水平井开发技术

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1、汇汇 报报 提提 纲纲 水平井是通过扩大油层泄油面积提高油井产量，提高油水平井是通过扩大油层泄油面积提高油井产量，提高油田开发经济效益的一项开发技术。水平井最早出现于美国，田开发经济效益的一项开发技术。水平井最早出现于美国，但直到八十年代才开始大规模工业化推广应用，到但直到八十年代才开始大规模工业化推广应用，到20002000年全年全世界已完钻水平井世界已完钻水平井2338523385口口，主要分布于美国、加拿大、前苏，主要分布于美国、加拿大、前苏联等联等6969个国家。个国家。水平井发展历程裂缝油藏底水气顶油藏其它油藏53%16%33%3654口口10066口口9665口口我国早在六十年代就

2、在四川碳酸盐岩中尝试打成了磨我国早在六十年代就在四川碳酸盐岩中尝试打成了磨3 3井和巴井和巴2424井（采气）井（采气）2 2口水平井，但限于当时的技术水平，未口水平井，但限于当时的技术水平，未取得应有的效益。直到取得应有的效益。直到19881988年，水平井开发技术才又重新兴年，水平井开发技术才又重新兴起，首先在南海完钻起，首先在南海完钻LH11LH111 16 6水平井，并相继在胜利、新水平井，并相继在胜利、新疆、辽河等油田开展攻关，到疆、辽河等油田开展攻关，到20032003年年1212月，我国共完钻水平月，我国共完钻水平井近井近600600口，其中以胜利油田为主，共完钻口，其中以胜利油

3、田为主，共完钻359359口，占全国水口，占全国水平井总数的平井总数的60%60%。水平井发展历程胜利油区水平井历年投产井数统计情况胜利油区水平井历年投产井数统计情况3 3个转移，个转移，3 3个突破个突破先后在纯先后在纯5656块、桩块、桩1 1块、永块、永1212块、临块、临2 2块等块等1414个高含水个高含水的老油田中实施了水平井整的老油田中实施了水平井整体部署挖潜，取得了显著效体部署挖潜，取得了显著效益。益。先后在营先后在营9393、永、永8 8、辛、辛154154、王王543543等等1717个产能建设区块个产能建设区块上进行了水平井部署。上进行了水平井部署。随着钻井技术尤其是地质

4、导向技术的发展，随着钻井技术尤其是地质导向技术的发展，水平井设计由厚层向薄油层、薄互层转移。水平井设计由厚层向薄油层、薄互层转移。在厚油层水平井筛选阵地越来越少的情况下，在厚油层水平井筛选阵地越来越少的情况下，薄油层水平井的成功为我们打开了一片新领薄油层水平井的成功为我们打开了一片新领域。域。厚层底水块状油藏在进入高含水开采阶段厚层底水块状油藏在进入高含水开采阶段后，无论是构造高部位还是低部位，井间都可后，无论是构造高部位还是低部位，井间都可能存在剩余油富集区能存在剩余油富集区。完井工艺技术上的突破完井工艺技术上的突破由单一的由单一的固井射孔固井射孔完井方完井方式发展成式发展成筛管完井筛管完井

5、方式等适应不同油藏类型和储层方式等适应不同油藏类型和储层的配套完井工艺，具有完善程度高、完井成本低、的配套完井工艺，具有完善程度高、完井成本低、防止油层二次污染、提高水平井产能的优点。防止油层二次污染、提高水平井产能的优点。筛管顶部注水泥完井筛管顶部注水泥完井带封隔器的套管顶部注水泥完井带封隔器的套管顶部注水泥完井带封隔器的筛管顶部注水泥完井带封隔器的筛管顶部注水泥完井油藏水淹严重，油水关系更为复杂油藏水淹严重，油水关系更为复杂水淹油藏水淹油藏水平段较长，水平段穿过多个油层水平段较长，水平段穿过多个油层分段压裂、酸化和采油分段压裂、酸化和采油薄层低渗薄层低渗油藏油藏固井射孔完井固井射孔完井原油

6、粘度大，需要热采原油粘度大，需要热采稠油砂砾稠油砂砾岩油藏岩油藏固井射孔后滤砂管防砂完井固井射孔后滤砂管防砂完井裸眼内滤砂管防砂完井裸眼内滤砂管防砂完井套管内绕丝筛管砾石充填完井套管内绕丝筛管砾石充填完井馆陶组油藏，砂体胶结疏松，易出砂馆陶组油藏，砂体胶结疏松，易出砂预钻孔筛管完井预钻孔筛管完井割缝筛管完井割缝筛管完井沙河街组，胶结程度较好沙河街组，胶结程度较好砂岩油藏砂岩油藏筛管完井筛管完井管外封隔器加筛管完井管外封隔器加筛管完井碳酸盐岩，致密碳酸盐岩，致密裂缝油藏裂缝油藏完井方式完井方式特点特点油藏类型油藏类型不同油藏类型水平井完井方式优选不同油藏类型水平井完井方式优选采油工艺技术上的突破

7、采油工艺技术上的突破 对于分段射孔的长井段水平井或水平段贯穿多油层的水平对于分段射孔的长井段水平井或水平段贯穿多油层的水平井，一段水淹就会影响到整个水平段的生产，应用分段卡封、分段采油工艺技术，可井，一段水淹就会影响到整个水平段的生产，应用分段卡封、分段采油工艺技术，可以有效提高开发效果。以有效提高开发效果。经过经过2020多年的技术攻关和推广应用多年的技术攻关和推广应用配套完善了配套完善了9项水平井开发技术项水平井开发技术编制了地质及钻井轨迹设计软件编制了地质及钻井轨迹设计软件建立了跟踪分析系统建立了跟踪分析系统基本实现了水平井地质设计、钻井轨迹设计、基本实现了水平井地质设计、钻井轨迹设计、

8、完井采油、跟踪分析的计算机化，为水平井的发展完井采油、跟踪分析的计算机化，为水平井的发展提供了良好的技术支撑。提供了良好的技术支撑。日产油高日产油高2-52-5倍倍含水降低含水降低30-60%30-60%增加可采储量增加可采储量2-32-3倍倍直直井井直直井井1万吨万吨水平水平井井水平水平井井直直井井水平水平井井钻井费用钻井费用1.5-21.5-2倍倍直直井井水平水平井井水平井与同期调整井或周围直井相比水平井与同期调整井或周围直井相比水平井具有单水平井具有单井产量高、回收投资快、提高采收率、井产量高、回收投资快、提高采收率、改善开发效果改善开发效果的明显优势。的明显优势。胜利油区水平井胜利油区

9、水平井1、油藏类型众多2、新老区兼顾3、单井挖潜、整体部署并举水平井水平井直井直井缝、洞缝、洞裂缝性油藏裂缝性油藏不规则油气藏不规则油气藏地层不整合油藏地层不整合油藏气顶、底水油藏气顶、底水油藏低渗油藏低渗油藏薄层、薄互层油藏薄层、薄互层油藏重油或稠油油藏重油或稠油油藏正韵律厚层油藏正韵律厚层油藏分支水平井分支水平井侧钻水平井侧钻水平井常规水平井常规水平井大位移水平井大位移水平井径向（超短半径）水平井径向（超短半径）水平井阶梯式水平井阶梯式水平井汇汇 报报 提提 纲纲在完钻投产的在完钻投产的359359口口(截止截止20032003年底）水平井中，年底）水平井中，稠油油稠油油藏藏8686口口，

10、裂缝性油藏，裂缝性油藏2828口，边底水断块油藏口，边底水断块油藏165165口，其它类型口，其它类型油藏（低渗透、整装、地层不整合、薄层薄互层、厚层正韵律油藏（低渗透、整装、地层不整合、薄层薄互层、厚层正韵律等油藏）等油藏）8080口。口。不同类型油藏水平井情况统计表不同类型油藏水平井情况统计表截止截止20042004年底，在完钻投产的年底，在完钻投产的433433口水平井中，口水平井中，稠油油藏稠油油藏9696口口，占胜利油区完钻投产水平井的，占胜利油区完钻投产水平井的22%22%。截止截止20052005年年5 5月月1212日日，在完钻投产的水平井中，稠油油藏，在完钻投产的水平井中，稠

11、油油藏达到达到102102口口，突破了稠油热采油藏水平井地质油藏突破了稠油热采油藏水平井地质油藏工程设计工程设计100100口大关口大关！汇汇 报报 提提 纲纲裂缝性油藏裂缝性油藏稠油砂砾岩油藏稠油砂砾岩油藏油藏特点油藏特点水平井开发技术水平井开发技术生产特征及效果分析生产特征及效果分析稠稠 油油 砂砂 砾砾 岩岩 油油 藏藏 “八五八五”期间，针对稠油油藏开展了期间，针对稠油油藏开展了“水平井水平井开采技术开采技术”攻关，并且形成了一套从适应性分析攻关，并且形成了一套从适应性分析到热采水平井方案设计的成熟技术。尤其是通过到热采水平井方案设计的成熟技术。尤其是通过数值模拟研究，对该类油藏中热采

12、水平井的长度、数值模拟研究，对该类油藏中热采水平井的长度、位置、射孔、注采参数等进行了优化设计。在乐位置、射孔、注采参数等进行了优化设计。在乐安油田取得了明显的开发效果。安油田取得了明显的开发效果。稠稠 油油 砂砂 砾砾 岩岩 油油 藏藏 在乐安油田草在乐安油田草2020块、草南、单家寺、孤岛等块、草南、单家寺、孤岛等8 8个油田和区个油田和区块共完钻投产水平井块共完钻投产水平井8686口，累积产油口，累积产油93.6 93.6 10104 4t t。其中。其中乐安乐安油田共完钻投产热采水平井油田共完钻投产热采水平井6767口。口。稠稠 油油 砂砂 砾砾 岩岩 油油 藏藏(1)(1)、原油粘度

13、、原油粘度乐安油田不同粘度区块水平井第一周期开发指标乐安油田不同粘度区块水平井第一周期开发指标稠稠 油油 砂砂 砾砾 岩岩 油油 藏藏 数模结果：水平段长度和原油粘度不变时，随着油层厚度数模结果：水平段长度和原油粘度不变时，随着油层厚度在一定范围内增加，吞吐效果好（供油体积增加，储热能力在一定范围内增加，吞吐效果好（供油体积增加，储热能力增强，热利用率高）；但当油层增加到一定厚度（增强，热利用率高）；但当油层增加到一定厚度（20m20m）时，）时，再增加厚度对改善吞吐效果的影响变小。再增加厚度对改善吞吐效果的影响变小。(2)(2)、油层厚度、油层厚度(3)(3)、水平段位置、水平段位置乐安稠油

14、油藏数模表明水平段位于距顶乐安稠油油藏数模表明水平段位于距顶2/32/3处，处，热损失最小，峰值产量及采收率最高。热损失最小，峰值产量及采收率最高。(4)(4)、水平段长度、水平段长度0 00.20.20.40.40.60.60.80.81 11.21.21.41.470701301301951952862862902900 0101020203030404050506060周期采油量周期采油量周期油汽比周期油汽比每米注汽量每米注汽量稠稠 油油 砂砂 砾砾 岩岩 油油 藏藏在目前注汽条件下，稠油油藏水平井段最佳长度为在目前注汽条件下，稠油油藏水平井段最佳长度为150-200m150-200m(

15、5)(5)、注采参数、注采参数周期注汽量：周期注汽量：4000t4000t注汽速度：注汽速度：20t/h 20t/h 蒸汽干度：蒸汽干度：70%70%焖井时间：焖井时间：4-6d4-6d 最大排液量：最大排液量：200t/d200t/d汇汇 报报 提提 纲纲裂缝性油藏裂缝性油藏稠油砂砾岩油藏稠油砂砾岩油藏油藏特点油藏特点水平井开发技术水平井开发技术生产特征及效果分析生产特征及效果分析3、油藏的产能受裂缝发育程度控制、油藏的产能受裂缝发育程度控制1、储集空间变化大、潜山顶面预测难度大、储集空间变化大、潜山顶面预测难度大2、裂缝发育在平面和纵向上非均质性严重、裂缝发育在平面和纵向上非均质性严重主要

16、采用的技术：裂缝描述及储层预测技术主要采用的技术：裂缝描述及储层预测技术水平井目的：多穿裂缝，提高产能水平井目的：多穿裂缝，提高产能裂裂 缝缝 性性 油油 藏藏2 2）利用地层倾角测井、成像测井等多种测井信息综合研）利用地层倾角测井、成像测井等多种测井信息综合研究裂缝方向究裂缝方向成像测井成像测井裂裂 缝缝 性性 油油 藏藏1 1）利用地应力研究方法确定主裂缝分布方向，这是目前利用地应力研究方法确定主裂缝分布方向，这是目前常用的定性研究裂缝方向的方法；常用的定性研究裂缝方向的方法；3 3）利用相干分析的方法对地震信息进行处理，）利用相干分析的方法对地震信息进行处理，研究裂缝发育集中带。研究裂缝

17、发育集中带。通过上述研究，比较准确地把握裂缝分布规律，为通过上述研究，比较准确地把握裂缝分布规律，为水平井设计奠定良好的基础。水平井设计奠定良好的基础。裂裂 缝缝 性性 油油 藏藏 水平井延伸方水平井延伸方向应尽量与裂缝向应尽量与裂缝方向垂直方向垂直，这样，这样才能保证水平井才能保证水平井穿遇更多的裂缝，穿遇更多的裂缝，提高水平井的生提高水平井的生产能力。产能力。裂裂 缝缝 性性 油油 藏藏 由于该类油藏储集空间存在严重的非均质性，因此由于该类油藏储集空间存在严重的非均质性，因此为了增加储层纵向上的控制程度为了增加储层纵向上的控制程度,水平井井身轨迹一般水平井井身轨迹一般采用具有一定弧度的弓形

18、轨迹采用具有一定弧度的弓形轨迹.水平井水平井直井直井缝、洞缝、洞裂裂 缝缝 性性 油油 藏藏草古草古100-100-平平 井井身轨迹剖面图井井身轨迹剖面图(400m)(400m)A：845mB：875mC：868m裂裂 缝缝 性性 油油 藏藏汇汇 报报 提提 纲纲1 1、分支水平井和大位移水平井分支水平井和大位移水平井大位移水平井大位移水平井分支水平井分支水平井 国外出砂油藏的水平井大都国外出砂油藏的水平井大都采用砾石充填防砂，具有防砂效采用砾石充填防砂，具有防砂效果好、工作寿命长等优点，。果好、工作寿命长等优点，。目前正在进行水平井套管内目前正在进行水平井套管内砾石充填技术的关键工艺和器材砾

19、石充填技术的关键工艺和器材的攻关。的攻关。在已投产的水平井中，已有部分井由于底在已投产的水平井中，已有部分井由于底水脊进、边水侵入而高含水，研究适合水平井水脊进、边水侵入而高含水，研究适合水平井的卡堵水工艺和配套技术，进一步提高水平井的卡堵水工艺和配套技术，进一步提高水平井生产寿命。生产寿命。主要攻关方向：主要攻关方向：（1 1）优选电测找水方法，分析高含水原因）优选电测找水方法，分析高含水原因（2 2）开展水平井卡堵水工艺管柱研究）开展水平井卡堵水工艺管柱研究（3 3）进行堵水工艺研究，并研制相应的堵剂）进行堵水工艺研究，并研制相应的堵剂主要攻关方向主要攻关方向:（1 1）开展水平井压裂酸化

20、工艺管柱及配套工具研究）开展水平井压裂酸化工艺管柱及配套工具研究（2 2）优化水平井压裂酸化施工工艺、施工参数）优化水平井压裂酸化施工工艺、施工参数（3 3）研制适合水平井压裂酸化的携砂液、支撑剂）研制适合水平井压裂酸化的携砂液、支撑剂“水平井开发技术是实现少井水平井开发技术是实现少井高产、提高采收率，加快资金回收的高产、提高采收率，加快资金回收的有效途径，可以预期，水平井技术在有效途径，可以预期，水平井技术在贯彻落实稳定东部、发展西部的战略贯彻落实稳定东部、发展西部的战略方针中必将发挥越来越重要的作用。方针中必将发挥越来越重要的作用。”不断完善水平井开发技术的基础上，实现不断完善水平井开发技术的基础上，实现水平井技术的水平井技术的“定量化、多元化、规模化定量化、多元化、规模化”。“十五十五”期间，每年投产水平井期间，每年投产水平井50506060口，年产能力达到口，年产能力达到100100万吨。万吨。规模化规模化多元化多元化由单一的水平井采油向分枝井、多底井由单一的水平井采油向分枝井、多底井以及水平井注水等多元化发展；以及水平井注水等多元化发展；定量化定量化剩余油、水锥半径大小、水驱前缘位置剩余油、水锥半径大小、水驱前缘位置定量化；定量化；