中国低渗透油气田关键技术现状

中国低渗透油气田关键技术现状

2014-04-28 石油观察

文|唐波 等 中国石化胜利石油管理局钻井工艺研究院

在我国剩余石油储量、探明天然气地质储量中，低渗透油气资源量大于50% ，低渗透油气产能建设规模占其总量的70%，低渗透油气资源已成为主要勘探开发对象。尽管我国低渗透油气藏的储量巨大、资源丰富，但总体来说开发效果并不理想，国外大公司低渗透油气田的采收率平均为35 .8% ，国内低渗透油气田的平均采收率仅为23.3%，比国外低12 .5% 。我国低渗透油气田之所以动用程度差、采收率低，主要是由于我国低渗透油气藏普遍埋藏较深、地质条件复杂、开发难度较大，存在多项开发矛盾和问题，影响了开发效果。

低渗透油气藏的经济开发及钻井技术存在5个方面技术难点：① 缺乏配套的储层描述和优化设计技术；② 钻井技术手段相对单一，制约了整体开发效果；

③ 井眼轨迹控制和有效钻穿储层难度大；④ 储层孔喉细小，压敏、水敏强，储层保护难度大；⑤ 完井方式单一，缺乏完井整体优化设计技术及完井系列。 国内外针对低渗透油气藏提高采收率技术进行了大量的探索和实践，但研究程度远远落后于中高渗透砂岩油气藏，主要集中在对低渗透油气藏基本地质特征的描述、增加产能和提高开发效率等基础研究方面，以及在低渗透油气田的钻井优化设计技术、增加泄流面积技术、储层保护技术及完井技术等高效开发技术方面还不成熟，急需完善配套，制约了低压低渗透油气藏的经济有效开发。

1、钻井优化设计技术

在国外，低渗透油气藏埋藏深、地应力和裂缝分布复杂、存在启动压力梯度、岩性剖面和压力剖面预测技术不成熟，致使产能预测和钻井设计难度大。如何高效开发低渗透油气藏，尤其是在复杂结构井适应性评价技术、地质优化设计及产能预测技术、井身结构与井眼轨道优化技术等方面，已经做了大量的研究工作，形成了低渗透油气藏钻井优化设计技术。

在国内，针对低渗透油气藏基本地质特征的描述、增加产能和保护储层等方面的研究比较多，重点开展了考虑低渗透油藏特征的地质优化设计和钻井优化设计相关技术的研究。合理高效的复杂结构井优化设计能够最大程度控制储量、增大采出量、控制投资、降低风险，实现经济效益最大化。针对胜利油田低渗透砂岩油藏、四川西部和鄂尔多斯大牛地低渗透致密气区等试验区块的地质特点，开展了复杂结构井适应性评价方法、产能预测技术、地质优化设计和井身结构与井眼轨道优化设计技术研究，为开发（调整）方案的确定、井型的选择、井位和定向井轨道的优化设计、钻井方式以及钻井液流体类型的优选提供基础依据。

现已初步形成低渗透油气藏复杂结构井适应性评价方法、复杂结构井优化设计及产能评价技术和井身结构与井眼轨迹优化设计技术等3 项配套技术，在低渗油气藏压裂水平井地质优化设计、地层孔隙压力预测方法和三维空间多点约束条件下的轨道优化设计技术获得突破进展。同时，建立了低渗透油气藏复杂结构井筛选规范和地质优化设计规范。研发了具有自主知识产权的低渗透油气藏钻井优化设计配套软件。

在胜利油田低渗透砂岩油藏、四川西部和鄂尔多斯大牛地气区的13 个低渗透区块共设计41 口复杂结构井，实施28口，覆盖低渗透油、气藏地质储量1300万 t和2800亿m3 ，产量达到同类油气藏中直井的2～5倍，实现了低渗透储量的有效动用和高效开发。

2、增加泄流面积钻井技术

2 .1 高级别分支井钻井技术

自20 世纪90 年代始，国外一些公司开始致力于分支井钻井技术的研究，相继开发出系列分支井井下专用工具。最具代表性的是BakerHughes 和Schlumberger的分支井技术，已经发展到六级完井水平。

国内辽河油田、胜利油田等开展了分支井技术的研究并完成了多口井的现场试验。近年来也开展了五级分支井系统研制和现场应用，成功研制了具有完整机械支撑、液力密封和选择性再进入功能的五级分支井眼系统，形成了高级别分支井钻完井工艺技术规程。在胜利油田的坨142-支平1 井进行了五级分支井的现场试验，验证了高级别分支井技术方案的可行性，同时也验证了研制的五级分支井系统和开窗系统能够满足分支井现场应用的需要。

河3-支平1 井悬挂封隔器回接密封短节压力验封成功，标志国内陆上第一口达到国际五级完井水平的分支水平井诞生，该井第一分支完井深2489 m ，垂深2116.21 m ，水平位移472 .26m ；第二分支完钻井深2400 m ，垂深2067 .80 m ，水平位移476 .77 m 。实现了分支井眼连接处机械支撑的完整性、液力密封性能和井眼的选择性再进入功能，为低渗透油气田高效开发提供了技术支持。

2 .2 径向水平井钻井技术

目前钻井工程推出了用水力方法钻超短半径水平井技术，YPF S .A 公司采用碬19 .05 mm 磨铣钻头在套管上钻孔，起出钻头后再下入碬12 .7 mm 连续管喷射进入地层，应用的最大井深达到了3800m ，每个层位90°相位钻出了4个分支井眼，最大分支井眼长度达100 m 、孔径约50mm ，该技术在阿根廷实施了22 口井，增产效果非常显著。

在国内，利用水力方法钻超短半径水平井技术在辽河、吉林、江苏、南阳等油田施工了近10口井，水平进入地层只达到20 m 。近年来，针对该项技术开展了大量的研究，成功研发了一种包括转向器、柔性轴、磨铣钻头等零部件的新型径向钻孔深穿透装置，研制了适用于磨料射流和清水射流破岩的新型高效喷嘴；开展了地面联机试验，验证了该装置的可行性。在胜利油田金17-1 井进行了径向水平井眼的现场应用，分别在井深864.8m 和861.5 m 的2个层位钻出了1 个孔深20 m 和3 个孔深50 m 的水平井眼，为我国低渗透油气田高效开发提供了新的钻井技术。

2 .3 鱼骨状分支井钻井技术

鱼骨状分支井钻井技术是一种利用分支井钻井技术提高稠油油井、致密低渗透油井单井采收率的钻井新技术，该技术可以根据油藏条件设计井眼并进行井眼的空间分布，以有效增加油层的裸露面积，提高油层的开采动用程度，最终达到提高采收率的目的，它与采用射孔完井和水力压裂增产的常规直井相比具有不可替代的优越性。国外油气开发商大力开展了相关钻探技术的研究攻关，美国及西方国家的分支井技术在20世纪90 年代得到了迅速发展，其鱼骨状分支井设计技术、钻井工艺技术、完井及采油配套技术，相关配套工具、仪器的水平日臻完善，鱼骨状分支井储层累计进尺超过12000m 。

近几年，鱼骨状分支井在国内部分油气田得到了较大范围的应用，如南海西部、冀东、渤海、大港、辽河、胜利等油气田分别进行了鱼骨状分支井的现场试验，形成了包括工程设计、井眼轨迹控制、储层保护液的鱼骨状分支井钻井配套技术。胜利油田已实施了10口井，累计产油24万 t 、累计产气2693万 m3 ，实现在低渗透区块利用鱼骨状水平井开发低渗透油气藏的重大突破，埕北326A-支平1 井创造了中国石化鱼骨状分支井垂深最深（3 356 .10 m）的纪录。

2 .4 随钻测量技术

为了满足特殊钻井施工的需要，国外各大公司相继开发出了可进行高温高压条件下的随钻测量仪器，最高可在175 ℃ 的高温环境下可靠地测量定向参数，耐压高达150 MPa 。近年来，国内研制了适应深层高温井钻探的抗高温高压MWD 无线随钻测量仪器，其工作温度可达150 ℃ ，耐压可达150 MPa ，填补了国内空白，并完成了新疆、四川地区等多口高温井的应用，其中新疆TP7-2CH 井的定向施工作业，创下了国产MWD 仪器应用最高温度148 ℃ 的纪录，其测量精度 …… 此处隐藏：5404字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……