水平井射孔参数优化研究与应用

水平井射孔参数优化及产能评价是套管完井水平井工艺设计的重要内容之一。目前常用的水平井产能评价模型由于未考虑井筒压降及完井参数的影响,预测单井产能偏大,同时也无法预测水平井的流入剖面。针对砂岩油藏射孔完井的水平井,应用半解析法,建立了油藏渗流和井筒流动耦合求解的水平井产能评价模型,为射孔参数优化设计提供科学的理论依据。在此基础之上提出了系统的水平井射孔参数优化技术,使油井流入剖面均一,达到水平井段的均匀动用,延缓底水脊进,提高单井采收率的目的。射孔参数优化现场应用效果较好。     

水平井变密度射孔优化设计模型

针对水平井应用过程中容易出现底水脊进、射孔成本过高、射孔易损害套管等问题,基于射孔完井水平井生产流体流动压降分析,研究了油藏流体渗流模型、射孔孔眼流体流动模型、井筒流体流动压力梯度模型以及流动耦合模型,建立了水平井变密度射孔优化设计模型。研究结果表明,通过优化水平井变密度射孔密度分布,可有效地调节水平井生产流体流入剖面,防止底水脊进;变密度射孔可减少射孔的数量,降低射孔成本及射孔对套管的损害程度;初始孔密、原油黏度以及是否射穿污染带等影响变密度射孔孔密分布;初始孔密较大时,射孔密度的变化较大;原油黏度较大时,射孔密度的变化较小;已射穿污染带时射孔密度的变化大于未射穿污染带时射孔密度的变化。同时,初始孔密和原油黏度对井底流压和孔眼压降也有较大的影响。图5参14     

底水油藏水平井射孔最优水平段长度计算方法

在综合研究水平井射孔完井开发的技术经济指标因素基础上，根据资金平衡原理，建立了底水油藏水平井射孔完井的合理水平段长度的优化模型，提出了一种确定水平井射孔完井的合理水平段长度的计算方法。该模型求解后可得到水平井射孔的合理水平井段长度、合理经济开发时间、最优射孔参数和水平井段位置等重要参数，为油田实际生产提供了重要的指导意义。利用该模型开发的水平井射孔完井优化设计软件在油田中取得了较好的应用效果。     

定向射孔技术在疏松砂岩油藏水平井防砂完井工艺中应用效果分析

针对疏松砂岩油藏水平井防砂完井工艺要求，定向射孔技术经过不断研究、试验，先后研制出73型、89型、102型、127型及140等不同类型的外定向和内定向射孔技术，形成了一套完整的技术体系，可以满足不同类型疏松砂岩油藏水平井套管射孔防砂完井工艺需要。该项技术自1994年3月始，截止至2005年6月底，共实施水平井定向射孔防砂完井147井次，施工成功率100％，取得了明显的经济效益和社会效益。该文从水平井定向射孔技术原理、技术进展、技术适应范围及施工工序方面介绍了水平井定向射孔技术现状。该文以疏松砂岩油藏水平井产量为分析基准，从边底水、稠油等油藏定向射孔防砂完井生产资料数据统计方面，分析了水平井定向射孔技术应用效果。并对水平井定向射孔井段长度，运用部分射开水平井产能设计软件进行设计计算，应用生产数据进行统计分析。另外对水平井定向射孔防砂完井底水锥进影响因素，从水平井布孔方式设计及水平井井身轨迹设计等方面进行了探讨。根据理论计算和统计数据分析得出：水平井射孔井段长度应当针对不同油藏的不同地质条件优化设计。水平井井身轨迹、定向射孔布孔方式，应根据油水界面位置优化设计。该文认为必须加强水平井定向射孔技术与不同类型疏松砂岩油藏内在关系研究，加强水平井定向射孔技术与钻井工艺、完井工艺、采油工程等关系的基础理论研究，以达到射孔技术与地质技术、地层评价技术、防砂完井技术和生产采油技术的整合。     

我国水平井完井技术现状与发展建议

经过几十年的发展,我国各种岩性的油气藏都有水平井钻成,且采取的水平井完井方法多种多样。但是,我国的水平井完井技术尚有2个难点,即水平井如何均衡排液并提高开发效益、低渗透砂岩油气藏水平井如何进行多段压裂改造。详细介绍了我国底水油藏延缓和控制底水脊进的技术现状,现有技术有采水采气联合控制水气脊进、射孔井分段控水完井、裸眼井分段控水完井、水平井井下智能找堵水及分层开采完井、水平井均衡排液完井等。其中,均衡排液完井属于系列技术,包括变盲筛比例筛管控水完井、梯级筛管完井、梯级筛管与变盲筛比例筛管复合、中心控压控水完井等。分析介绍了低渗地层水平井分段压裂完井技术现状,该类技术包括水力喷射分段压裂、双卡上提压裂多段技术、分段环空压裂、液体胶塞隔离分段压裂、机械桥塞隔离分段压裂、水平井限流压裂等;研究了水平井分段压裂合理段数的设计,指出:应根据地层特点确定合理的分段压裂段数,以避免因裂缝间距太小相互干扰或因裂缝间距太大造成死油区很大。最后,针对我国水平井完井技术现状,预测了发展趋势,提出了发展建议。      

水平井分段控水完井试油技术

水平井可以增大井筒和油气层之间的接触面积,提供远大于直井的渗流通道,获得更高的产能。底水油藏开发面临的最大问题就是底水的锥进,塔河油田水平井开发已经进入中、高含水阶段,含水上升速度快,严重影响了水平井的开发效益。采用射孔优化技术改变水平井近井筒的流入特性,从而实现流入剖面均一的目的。重点阐述了射孔优化参数优选的原则,结合塔河油田水平井完井现场应用的情况分析,考虑水平井实钻轨迹、测井解释数据、钻井污染等,提出优化射孔方案。调流控水筛管完井主要依靠在高渗带或者井筒的跟端增加附加完井压差以减小生产压差,来平衡整个井筒的实际生产压差,达到控水和治水的目的。揭示了调流控水完井设计的关键技术,分析调流控水各种影响因素,总结塔河油田调流控水完井的应用情况。     

水平井分段完井参数对底水脊进影响

水平井分段完井是目前高效开发底水油藏的唯一手段,在国内外已得到了广泛应用,但就分段完井参数对底水脊进影响的研究却甚少。运用势叠加原理和镜像反应原理导出了水平井分段完井井筒与油藏渗流耦合计算模型,继而再运用物质平衡法建立了水平井分段完井底水突破模型。实例计算与对比表明模型准确度高,继而计算研究了分段完井参数对底水脊进的影响。结果表明：增加打开程度,盲管段的底水突破高度及各生产段的底水突破时间均逐渐增加。移动盲管段位置,盲管段的底水突破高度及时间也相应移动;将盲管段从跟端向趾端移动,靠近跟端的生产段的底水突破时间小幅增加,靠近趾端的则小幅减小。增加打开段数,盲管段的底水突破高度及各生产段的底水突破时间均小幅增加。     

基于正交试验的水平井射孔参数优化设计

目前水平井射孔完井已在国内外各油田取得了广泛的应用,射孔参数的优化是水平井经济、高效生产运行的关键。在建立了基于正交试验的水平井射孔参数优化设计模型的基础上,研究并筛选了影响水平井射孔完井产能的9个主要因素,分析了各因素对水平井产能影响的权重,优化了射孔完井参数方案,为水平井射孔参数优化提供了新的方法和技术支持。     

水平井底水油藏变密度射孔技术优化研究

在水平井的开采实践中,底水油藏底水锥进的出现会使产油量显著下降,控制或延缓底水锥进十分重要。从渗流力学出发,针对水平井水平段的摩阻越到底部越大的实际,采用优化射孔技术,在射孔器材上采用变孔密射孔方案,人为控制水平段生产压差,使水平段从远井地带到近井地带,固定生产压差生产。现场应用表明,该方法对减缓注水上升速度有显著的效果,对油田套管完井水平井的开发有一定的借鉴意义。     

DH井区砂岩油藏水平井提高采收率方法

针对DH井区高渗透、薄层底水、低幅度背斜砂岩油藏的实际特点,对国内外底水油田提高采收率方法进行了调研.研究表明,优化射孔、临界产量与临界压差的控制、水平井技术、人工隔板、加密井、双层完井及油水分采等技术是目前针对底水油田比较常用的提高采收率方法.针对DH井区的实际情况,对优选水平井技术进行了详细的论述.     

水平井分段射孔完井方案优化

针对水平井应用中水气脊进、完井和生产作业成本高、油井产量并非随射孔段长度线性增加等问题，综合考虑影响低渗透油气藏水平井开发效果的各项因素，基于大芦湖油田的地质资料，利用ECLIPSE油藏数值模拟软件，研究了水平井方位、水平生产井段长度和射孔位置、射孔段的长度与射孔段数的组合方案对油田开发指标的影响，进行了水平井分段射孔完井方案优化。研究结果表明，在大芦湖油田沙三段中亚段4^2小层部署1口水平井，将水平井的水平生产井段平均分成5段时，在完井初期采用同时射开趾部和跟部2段、中间3段避射的完井方式，累积采油量及采收率较高，可获得很好的开发效果，同时节约射孔完井和生产作业成本。     

水平井分段完井技术及完井管柱方案

介绍了水平井完井要考虑的储层地质因素及基本原则和国内外典型服务公司水平井选择性完井技术的特点、应用效果及其管柱方案。分析了筛管和套管注水泥组合完井、筛管和管外封隔器组合完井、管外封隔器和滑套组合完井等水平井分段完井技术特点及应用情况、技术难点和解决措施。应用管外封隔器、生产滑套等工具进行水平井分段完井极大地降低了水平井完井成本,不仅实现了水平井的稳产,还可以有效抑制水平井的底水突进现象,控制含水的上升。水平井分段完井应成为今后水平井完井的主要方式。     

辽河油田水平井完井方式适应性分析

为了研究不同类型油藏水平井完井方式的适应性,结合辽河油田不同油藏类型水平井完井技术现状和现场应用情况,分别对巨厚稠油水平井完井结构和注汽效果、严重出砂水平井完井结构和防砂效果及薄层边底水稠油油藏和薄层边底水稀油油藏水平井的完井方式进行了分析和评价,优选出了适用于不同油藏类型水平井的最佳完井方式,对于提高辽河油田水平井开发效果具有十分重要的现实意义,可以作为水平井完井方式选择的参考。     

非均质底水油藏水平井三维物理模拟实验

采用先进的三维可视化物理模拟实验设备,全程跟踪了水平井开采非均质底水油藏时底水的脊进过程,研究了平面非均质底水油藏中水脊的形成与发展机理。研究结果表明,当水平井相邻井段的渗透率级差大于4时,处于低渗透区的水平井段对产能无贡献,渗透率级差对水平井的影响只是相邻井段间的影响,不存在非相邻井段之间的交叉影响,确定了非均质性严重的底水油藏中水平井产能低的真正原因。针对平面非均质油藏,提出了“先高后低、封高补低”的开发策略,并为挖潜剩余油指明方向。非均质底水油藏中底水脊进的过程为倾斜推进-高渗突破-油井见水-沿井扩展-次高突破-分段水淹。平面非均质性沿水平井三段式分布时,水平井的含水率为台阶式上升模式,且台阶数与连续分布的高渗透层段的个数一致。     

多级脉冲射孔技术在海上油田裸眼水平井B-××井中的应用

为确保平湖油田后续油气产量的稳定,以裸眼水平井B-××井为研究对象对油藏的开发效果进行射孔完井设计。通过分析射孔和增效压裂程度对水平井产能的影响,优选了适合该井况的射孔枪、弹架和射孔参数,并对增效火药装药量、装药结构以及施工管柱进行优化设计。在已知井筒能够承受最高压力的情况下,计算出了需要的火药量,提出了一种适合该油田B-××井的多级脉冲射孔方案。现场应用表明,该方法地层压裂效果显著,测试结果超过预期产量,而且安全性能良好,验证了多级脉冲加载压裂技术的优势。该井一次点火成功,为今后裸眼水平井完井射孔参数的优化设计提供了一定的设计依据。     

底水油藏水平井压水脊物理模拟实验

水平井技术是开发底水油藏的一项重要技术.采用电子摄像监视技术与流动测试方法,建立水平井宏观大尺度三维物理模拟装置,观察底水油藏水平井开发动态、水脊脊进过程和压水脊水脊形状变化过程.水脊脊起模式为“井底下方底水脊起—底水脊进到井底—边部抬升,水脊形状变缓”.压水脊后水脊脊顶下降,边部抬升,直至形成新的稳定油水界面.而且压水脊前期水脊下降速度较快.压水脊能够降低底水油藏水平井的含水率,提高产油量和底水油藏的最终采收率.通过相似理论利用综合物理模拟实验直接预测实际油藏水脊动态,结合数值模拟研究和油田现场实际情况,建议实际油田关井压水脊时间为3～5 a.     

疏松砂岩油藏水平井不均匀射孔技术探讨

针对套管固井射孔完井水平井水平生产层段产液剖面动用不均衡、射孔完井费用高等难题,尤其是开采复杂层段无法实现裸眼完井开发的水平井,成功研究并应用了水平井不均匀射孔技术.通过改变水平井段上、下游射孔密度分布,调节总的流动阻力,改善因井筒流动摩阻所造成的水平井段中、底部采出程度偏低的情况,调整产液剖面,实现油层均匀供液,提高水平井开发效果.在优化射孔、减少射孔费用方面取得了很好的效果.     

二连油田水平井射孔技术研究与应用

随着二连油田应用水平井完井规模的扩大,水平井的开发效果和经济效益亟待提高,而射孔作为油田勘探开发中主要完井方式,其工艺需要不断的改进完善。常规传输射孔技术已经不能完全满足水平井射孔完井的要求,需对其进行改进才能顺利完成射孔作业。通过对二连油田近两年的水平井射孔施工进行了归纳分析,为二连油田今后射孔作业提供参考依据。     

特低丰度低渗透薄层水平井投产完井地质方案优化

以大庆外围敖南油田南部的2口水平井投产完井优化研究为例,在建立储层非均质性地质模型的基础上,进行了射孔/压裂完井方案数值模拟,首先研究了射孔/压裂原则,其次进行了射孔/压裂完井数模方案设计,然后进行了经济评价及敏感性分析。最后给出了投产完井原则及设计要点。据此完成了敖南油田26口水平井投产完井地质方案的优化设计。     

低含油饱和度底水油藏水平井开发技术——以高浅北区Ng6、Ng7、Ng9、Ng10小层为例

冀东油田高浅北区Ng6、Ng7、Ng9、Ng10小层是低含油饱和度底水油藏,构造幅度低,油柱高度小,储层疏松,常规定向井不能正常生产。应用水平井和侧钻水平井分三步走能有效开发此类油藏:首先在厚度5 m以上油层顶部"擦头皮"部署油井,避免底水快速脊进;然后在油井高含水时应用水平井化学堵水技术,封堵高水淹井段,迫使底水绕流扩大水驱波及体积;最后当底水全面脊进后时利用CO2吞吐技术,增强原油流动能力,进一步驱替井筒周围残余油。水平井设计是核心,堵水和CO2吞吐为高含水阶段控水增油的保障。