chǎn)量高、油井產(chǎn)量也高的隔板應(yīng)予以保護(hù)和利用;臨界產(chǎn)量高、油井產(chǎn)量低或臨界產(chǎn)量低、油井產(chǎn)量高的隔板可以射開。按照隔板分布進(jìn)行射孔的油井不僅產(chǎn)量高,而且見水時(shí)間大大延遲。帶有隔板的底水油藏,不僅具有天然能量相對(duì)充足的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也克服了無(wú)隔板底水油藏?zé)o水采油期短的缺點(diǎn)。

對(duì)于底水油藏，在分析和預(yù)測(cè)水平井產(chǎn)量及出水動(dòng)態(tài)時(shí)，重點(diǎn)考慮的影響因素包括：儲(chǔ)層的非均質(zhì)性、隔夾層發(fā)育程度及位置、儲(chǔ)層滲透率、油水粘度、油井井眼軌跡、水平段位置及長(zhǎng)度、單井配產(chǎn)、井網(wǎng)井距等因素對(duì)其影響，對(duì)于存在應(yīng)力敏感的儲(chǔ)層，還應(yīng)當(dāng)考慮應(yīng)力敏感對(duì)產(chǎn)量及出水動(dòng)態(tài)的影響。

運(yùn)用數(shù)值模擬的方法,結(jié)合油田的實(shí)際資料,建立了數(shù)值模擬模型,從油藏非均質(zhì)性、初配產(chǎn)速度及最佳射孔方案(射開程度、避水高度)等方面,探討了水力深穿透射孔技術(shù)開發(fā)底水油藏的理想方案。比較理想的開發(fā)方案是:射開比應(yīng)小于30%,避水高度應(yīng)大于60%。

針對(duì)水平井射孔槍配件種類多、結(jié)構(gòu)相似的現(xiàn)狀,在對(duì)油田井下工具參數(shù)化圖庫(kù)管理系統(tǒng)分析研究的基礎(chǔ)上,利用visualbasic、autocad2008和microsoftaccess2003建立了水平井射孔槍非標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫(kù),通過對(duì)射孔槍中間接頭進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì),達(dá)到對(duì)射孔槍中間接頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的。

對(duì)于底水油藏，在分析和預(yù)測(cè)水平井產(chǎn)量及出水動(dòng)態(tài)時(shí)，重點(diǎn)考慮的影響因素包括：儲(chǔ)層的非均質(zhì)性、隔夾層發(fā)育程度及位置、儲(chǔ)層滲透率、油水粘度、油井井眼軌跡、水平段位置及長(zhǎng)度、單井配產(chǎn)、井網(wǎng)井距等因素對(duì)其影響，對(duì)于存在應(yīng)力敏感的儲(chǔ)層，還應(yīng)當(dāng)考慮應(yīng)力敏感對(duì)產(chǎn)量及出水動(dòng)態(tài)的影響。

介紹了水平井壓裂裂縫的形態(tài)、壓裂水平井的滲流特征、壓后產(chǎn)能預(yù)測(cè);探討了裂縫條數(shù)、裂縫長(zhǎng)度和裂縫導(dǎo)流能力的優(yōu)化以及不同的裂縫布局和不同位置的裂縫對(duì)壓后產(chǎn)量的影響.通過x井水加噴砂壓裂位置測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行壓裂裂縫模擬,優(yōu)化設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)施工的加砂量和排量比較一致.

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帶隔板底水油藏臨界產(chǎn)量公式由李傳亮1993年提出,但是未將油井的射開程度考慮進(jìn)去,這與實(shí)際情況不相符?；诶顐髁粮舭迥Ｐ?對(duì)李傳亮的帶隔板臨界產(chǎn)量公式進(jìn)行修正,提出了新的帶隔板底水油藏臨界產(chǎn)量的計(jì)算公式,并提出了帶隔板底水油藏最優(yōu)射孔段確定方法。實(shí)例計(jì)算表明,對(duì)于帶隔板底水油藏應(yīng)充分重視射開程度對(duì)油井產(chǎn)量的影響。

隨著油田勘探開發(fā)的不斷深入，勘探技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)，水平井的開發(fā)需求日益普遍，隨之對(duì)鉆井技術(shù)的要求越來(lái)越高，安塞區(qū)塊經(jīng)過長(zhǎng)年的注水開采，大面積施工水平井，我們?cè)谑┕ぶ锌朔щy不斷總結(jié)，得出了一些行之有效的辦法，本文針對(duì)施工中的難點(diǎn)進(jìn)行分析，并將我隊(duì)的施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分享，不足之處請(qǐng)批評(píng)指正。

針對(duì)隴東油田底水油藏特征,確定了水力噴射鉆孔的合理位置;根據(jù)油田的實(shí)際油藏參數(shù)運(yùn)用數(shù)學(xué)解析的方法,分析了影響水力噴射鉆孔井產(chǎn)能的因素,研究了水力噴射鉆孔技術(shù)對(duì)底水油藏的開發(fā)效果。結(jié)果表明,射孔孔深、射孔孔眼半徑、射孔數(shù)和油層厚度等因素對(duì)油井的產(chǎn)能均有影響;水力噴射鉆孔的孔深越深,射孔半徑越大,射孔數(shù)越多,產(chǎn)能比就越大;且水力噴射鉆孔技術(shù)在薄油層的開發(fā)效果好于厚油層。在底水油藏實(shí)施該項(xiàng)技術(shù)可以有效的控制底水錐進(jìn)從而提高采收率。

引入了厚表皮概念公式,對(duì)高滲油藏和低滲油藏水平井表皮污染進(jìn)行了分析,得出了高滲油藏由于孔喉通道沒有完全堵塞,表皮污染帶滲透率損失遠(yuǎn)小于低滲油藏的結(jié)論。并由此認(rèn)為可以利用水平井濾砂管防砂完井“部分防砂”原理,逐步清除表皮固相污染。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,水平井利用金屬棉濾砂管防砂完井工藝,能逐步清除表皮固相污染,保持水平井連續(xù)生產(chǎn)

?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net !設(shè)計(jì)計(jì)算# 定向井和水平井套管柱的優(yōu)化設(shè)計(jì) 王旱祥 ξ 　李增亮 (石油大學(xué)(華東)機(jī)電工程學(xué)院) 　 隋允康 (北京工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院) 　　摘要　為了滿足定向井和水平井套管設(shè)計(jì)的要求,在綜合分析套管設(shè)計(jì)理論和方法的基礎(chǔ) 上,通過對(duì)套管柱載荷的計(jì)算,建立了其優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),研制出套管柱優(yōu)化設(shè) 計(jì)軟件,并通過計(jì)算實(shí)例給出了軟件的操作過程。軟件界面友好,操作簡(jiǎn)單,功能齊全,設(shè)計(jì)者 在進(jìn)行套管設(shè)計(jì)時(shí),只需輸入設(shè)計(jì)所需基本參數(shù),按界面提示操作即可完成全部設(shè)計(jì)工作,便于 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際推廣應(yīng)用。 　　關(guān)鍵詞　

水平井鉆井優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)研究

大慶油田水平井通常采用的是φ139.7mm套管,由于水平段起伏波動(dòng)造成變形,使得套管內(nèi)有效內(nèi)徑變小,需要研制一種在102型與89型之間的、適合在φ139.7mm套管水平井內(nèi)使用的新型水平井射孔槍。通過槍身材質(zhì)優(yōu)選、彈架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、槍身連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和新型射孔彈開發(fā),研制了新型95水平井射孔槍和新型深穿透射孔彈,平均穿深達(dá)到645mm,比89型水平井射孔槍穿深提高29%,并且能夠?qū)崿F(xiàn)在水平井射孔段內(nèi)任意方向定向射孔;研制了新型95型水平井復(fù)合射孔槍,檢測(cè)了該槍的安全性能指標(biāo),優(yōu)化出了最佳火藥裝藥量。在大慶油田現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明,新型95型水平井復(fù)合射孔槍完全滿足水平井復(fù)合射孔的需要。

鉆井過程中造成疏松砂巖稠油油藏發(fā)生損害的主要因素是:鉆井液固相侵入、鉆井液液相與原油不配伍及儲(chǔ)集層黏土礦物水化膨脹。為此研制出適于疏松砂巖稠油油藏儲(chǔ)集層保護(hù)的無(wú)固相弱凝膠水平井鉆井液體系:海水+0.1%~0.2%naoh+0.2%na2co3+0.7%vis+2.0%flo+2.0%jlx,用kcl或甲酸鹽加重。該鉆井液具有獨(dú)特的流變性能,凝膠強(qiáng)度無(wú)時(shí)間依賴性,具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性能和抑制性,與儲(chǔ)集層流體配伍性好,不僅能夠滿足水平井鉆井作業(yè)需要,而且具有優(yōu)異的儲(chǔ)集層保護(hù)效果,經(jīng)文昌13-1油田、渤中34-1油田、南堡35-2油田、渤中25-1油田等數(shù)十口海上油田水平井驗(yàn)證,效果良好。圖5表3參17

a油田館一油組是典型的稠油底水疏松砂巖油藏,其儲(chǔ)層膠結(jié)疏松、易出砂,開發(fā)中采取的常規(guī)防砂工藝措施未能從根本上改變其低速、低效現(xiàn)況。針對(duì)此油藏特點(diǎn),進(jìn)行底水油藏隔板理論研究,分析層間隔層和單砂體內(nèi)非滲透性?shī)A層的分布特征研究,開展隔板理論試驗(yàn)評(píng)價(jià)。

常規(guī)壓裂技術(shù)是一種傳統(tǒng)的油井增產(chǎn)工藝技術(shù);水力噴射壓裂技術(shù)是一種集射孔、壓裂、隔離為一體的新型增產(chǎn)工藝技術(shù),具有穿透性強(qiáng)、傷害低、孔徑大、定向準(zhǔn)的特點(diǎn),是油田油井儲(chǔ)層改造的新技術(shù)。分析水力噴射壓裂技術(shù)的基本原理、適用條件、技術(shù)特點(diǎn)及施工工藝等,通過對(duì)梁7-01和梁45-01等五口井的水力噴射壓裂現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),結(jié)果表明可以在薄層底水油藏中應(yīng)用且增產(chǎn)效果明顯。

為了解決衛(wèi)68-fp1井水平段井眼尺寸小、井下摩阻大、井眼軌跡不易控制等問題,在計(jì)算不同井眼曲率下摩阻、扭矩的基礎(chǔ)上,結(jié)合鄰井實(shí)鉆資料,優(yōu)化了井眼軌道設(shè)計(jì),以降低摩阻和扭矩;根據(jù)非常規(guī)水平井的實(shí)鉆經(jīng)驗(yàn),選用"小角度螺桿+欠尺寸雙穩(wěn)定器"鉆具組合,并對(duì)螺桿鉆具的彎角和穩(wěn)定器外徑進(jìn)行了優(yōu)化,以提高井眼軌跡控制精度;選用合理密度的油基鉆井液,以保證水平段的井壁穩(wěn)定性;采用c1+伽馬地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù),以提高油層鉆遇率;制定了安全鉆進(jìn)技術(shù)措施,以確保鉆井安全。實(shí)鉆結(jié)果表明:合理的井眼軌道設(shè)計(jì)能夠有效降低鉆進(jìn)摩阻;"小角度螺桿+欠尺寸雙穩(wěn)定器"鉆具組合能精確控制井眼軌跡,并能提高旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)比例;c1+伽馬地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)能確保水平段始終在油層穿行。衛(wèi)68-fp1井的順利完成,可為泥頁(yè)巖油藏水平井的鉆井施工提供借鑒。

針對(duì)線性復(fù)合油藏的特點(diǎn),建立了無(wú)限大外邊界的線性復(fù)合油藏水平井試井模型,利用laplace變換、有限fourier余弦變換以及fourier變換對(duì)模型進(jìn)行求解,最后利用stehfest數(shù)值反演繪制了壓力典型曲線,對(duì)整個(gè)不穩(wěn)定滲流過程進(jìn)行了流動(dòng)階段的劃分,分析了相關(guān)因素對(duì)壓力典型曲線的影響.結(jié)果表明:無(wú)限大外邊界的線性復(fù)合油藏水平井的滲流過程可以分為7個(gè)流動(dòng)階段:水平井與兩區(qū)分界面的夾角對(duì)壓力典型曲線幾乎沒有影響,而水平井中心距兩區(qū)分界面的無(wú)因次距離對(duì)壓力影響較大,無(wú)因次距離值越小,中期徑向流階段的持續(xù)時(shí)間越短,晚期徑向流階段的開始時(shí)間越早.

孤東油田的油藏屬于疏松砂巖稠油油藏,采用水平井開發(fā)效果較好,水平井完井方式多為裸眼精密濾砂篩管完井,準(zhǔn)確地計(jì)算精密濾砂管的產(chǎn)能較為困難。本文推導(dǎo)了精密濾砂篩管表皮因子模型,并結(jié)合不同的5種不同的產(chǎn)能解析模型,計(jì)算了該油田11口水平井的產(chǎn)能值,并與實(shí)際產(chǎn)能進(jìn)行比較,得出結(jié)論,竇宏恩方法更適合孤東油田精密濾砂管完井,平均誤差為9.05%,達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)精度要求。

目前關(guān)于復(fù)合油藏水平井不穩(wěn)定試井理論與應(yīng)用研究很少見,針對(duì)這一問題,建立了水平井2區(qū)復(fù)合油藏不穩(wěn)定試井模型,研究了一種利用拉普拉斯變換、分離變量及特征函數(shù)與特征值法等現(xiàn)代數(shù)學(xué)分析方法對(duì)模型進(jìn)行求解的新方法,獲得了拉普拉斯空間中不穩(wěn)定試井井底壓力表達(dá)式。利用數(shù)值反演,編程繪制了標(biāo)準(zhǔn)的試井分析樣版曲線,并分析了2區(qū)復(fù)合油藏井底壓力動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征。不同的外邊界條件具有不同的外邊界特征響應(yīng),對(duì)頂定壓或底定壓邊界,壓力導(dǎo)數(shù)曲線在早期迅速下掉,不能反映出2區(qū)復(fù)合油藏的復(fù)合特性。對(duì)頂、底均為封閉邊界,樣版曲線明顯反映出油藏的2區(qū)復(fù)合特性。實(shí)例分析結(jié)果表明,該模型可以用于2區(qū)復(fù)合狀油藏水平井的不穩(wěn)定試井解釋,為油田開發(fā)生產(chǎn)服務(wù)。

隨著油田勘探開發(fā)的深入，動(dòng)用儲(chǔ)量逐步轉(zhuǎn)向深層、復(fù)雜斷層、零散富集區(qū)發(fā)展，開發(fā)難度越來(lái)越大，水平井和定向井技術(shù)隨之快速發(fā)展。探討了水平井現(xiàn)場(chǎng)施工中井身剖面、井斜調(diào)整、靶點(diǎn)設(shè)置、摩阻、粘卡以及地層保護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)。水平井施工中存在很多難點(diǎn)，通過嚴(yán)格優(yōu)選鉆進(jìn)參數(shù)、合理的采用復(fù)合鉆進(jìn)，頻繁的短起下作業(yè)以及對(duì)鉆井液性能的及時(shí)調(diào)整和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了提高鉆井速度，減少成本，提高了鉆井效益的目的。