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文檔簡介
低滲透油藏水平井開采技術低滲透油藏水平井開采技術大慶低滲透油藏地質特征及水平井目的層地質模型研究低滲透油藏水平井開發(fā)設計研究低滲透油田水平井射孔及測試技術低滲透油田水平井生產測試工藝技術低滲透油藏水平井壓裂技術低滲透油田水平井舉升技術第一章大慶低滲透油藏地質特征及水平井目的層地質模型研究大慶長垣外圍低滲透油田地質特征采用多種方法建立目的層的地質模型應用水平井資料修正地質模型低滲透油田水平井開發(fā)的地質模型一、大慶長垣外圍低滲透油田地質特征分析研究低滲透油田的地質特征和建立目的層地質模型,是水平井設計和投入生產的基礎。二、采用多種方法建立目的層的地質模型由于水平井是在儲層中水平鉆進,其對目的層地質模型的精度要求比較高,只有建立客觀精細的地質模型,才能使水平井鉆井和開采獲得成功。1、確定目的層砂體形態(tài)和規(guī)模(1)用地震資料解釋和預測砂體1)建立地震判別模型預測砂體2)用聚類—關聯(lián)度分析法預測砂體3)用Delog處理解釋砂巖及空隙度(2)應用地層傾角測井解釋成果,判斷砂體增厚和延伸方向(3)對目的層細分單層和沉積微相,掌握每一單層的空間變化2、目的層中非滲透性夾層的分布和影響(1)中非滲透性夾層的分布狀況(2)夾層對儲層垂向滲透率的影響3、儲層天然裂縫研究1)通過觀察和描述巖心認識天然裂縫的特征2)應用曲率半徑法研究裂縫的分布3)通過相鄰區(qū)塊進行的脈沖試井、注示蹤劑和開采動態(tài)監(jiān)測實驗,推斷水平井目的層天然裂縫的主要延伸方向二、采用多種方法建立目的層的地質模型4、地應力及水力壓裂裂縫形態(tài)和方位的預測(1)水力壓裂裂縫形態(tài)測試研究(2)裂縫方位研究二、采用多種方法建立目的層的地質模型三、應用水平井資料修正地質模型水平井是在單一的油層中水平鉆進,錄取了直井、定向井無法取得的油層橫向上的地質信息,特別是水平段巖心,更加直觀地揭示了油層天然裂縫的發(fā)育特征和平面非均質性。利用水平井資料,能夠進一步修正地質模型,使水平井的動態(tài)分析更接近實際。1、能夠定量識別天然裂縫分布(1)客觀反映了天然裂縫的發(fā)育特征(2)利用水平段巖心確定天然裂縫方向性2、揭示了單油層內嚴重的非均質性特點三、應用水平井資料修正地質模型四、低滲透油田水平井開發(fā)的地質條件1、單層含油砂巖厚度大于6m分布穩(wěn)定2、儲層的滲透率應大于3、含油層的流度應大于4、儲層中具有比較發(fā)育的天然裂縫5、目的層應達到一定的分布面積,以便能夠部署完善的注采系統(tǒng)6、布井區(qū)塊完成了精細地震掉曾第二章低滲透油藏水平井開發(fā)設計研究水平井井位設計水平井水平段參數的優(yōu)化設計研究水平井注水方式研究水平井產能和開發(fā)指標分析一、水平井井位設計1、多層發(fā)育區(qū)的水平井井位設計2、以單油層為主區(qū)塊的水平井井位設計二、水平井水平段參數的優(yōu)化設計研究 水平井水平段的設計是水平井油藏工程研究的重要內容之一,只有以地質研究成果為基礎,以油藏工程分析和數值模擬為手段,對水平井在油層中的位置、延伸方向、延伸長度進行充分的研究,才能使水平井獲得更好的開發(fā)效果。1、水平井水平段在油層的位置主要取決于油層的驅動類型和油層的均質性2、水平段延伸的方向(1)、(2)、(3)、(4)3、水平井水平段的延伸長度水平井水平段的延伸長度設計必須與儲層砂體發(fā)育規(guī)模相一致,并綜合考慮已鉆的直井井網部署和地面環(huán)境等因素。二、水平井水平段參數的優(yōu)化設計研究三、水平井注水方式研究1、早注水補充能量水平井開發(fā)效果好(1)補充能量的必要性(2)補充能量的時機2、圍繞水平井配置好注水井3、裂縫發(fā)育儲層水平井的注水調整(1)茂平1井間注方案研究(2)不同注水量優(yōu)化四、水平井產能和開發(fā)指標分析1、水平井與直井的產能對比(1)理論對比(2)實際開采效果對比(3)注采關系完善、轉注及時機的茂平1井產量達到直井的6倍以上2、水平井與值井開發(fā)指標對比(1)、(2)、(3)3、低滲透油田水平井經濟評價(1)評價模式(2)實例4、水平井產能預測技術復雜結構井廣泛應用方案設計經濟評價產能模型地層滲流模型地層井筒耦合井筒流動模型井筒內壓損影響地層各向異性影響不同完井方式影響產能預測、完井優(yōu)化只有準確的產能預測才能以最小的成本,獲得最大的效益解析法半解析法數值模擬法穩(wěn)態(tài)產能/擬穩(wěn)態(tài)產能動態(tài)產能動態(tài)產能水平井穩(wěn)態(tài)產能預測水平井擬穩(wěn)態(tài)產能預測邊界影響不同邊界類型對產能影響很大,應選取合適模型。水平井越接近油藏邊界,解析模型的誤差越大。分段完井的產能不能按各段長度累加計算。水平井動態(tài)產能預測建立的半解析模型,就是將油井分成小段,對每一段進行油藏滲流和井筒流動的耦合,然后經過疊代求得這一段油井的壓力分布和流入量分布,從而可以得到整個油井的產能。半解析模型水平井半解析產能預測特點:1、可獲得水平井筒任意位置的流入剖面和壓力剖面2、可處理任意邊界性質4、可預測不同生產階段的水平井產能水平井流入動態(tài):1.考慮不同采收率的影響;2.可預測不同地層壓力時的ipr曲線;第三章低滲透油田水平井射孔及測試技術低滲透油田水平井射孔工藝技術低滲透油田水平井測試工藝技術一、低滲透水平井射孔工藝技術1、多段大跨距射孔作業(yè)將射孔槍連接在油管下端,并被輸送到水平井段欲射孔部位(1)低邊定向射孔槍(2)槍身旋轉定向射孔槍主要由射孔槍、傳爆接頭(帶導向塊)、旋轉接頭等組成??朔藫苄D定向射孔槍射開長度小、機構復雜的缺點,可以實現一次大段或多段定向射孔。(2)高強度射孔槍在中、長曲率半徑水平井施工中,射孔槍順利起下,滿足了施工要求。(3)水平井射孔起爆裝置及傳爆裝置可靠地實現起爆與傳爆是水平井射孔施工的關鍵技術。2、長井段射孔作業(yè)主要應用于水平段全部射開或大段補孔作業(yè)。一、低滲透水平井射孔工藝技術二、低滲透油田水平井測試工藝技術1、射孔測試聯(lián)作工藝聯(lián)作管柱是把射孔槍和地層測試器集為一體,采用油管輸送工藝,把射孔槍接到管柱下部,地層測試器接到關注中部,把它們輸送到預定位置。水平井單封隔器測試工藝,可選用兩種類型的地層封隔器:一種是上提下放開關井的測試工具;另一種是環(huán)空壓力操作開關井的測試工具。2、水平井試井解釋資料與直井相比,水平井試井分析較為復雜,主要表現為水平井模型要考慮流體的三維流動及地層各向異性的影響。第四章低滲透油田水平井生產測井技術水平井生產測井地面設備水平井生產測井工藝水平井生產測井儀器水平井生產測井資料解釋一、水平井生產測井地面設備井下儀器起下的主要方法有:挺桿泵入法、連續(xù)油管輸入法。1、車載連續(xù)油管作業(yè)機(1)油管輸入驅動頭(2)連續(xù)油管(3)操作控制2、帶電纜的連續(xù)油管拖拽(1)拖拽的型號(2)拖拽的動力控制拖拽上的連續(xù)油管滾動管必須從連續(xù)油管作業(yè)機上獲得動力,動力輔助裝置包括:液壓馬達、剎車控制、繞繩器驅動馬達等組成的液壓系統(tǒng).(3)指重計的應用(4)深度系統(tǒng)3、地面測井系統(tǒng)一、水平井生產測井地面設備二、水平井生產測井工藝1、水平井泵抽采油與測試通道(1)測試通道(2)地面配套工藝1)井口位置設置2)注入頭支架3)工藝流程2、水平井測井工藝流程(1)下井前的準備(2)模擬起下試驗(3)測井工藝流程三、生產測試井器井深結構的變化對測井儀器的響應產生了重大的影響,傳統(tǒng)的垂直井的測井方法已不能適應或不能完全適應水平井。主要表現在流量與含水率的測量上。1、測量方法及原理2、生產測試儀器設計(1)儀器的長度(2)儀器的技術指標(3)水平井生產測井儀的特殊結構四、水平井生產測井資料解釋1、水平井模擬試驗(1)參數響應1)流量2)含水(2)儀器的重復性(3)水平段傾斜度對測井結果的影響2、資料解釋方法(1)流量(2)含水(3)綜合評價第五章低滲透油藏水平井壓裂技術完井方式水平井壓裂優(yōu)化設計水平井多段壓裂及控制技術水平井關注受力變形分析壓裂現場試驗及效果(一)完井方式選擇的原則1、根據井眼穩(wěn)定性判斷,從大的方面選擇是否采用能支撐井壁的完井方法;2、根據地層出砂判斷,從大的方面選擇是否采用防砂型的完井方法;3、根據油氣藏類型、油氣層特性和工程技術及措施要求等幾方面的因素,從流程圖初步選擇完井方法;選出的完井方法可能有幾種。一、完井方式4、針對初選的幾種完井方法,對每一種完井方法的完井產能進行預測;5、根據每一種完井方法的完井產能預測結果,再進行單井動態(tài)分析;6、根據單井動態(tài)分析,結合鉆井、完井投入與生產的收益進行經濟效益評價,最終優(yōu)選出經濟效益最佳的完井方法。一、完井方式完井方式優(yōu)選流程儲層類型裂縫性油氣層孔隙性油氣層是否需要水力壓裂需要不需要鉆過單一油層鉆過多油層無氣頂、底水橫向均質無底水、有氣頂橫向均質無氣頂有底水橫向非均質有氣頂、底水橫向非均質井眼穩(wěn)定井眼不穩(wěn)滿足分段要求滿足分段要求裸眼完井注水泥尾管射孔完井裸眼封隔器篩管完井帶注水泥的ECP篩管完井篩管完井膠結牢固膠結疏松無氣頂無底水橫向均質有氣頂底水橫向非均質滿足分段要求裸眼預充填礫石雙層篩管或濾砂管或星孔篩管完井套管或尾管射孔管內預充填礫石篩或濾砂管或星孔篩管完井abd否是ce否是帶注水泥ECP的裸眼封隔器篩管完井edfgh否是一、完井方式一、完井方式目前水平井主要完井方式有:射孔完井裸眼完井篩管完井帶管外封隔器的完井固井射孔完井礫石充填完井一、完井方式1、射孔完井優(yōu)點:有效分隔層段,可避免層段之間竄通和干擾;可以實施生產控制、生產檢測和包括水力壓裂在內的任何選擇性增產增注作業(yè)。缺點:相對較高的成本;儲層受水泥漿的污染;要求較高的射孔操作技術。固井射孔完井包括:套管固井射孔完井;尾管固井射孔完井表層套管油層套管有利于避開夾層水、底水、氣頂,可實施水平段分段射孔、試油、注采和進行選擇性增產措施。套管固井射孔完井一、完井方式有利于提高固井質量和保護油氣層,最大限度地降低對油層的污染,保持油井產能。尾管固井射孔完井一、完井方式技術套管裸眼油層技術套管下至預計的水平段頂部,注水泥固井封隔。然后換小一級鉆頭鉆水平井段至設計長度完井。主要用于碳酸鹽巖等堅硬不坍塌儲層,短或極短曲率半徑的水平井。2.裸眼完井工藝一、完井方式優(yōu)點:成本最低;儲層不受水泥漿污染和損害;油流導流能力最高,產量損失最少;使用裸眼封隔器可以實施生產控制和分隔層段作業(yè)。缺點:疏松砂巖,井壁可能坍塌;難以避免層段之間竄通和干擾;可選擇性的增產措施有限,如不能進行水力壓裂作業(yè)。一、完井方式技術套管篩管將篩管懸掛在技術套管上,依靠懸掛封隔器封隔管外的環(huán)形空間。主要用于碳酸鹽巖或硬質砂巖儲層。懸掛器3.篩管完井工藝一、完井方式
優(yōu)點:成本相對較低;儲層不受固井水泥漿污染;防止井眼坍塌和油層出砂。
缺點:不能實施層段分隔,因而不可避免層段之間竄通和干擾;無法實施選擇性增產、增注措施。技術關鍵:解除鉆井泥餅對地層油流通道及篩管的堵塞。通過替漿和酸洗,徹底清洗裸眼井壁,然后再充以完井保護液。一、完井方式優(yōu)點:相對中等的成本;儲層不受水泥漿污染;依靠管外封隔器實施層段分隔,可在一定程度上避免層段之間竄通和干擾;可以實施生產控制、生產檢測和選擇性增產增注作業(yè)。缺點:管外封隔器分隔層段的有效程度,取決于水平井井眼的規(guī)則程度、封隔器的坐封和密封件的耐壓、耐溫等因素。
完井方法分為三種形式:帶管外封隔器的滑套完井工藝;帶管外封隔器的篩管完井工藝;造斜段注水泥、帶管外封隔器的篩管完井工藝;造斜段注水泥、水泥充填封隔器分段完井工藝。3.帶管外封隔器的完井工藝一、完井方式2.管外封隔器+CMD滑套完井SAB懸掛封隔器滑套管外封隔器滑套引鞋式球座管外封隔器依靠管外封隔器實現層段的分隔,用滑套溝通井筒和地層。這兩種工具的多重組合,可將地層分隔為多段,實現選擇性完井。主要用于非均質、巖性多變油層及多個生產層井段。一、完井方式帶管外封隔器的滑套完井將管外封隔器技術與篩管完井及井眼清洗技術結合在一起。為保護油層,提高水平井產能,對水平井井身結構進行修改。鉆井程序由二開改為三開,二開鉆到油層頂部,下技術套管固井,三開專打油層。相應的完井技術采用水平井尾管懸掛、裸眼封隔器分段篩管完井。技術套管尾管懸掛器套管外封隔器篩管砂巖泥巖一、完井方式帶管外封隔器的篩管完井分級箍管外封隔器固井盲板管外封隔器割縫篩管洗井回壓閥泥巖泥巖
完井時,首先對造斜段注水泥固井,然后鉆固井盲板,最后下入洗井酸化脹封管柱,對油層進行洗井和酸化,解除油層污染,溝通油流通道,脹封水平段封隔器,實現水平井造斜段注水泥加篩管完井。造斜段注水泥、帶管外封隔器的篩管完井一、完井方式分級箍管外封隔器固井盲板管外封隔器套管引鞋造斜段注水泥、帶管外封隔器的套管完井一、完井方式
完井后,對油層段進行選擇性射孔,實現分層生產,由于油層段套管沒有水泥環(huán),射孔參數需進行優(yōu)化,以保護套管。技術特點:與常規(guī)水力脹封裸眼封隔器比較,該完井技術變橡膠密封為長效的實體密封??杀苊庖驂毫Α囟?、化學腐蝕造成的任何密封失效,使用壽命大于15年,密封體的封隔能力可達120MPa。與固井比較,水泥漿充填封隔器完井技術能更有效地實現層間隔離,避免油層污染。封隔器長度有限,如果層間壓差大或壓裂作業(yè),容易形成井壁一側旁通。為此,要求封隔器下入位置在致密、穩(wěn)定的井段。
一、完井方式1、完井基本概念完井(WellCompletion),即根據油氣層的地質特性和開發(fā)開采的技術要求,在井底建立油氣層與油氣井井筒之間的合理連通渠道或連通方式。一口井鉆成之后,主要的工作就是在井底建立油氣層與油氣井井筒之間的合理連通渠道。在井底建立的油氣層與油氣井井筒之間的連通渠道不同,也就構成了不同的完井方法。充填工具光管扶正器礫石繞絲篩管絲堵炮眼將繞絲篩管下至油層段,用充填液循環(huán)將地面選好的礫石攜帶至繞絲篩管與井眼的環(huán)形空間或繞絲篩管與套管的環(huán)形空間,形成一個礫石充填層,阻擋砂粒流入井筒,起到保護井壁,防止油層砂粒進入井內。該完井適于膠結疏松嚴重出砂的地層。4.礫石充填防砂完井工藝一、完井方式二、水平井壓裂優(yōu)化設計內容:水平井壓裂優(yōu)化設計模型、產量預測模型、水平井各種完井方式的數值模擬。1、水平井壓裂優(yōu)化設計(1)基本方程(2)三維裂縫模型的求解(3)溫度場模型2、水平井產量預測模型水平井各種完井方式下的生產動態(tài)模擬可分為油藏模型模擬的裸眼、射孔完井方式,單縫產量預測模型模擬的水平井單縫壓裂完井方式和多縫產量優(yōu)選模型模擬的水平井多條裂縫壓裂完井方式,及其這些完井方式的組合。3、水平井各種完井方式下的生產模擬(1)射孔完井的水平井生產模擬研究1)射孔參數:孔深、孔徑、孔密、相位角、部孔格式等2)鉆井、完井過程中造成的地層損害:侵入帶污染、壓實帶、孔眼堵塞等(2)壓裂完井方式下水平井生產模擬(3)壓裂后再補孔對水平井產能影響二、水平井壓裂優(yōu)化設計三、水平井多段壓裂及控制技術壓裂原則:施工安全可靠、工藝簡單壓裂方案:套管分流壓裂、雙封隔器單卡壓裂、分段試油壓裂1、套管分流壓裂工藝技術(1)壓裂管柱(2)工藝原理(3)確定射孔方案的方法和原則(4)判斷壓開裂縫數的方法(5)室內試驗(6)安全施工技術保證措施2、雙封隔器單卡壓裂技術(1)管柱結構確定的原則(2)管柱工藝原理(3)管柱特點3、試油分段壓裂工藝技術(1)完井方式(2)射孔工藝技術(3)分段壓裂的封隔技術4、水平井壓裂液(1)壓裂液性能指標(2)三口水平井現場應用壓裂液性能井控技術井控基本概念與井控有關的概念井噴的危害做好井控工作的對策
井控(WellControl):也叫井涌控制(KickControl)或者壓力控制(PressureControl):指采取一定的方法控制住地層孔隙壓力,基本上保持井內壓力平衡,保證井內施工順利進行。
井控要點:(1)合理的鉆井、壓井液密度,保持壓力平衡(2)合乎要求的井口防噴器井控基本指導思想一、井控基本概念常規(guī)井控法:(1)合理的壓井液密度(2)合乎要求的井口防噴器井內壓力平衡:P井底=P地層基本上保持井內壓力平衡:P井底-P地層=ΔPΔP取值對于油井?。?.5~3.5MPa對于氣井取:3.0~5.0MPa一、井控基本概念一、井控基本概念人們根據井口油氣流出的規(guī)模和采取的控制方法之不同,把井控分為三級,即初級井控、二級井控和三級井控。井控初級井控二級井控三級井控一、井控基本概念一級井控技術:通過調整壓井液密度,保持井筒內壓井液液柱壓力大于地層孔隙壓力,避免發(fā)生井噴。壓井液靜液柱壓力是第一級屏障;核心:確定一個合理的壓井液密度。二級井控技術:當發(fā)生溢流時,進行關井作業(yè),避免發(fā)生井噴。井口防噴器組提供第二級屏障。
三級井控技術:井噴發(fā)生后正確使用設備和技術重新恢復對井的控制。井噴可能是地面或是地下井噴。有時需要重新安裝井口,進行關井和壓井作業(yè)。具體的講:三級井控技術指二級井控失敗,井涌量大,終于失去控制,發(fā)生了井噴(地面或地下),這時使用適當的技術與設備重新恢復對井的控制,達到初級井控狀態(tài)。這是平常說的井噴搶險,可能需要滅火、打救援井等各種具體技術措施。一、井控基本概念一、井控基本概念被劃分為“三高”的油氣井:高壓油氣井是指以地質設計提供的地層壓力為依據,當地層流體充滿井筒時,預測井口關井壓力可能達到或超過35MPa的井。含硫油氣井是指地層天然氣中硫化氫含量高于150mg/m3(100ppm)的井。高危地區(qū)油氣井是指在井口周圍500m范圍內有村莊、學校、醫(yī)院、工廠、集市等人員集聚場所,油庫、炸藥庫等易燃易爆物品存放點,地面水資源及工業(yè)、農業(yè)、國防設施(包括開采地下資源的作業(yè)坑道),或位于江河、湖泊、灘海和海上的含有硫化氫(地層天然氣中硫化氫含量高于15mg/m3(10ppm))一氧化碳等有毒有害氣體的井。一、井控基本概念長慶油田搞好井控工作的原則是:立足于初次井控、搞好二級井控,杜絕三次井控。確保各種施工順利進行。日常井控工作的重點在鉆井隊、關鍵在班組、要害在崗位。長慶油田搞好井控工作的方針是:安全第一、預防為主,環(huán)保優(yōu)先、綜合治理。長慶油田搞好井控工作的理念是:以人為本、井噴就是事故、井噴是可防可控的長慶油田搞好井控工作的重點是天然氣井、超前注水開發(fā)區(qū)塊的油井、地層壓力梯度大于0.95MPa/100m和氣油比大于100m3/t井的作業(yè)。二、與井控有關的概念是指在鉆井過程中,地層孔隙壓力大于井底壓力,地層孔隙中的流體將侵入井內,在循環(huán)過程中上返,鉆井液池面上有氣泡、油花現象。
最常見的井侵為氣侵和鹽水侵。(一)井侵(油氣侵)二、與井控有關的概念(二)溢流
當井侵發(fā)生后,井口返出的壓井液的量比泵入的壓井液量多,停泵后壓井液自動外溢。特點:返出流體不會到達轉盤面上。二、與井控有關的概念(三)井涌(Kick)國內定義:井涌是溢流的進一步發(fā)展,井口返出流體超過轉盤面,但低于二層平臺。國外定義:當地層壓力大于井壓力時,在其壓差作用下,地層體進入井眼,這種流體流動稱為井涌二、與井控有關的概念(四)井噴國內定義:井涌進一步發(fā)展,當井口返出流體超過二層平臺時稱為井噴。國外定義:井涌失控稱為井噴。二、與井控有關的概念(五)井噴失控井噴發(fā)生后,無法用常規(guī)方法控制井口而出現敞噴的現象稱為井噴失控。井噴的原因工程方面人為因素設備方面人為因素地質或其它方面因素起鉆抽吸起鉆不罐壓井液井口無人座崗,不能及時發(fā)現溢流發(fā)現溢流后處理措施不當井口不安裝防噴器或封井器井口防噴設備試壓不合格井身結構不合理對淺氣層缺乏認識地層壓力掌握不準空井時間過長相臨注水井不停注或未減壓壓井液混油思想麻痹,違章操作二、與井控有關的概念三、井噴的危害井噴是損失巨大的災難性事故,常造成機毀人亡,還會造成惡劣的社會影響。這一點必須銘刻在心。井噴失控的危害是多方面的。
(一)損壞設備
如大慶油田的喇83井、杏5井都是因井噴失控將整套設備陷入地下,四川氣田從1957年到1981年發(fā)生井噴著火31井次、燒毀鉆機18臺,全國從1950年至1997年,發(fā)生井噴失控井319口,失控后著火井78口,因井噴失控著火燒毀鉆機以及因井噴地層塌陷埋掉鉆機共59臺。造成的損失是相當驚人的。三、井噴的危害
(二)死傷人員
這類事件在四川、華北,勝利、中原等各個油田都發(fā)生過,僅四川局的32111鉆井隊在1966年的一次井噴事故中就死亡6人。2003年12月23日重慶開縣羅16H井天然氣(含硫化氫)井噴,死243人,中毒住院2142人,緊急疏散65000人,直接經濟損失6432萬元人民幣,教訓是慘痛的。
(三)浪費油氣資源
無控制的井噴、不僅噴出了大量的油氣,而且對油氣藏能量的損失是難以計算的,可以說是對油氣藏的災難性的破壞。僅四川合4井等8口井的統(tǒng)計,因井噴放空天然氣6.98×lO8m3,為儲量的11%,損失驚人。三、井噴的危害1983年2月,伊朗海岸外的瑙魯滋油田發(fā)生井噴,每天7000桶(111.7萬升)原油白白地流入海里;四川長原大氣田長1井井噴日噴氣量超過1千萬方,累計損失天然氣達4.6億方致使該井所在氣田幾乎失去開采價值。(四)污染環(huán)境
噴出的油氣隨風飄揚,對周圍環(huán)境造成嚴重的污染,特別是噴出物含有硫化氫的時候,攪得四鄰不安,人心惶惶,影響極壞。重慶開縣12.23井噴事故造成234人死亡,900多人受傷,事發(fā)地方圓5公里內的4.1萬多名群眾被疏散,近1000名民警、武警和消防官兵投入事發(fā)現場進行戰(zhàn)斗。初步估計經濟損失在6000萬元,但是由此造成的人員傷亡卻是無法用金錢來衡量的(無價的)。事故過后,造成當地大面積飲用水污染。三、井噴的危害
(五)污染油氣層。據四川石油管理局多年對多口井的統(tǒng)計資料分析,凡是鉆井液噴空后壓井或反復測試后壓井,都會對產層造成嚴重傷害,其產量將下降30%一50%,甚至有的井不經酸化則見不到產量,可以說井噴后壓井才是油氣產層污染的罪魁。(六)報廢井。井噴失控到了無法處理的時候,最后不得不把井眼報廢,如新疆柯克亞地區(qū)的幾口高產深井,勝利油田的羅5井、新羅5井等。(七)造成大量資金損失。在處理井噴事故時,要消耗大量資金,還要賠償因井噴而造成的其他一切經濟損失。三、井噴的危害四、做好井控工作的對策搞好井控工作,必須全面系統(tǒng)抓好五個環(huán)節(jié):(1)思想重視:各級領導必須高度重視井控工作。(2)措施正確:三早。(3)嚴格管理:認真貫徹井控規(guī)定和細則。(4)技術培訓:五個方面的人員(生產管理人員、現場操作人員、現場服務人員、相關技術人員、專業(yè)技術人員)必須培訓,取得現場井控操作證。(5)裝備配套:配齊各種壓力等級的防噴器及管匯、控制系統(tǒng)。五、常用井控設備什么叫井控裝備?
井控裝備是指實施油氣井壓力控制技術所需的專用設備、儀表和工具的統(tǒng)稱。
五、常用井控設備井
口
防
噴
器
組
五、常用井控設備環(huán)形防噴器五、常用井控設備閘板防噴器五、常用井控設備控制裝置地震技術電測技術水平井鉆井技術牙輪鉆頭技術高壓噴射鉆井技術頂部驅動技術連續(xù)軟管鉆井技術水力壓裂技術海洋鉆井技術欠平衡鉆井技術20-21世紀石油工業(yè)10項頂尖技術提高鉆速;縮短鉆井周期;降低鉆井成本;提高單井產量;加快勘探開發(fā)速度
連續(xù)油管亦稱撓性油管、盤管。連續(xù)油管鉆井技術是90年代國外大力研究和發(fā)展的熱門鉆井技術之一。世界上現有連續(xù)油管作業(yè)機的數量已達600多臺,連續(xù)油管的年耗量近500萬米,連續(xù)油管的最大作業(yè)井深已超過9000m。國外連續(xù)油管作業(yè)技術已能對陸地和海上油氣井進行20多種作業(yè)。利用連續(xù)油管修井已代表著當今世界修井技術的發(fā)展方向,并將作為一種常規(guī)、高效的作業(yè)技術在世界范圍內普及。近年來連續(xù)油管鉆井技術亦成為世界鉆井技術的熱點。一、連續(xù)油管鉆井技術一、連續(xù)油管鉆井技術一、連續(xù)油管鉆井技術連續(xù)管鉆井紀錄最大水平位移2532m,英國北海連續(xù)管所鉆最深的井4758m測量深度,阿拉斯加州探井1586m垂直井,法國最大的井眼尺寸3in;
最長的復合連續(xù)管鉆井2001年6月20日,哈里伯頓公司使用液壓修井機配以復合連續(xù)管和43/4in鉆頭,為BP公司在得克薩斯州Alvin的ChocolateBayou油氣田鉆GWCralg1號井。該井井斜角為78°,鉆進827m,測量深度達到1645m,真垂直深度為822m。
①
連續(xù)油管作業(yè)機組成連續(xù)油管(CT)是一種連續(xù)的高強度、高韌性的鋼管,纏繞在滾筒上。在連續(xù)油管鉆井作業(yè)中,適合采用外徑大于44.45mm(13/4in)連續(xù)油管。1、地面設備
地面設備主要包括連續(xù)油管作業(yè)機及有關設備、循環(huán)系統(tǒng)和井控系統(tǒng)。一、連續(xù)油管鉆井技術滾筒液壓馬達使連續(xù)油管保持一定的拉力緊緊地纏繞在滾筒上,或將連續(xù)油管送入井下。滾筒上的勻繞機構和計數裝置,可以使連續(xù)油管均勻地纏繞并測量出管子的長度。一、連續(xù)油管鉆井技術連續(xù)油管注入頭連續(xù)油管注入頭主要用來為連續(xù)油管下入井內提供推力,并控制連續(xù)油管下入速度,承載懸空連續(xù)油管的全部重量。一、連續(xù)油管鉆井技術液壓動力系統(tǒng):液壓動力系統(tǒng)的功能是,為連續(xù)油管作業(yè)提供液壓控制和操作動力。控制臺:由各種開關和儀表組成,用于監(jiān)測并操縱連續(xù)油管鉆井作業(yè)一、連續(xù)油管鉆井技術一、連續(xù)油管鉆井技術用連續(xù)油管鉆機進行鉆井的最大優(yōu)點
井控安全,操作簡便靈活,不接單根,不必壓井就可以進行換鉆頭和起下鉆作業(yè)。連續(xù)油管鉆井深度目前已達到3000m左右,過油管側鉆的深度已達到5000m。目前在美國Alberta南部地區(qū),用連續(xù)油管鉆機鉆井的數量已占該地區(qū)所有開鉆井數量的10%以上。北海油田用連續(xù)鉆機鉆井更為普遍。一、連續(xù)油管鉆井技術套管鉆井是指在鉆進過程中,直接采用套管(取代傳統(tǒng)的鉆桿)向井下傳遞機械能量和水力能量,井下鉆具組合接在套管柱下面,邊鉆進邊下套管,完鉆后作鉆柱用的套管留在井內作完井用。套管鉆井技術將鉆進和下套管合并成一個作業(yè)過程,鉆頭和井下工具的起下在套管內進行,不再需要常規(guī)的起下鉆作業(yè)。(一)套管鉆井概述二、套管鉆井技術套管鉆井的鉆井方式有兩種,一是采用套管旋轉鉆進,動力源來自于地面驅動裝置,扭矩通過套管傳遞到鉆頭,這種方式對套管及其螺紋連接強度提出了更高的要求;二是采用井下動力鉆具鉆進,這種方式使套管的受力狀況有所改善。二、套管鉆井技術全過程套管鉆井技術(4?″-133/8″)利用特制的套管鉆機、鉆具、和鉆頭,利用套管作為水利通道,采用繩索服務更換鉆頭的一種鉆井工藝階段套管鉆井技術(7”尾管鉆井技術)鉆井過程中,由于地層破碎引起垮塌;井內大量出水無法造成井下情況復雜無法繼續(xù)鉆進時,采用的在由尾管鉆具(含井下動力馬達)、尾管管串、尾管懸掛器組成的特殊管柱進行的鉆井技術(套管不旋轉)共同特點:鉆進與下套管同步進行(二)套管鉆井工藝技術分類二、套管鉆井技術套管鉆井鉆機二、套管鉆井技術套管鉆井過程套管鉆井尚未解決的技術問題
1、鉆頭泥包2、套管彎曲3、測井二、套管鉆井技術大位移井技術自二十世紀九十年代開始得到了迅速發(fā)展,目前國外已成功地鉆成了上百口大位移井,最大水平位移已超過一萬米。我國南海油田成功地鉆成了四口大位移井,水平位移最大已達8062.7米,其它油田也相繼已鉆成了一批難度相對較小的大位移井,并在油田勘探開發(fā)過程中發(fā)揮了重要作用和取得了十分顯著的效益。三、大位移鉆井技術大位移井是定向井、水平井技術的延伸。是現代鉆井設計、鉆井工藝、井眼軌跡測量、井眼軌道控制、鉆井液、固井和定井等技術的集成。大位移鉆井技術代表了當代最高最新的鉆井技術。是當今世界上最先進鉆井技術的綜合和體現。大位移井一般是指水平位移與垂深之比大于或等于2的定向井。盡管其鉆井技術復雜、風險大、投資高,但對于灘海和極淺海油田,利用陸地平臺實現海油陸采、陸探,可減少平臺建造數量和工程費用投資,具有可觀的經濟效益和社會效益。三、大位移鉆井技術三、大位移鉆井技術大位移井始于20世紀20年代。當時出于經濟上的考慮,在美國加州享延頓海灘從陸上鉆大位移井開發(fā)海上油氣。1984年,澳大利亞巴斯A16井,測量深度5533m,水平位移4597m;當時國內川中48井,測量深度3039m,水平位移1456m,可能是當時國內外最大水平位移的記錄。80年代末,水平井技術促進了大位移井技術的發(fā)展。大位移井國外發(fā)展狀況三、大位移鉆井技術目前大位移井世界紀錄英國BP-Amoco公司在WytchFarm油田鉆成的M-16Z井,水平位移為10728米;井深11278米、世界第二(世界最深油氣井)——旋轉導向鉆井系統(tǒng)PowerDrive,81/2鉆頭打到底?!@井及固井,共123天。1998年創(chuàng)記錄的M11井
打了兩個井眼:M-11Z,井深9688米,然后側鉆打了M-11Y,井深10658米,水平位移達10114米。——水平段的長度達到4900米?!?1/2”套管下到8881米。三、大位移鉆井技術目前水平位移超過10公里的大位移井已有3口:英國WytchFarm油田1998年完成的M11井(水平位移10114米,總井深10658米)和1999年完成的M16井(水平位移10728米,總井深11728米),以及阿根廷1999年完成的CN-1井(水平位移10585米,總井深11184米)。目前完鉆的大位移井具有如下特點:垂深在大約5000英尺時,位移可達10公里;垂深在10000英尺時,位移可達8公里;垂深在15000英尺時,位移可達7公里。而垂深大于15000英尺時,目前世界上僅鉆進了有限數量的定向井。三、大位移鉆井技術1997-2000年期間,利用國家863研究成果,在渤海油田鉆進了六口大位移井。目前我們采用常規(guī)技術可以鉆進位移在4000米以內的大位移井,但要鉆進位移大于4000米的井,對現有鉆井設備、鉆井工具,井眼軌道控制技術都是一個極大的挑戰(zhàn)。同時對高新鉆井技術如隨鉆測井技術、旋轉導向鉆井技術、隨鉆井下工程參數測量技術等需要進行攻關研究。國內大位移井發(fā)展狀況三、大位移鉆井技術南海西江四口大位移井國內大位移井發(fā)展狀況三、大位移鉆井技術四、膨脹管鉆井技術膨脹管被稱為21世紀鉆井完井方面最具革命性的技術。膨脹管:是一種機械膨脹裝置,靠液體壓力推進,通過井下管件,在膨脹錐體或心軸推進的過程中經過冷拔一樣的塑性變形達到擴大管徑的目的。膨脹管技術是近年發(fā)展起來的一項實用鉆井技術。膨脹管技術就是將管柱(包括實體套管和割縫管)下到井底,以機械或液壓的方法,由上到下或由下往上,通過拉力或壓力使管柱發(fā)生永久塑性變形,從而達到擴大井眼或生產管柱內徑的目的。膨脹管技術已廣泛用于鉆井、完井、采油、修井等作業(yè)中
膨脹管技術包括兩種,一種是實體套管膨脹技術,另一種是割縫管膨脹技術。實體套管膨脹后可以用作裸眼井段的鉆井尾管、下套管井段的襯管及膨脹尾管懸掛器;而割縫管膨脹技術與防砂技術結合可用來防砂完井。實體套管直徑膨脹率一般可達10%-30%,而割縫管的直徑膨脹率可達到300%。四、膨脹管鉆井技術四、膨脹管鉆井技術割縫膨脹管四、膨脹管鉆井技術實體膨脹管主要用于:封堵漏失層和高壓水層;封隔破裂帶;修補損壞套管和封堵已射孔套管;取代常規(guī)尾管懸掛器和尾管懸掛器封隔器達到保持井眼尺寸的目的,并提供良好的壓力密封性能;常規(guī)套管的替代產品。割縫膨脹管主要用于:封隔破碎帶;膨脹防砂網作為一種新的完井手段,提高油井產量。在事故井段擴眼或用雙心鉆頭鉆進要求比井徑大1~2英寸(由膨脹管類型決定)事故井段膨脹管所能解決的問題四、膨脹管鉆井技術膨脹管下至目的井深坐至井底事故井段四、膨脹管鉆井技術打平衡水泥塞建議使用纖維水泥(0.5%BWOC纖維)事故井段四、膨脹管鉆井技術注:如果需要,膨脹后可以向地層中擠注水泥漿剪斷銷釘膨脹座好管鞋,錨定每1/2小時膨脹進尺300英尺膨脹鉆壓10,000磅10千磅問題地層四、膨脹管鉆井技術將送入工具提升到水泥柱頂部循環(huán)出多余水泥將送入工具提出井眼事故井段四、膨脹管鉆井技術以原井眼尺寸繼續(xù)鉆進候凝鉆水泥塞和管鞋事故井段四、膨脹管鉆井技術膨
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