致密油非常规技术开发技术实践及认识.ppt
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致密油非常规致密油非常规开发技术实践及认识开发技术实践及认识胜利油田胜利油田20132013年开发技术座谈会年开发技术座谈会胜利油田分公司非常规项目部胜利油田分公司非常规项目部胜利油田分公司非常规项目部胜利油田分公司非常规项目部2013201320132013年年年年2222月月月月目录一、致密油储层特点二、非常规设计优化技术三、非常规优快钻井技术四、非常规压裂完井技术五、非常规现场实施效果六、几点认识胜利油田致密油包括浊积岩、滩坝砂和砂砾岩,探明地质储量2.5亿吨,其中滩坝砂占60%。
“十二五”期间新增探明储量中近70%为深层致密油储量。
具有“深”、“细”、“薄”、“贫”、“散”特点。
(一)致密油储层特点
(一)致密油储层特点u深深埋深埋深3500m3500m储量占储量占51%51%u细细喉道中值半径一般喉道中值半径一般0.4m0.4mu薄薄油层平均单层厚度油层平均单层厚度1.5m1.5mu贫贫丰度丰度5050101044t/kmt/km22储量占储量占55%55%u散散含油井段跨度含油井段跨度50m50m储量占储量占86%86%
(二)浊积岩特点及工程难点主力层突出,油层井段集中,厚度较大;部分砂体下部有水层,部分有泥岩夹层。
裸眼完井长水平段,井眼质量要求高;套管完井储层易污染,长水平段固井质量难以保障。
裸眼完井工具下入难度大,加砂规模受限;套管完井作业时间长,压裂液返排困难。
义义173-1173-1樊樊154154油层水层厚度10mSPCOND10m-27009砂组油层厚度16m99砂砂组组3030mm特特点点钻井难点钻井难点压裂难点压裂难点(三)砂砾岩特点及工程难点跨度大,油干互层,成层性差,横向变化大,砾石分布无规律。
砾石分布规律性差,钻头选型难度大,机械钻速低、可钻性差。
纵向无明显遮挡层,应力差小,裂缝高度难以控制,难以形成有效缝长;砾石含量高且无规律,裂缝形态复杂。
砂砾岩扩展试验显示绕流特征盐22-2(从一砂组至四砂组砾岩含量及粒径呈增加趋势)800m特特点点钻井难点钻井难点压裂难点压裂难点(四)滩坝砂特点及工程难点砂泥薄互、砂体厚度薄、分布零散、跨度大、丰度低。
井壁稳定性差,钻井安全风险大;井眼不规则,固井质量难以保障。
砂泥岩可压性差异大,裂缝形态复杂;裂缝在泥岩中的导流能力差,实现纵向多层沟通难度大。
滨滨444444砂泥薄互,裂缝形态复杂特特点点钻井难点钻井难点压裂难点压裂难点胜利油田资源特点决定了无法直接照搬国外经验和技术,需针对性配套技术、探索会战规律、形成运行管理模式。
u会战目标:
分类部署,分层次推进;加快致密油,实现规模建产;突破页岩油气,形成配套技术系列。
u会战思路:
边引进学习,边应用提升,边自主研发。
经过一年多“以我为主、适当借用外脑”的攻关,实现了油藏、钻井、压裂、投产全过程自主技术服务。
目录一、致密油储层特点二、非常规井设计优化技术三、非常规井优快钻井技术四、非常规井压裂完井技术五、非常规现场实施效果六、几点认识以提高单井经济可采储量为目标,实现地质、钻井、压裂、生产一体化优化,注重施工单位设计伊始全程介入。
油藏地质设计钻井地质设计钻井工程设计压裂完井及投产设计常规井非常规井常规单向接力式设计各专业多向优化设计完井压裂压裂完井设计油藏地质设计钻井工程设计返排投产设计钻井地质设计不同水平段长度累产油量计算滩坝砂浊积岩开展致密油水平井渗流规律研究,优化确定水平段长度1400m、裂缝间距100m、井距300-350m时可实现有效动用。
超过1400m增幅明显变缓不同裂缝间距累产油量计算2.8r2.4r2.0r1.6r1.2r0.8r小于2倍极限流动半径后增幅明显下降
(一)优化井距、水平段长度及裂缝间距,实现有效动用903045600裂缝几何形态裂缝几何形态最小主应力方向最小主应力方向夹角夹角00夹角夹角3030夹角夹角4545夹角夹角6060夹角夹角90903045600水平主应力差10MPa:
水平井眼与最小主应力夹角30度,可形成横切缝,实现改造体积最大化。
水平主应力差4MPa:
水平井眼与最小主应力夹角30度,可形成横切缝,应力差低,裂缝形态更复杂。
采用人工岩心,开展物模试验,指导水平井轨道位置及压裂方案优化。
(二)优化轨道平面、纵向位置,提高储量动用程度u致密砂岩水平井裸眼完井水力裂缝扩展规律研究三种情况排量m3/min隔层厚度m储隔层应力差MPa加砂量m3效果14-6530可实现上下多层沟通2107-1050可实现上下多层沟通36-810750难以上下多层突破裂缝纵向扩展影响因素分析裂缝纵向扩展影响因素分析u致密砂岩岩石可压性评价开展40组三轴岩石力学参数试验,分析已压裂的25口井(滩坝砂)裂缝展布的影响因素,认为隔层与油层应力差大于7MPa或隔层厚度大于10米,纵向有效沟通难度大。
(二)优化轨道平面、纵向位置,提高储量动用程度根据裂缝展布规律研究及岩石可压性评价,轨道平面上要垂直最大主应力方向;纵向上要实现多个小层沟通,避免压开水层,并利于缝长延伸。
1号号砂砂体体2号号砂砂体体樊樊154-7井测井图井测井图距油顶距油顶4m感应感应电阻电阻自然电位自然电位微电极微电极(加砂(加砂29t,排量,排量3.8m3/min)2716273627162736缝长缝长58.83m缝长缝长74.39m缝高缝高36.2m缝高缝高29.57m274827632748距底距底4m压裂模拟图压裂模拟图距顶距顶4m压裂模拟图压裂模拟图隔层隔层樊154-平1井井身轨迹设计在距顶4米处最好,避免压开水层。
u轨道平面及纵向位置优化
(二)优化轨道平面、纵向位置,提高储量动用程度树立梯形靶盒和两级控靶理念,钻进时强调中靶,但不要求时时追轨迹,放宽纵向及平面限制,在满足油藏要求的同时,降低钻井施工难度。
樊154-平2井经一体化优化由9个目标靶点变为3个目标靶点,满足了钻完井技术要求。
33个靶点水平段井斜变化图个靶点水平段井斜变化图99靶点水平段井斜变化图靶点水平段井斜变化图两级控靶理念两级控靶理念非常规水平井梯形靶框非常规水平井梯形靶框梯形靶盒理念梯形靶盒理念常规水平井矩形靶框常规水平井矩形靶框B靶点:
2m10mA靶点:
2m10mA靶点:
2.5m10mB靶点:
5m20m樊154-平2井完钻水平段长2015米,创中石化小井眼水平井水平段最长纪录。
3月1日分20段压裂,创国内陆相砂岩油井分段数最多记录。
(三)优化钻井轨道,满足完井需求p目标靶点超过3个不设计。
p水平段上倾井眼轨道不设计。
p油藏与工程、设计与施工人员意见不统一不设计。
三个不设计原则三个不设计原则三项控制指标要求三项控制指标要求裸眼完井套管完井造斜段全角变化率小于20/100m水平段全角变化率小于10/100m,井眼轨迹圆滑,满足管柱安全下入水平段井径扩大率小于5%小于15%为保证完井管柱串的顺利下入,针对非常规井轨道设计提出了“三不设计”原则和井身质量三项控制指标。
(三)优化钻井轨道,满足完井需求u滑套位置:
选择储层物性好的部位。
u封隔器位置:
井径扩大率5%、连续稳定井段10m以上。
29602895289530023002311031103225322533333333343534353502350236273627372372553815381539153915滑套3360347335553675377538603960317532752855307540104010井井径径in伽伽玛玛封隔器樊樊154-平平1井封隔器位置优化结果井封隔器位置优化结果(四)优化滑套及卡封位置,实现多段均衡改造(五)优化压裂参数,提升改造效果小型压裂测试:
分析储层滤失、压裂液效率,优选排量及泵注程序;优化缝长、导流能力:
支撑半缝长120-130米,导流能力20-40达西.厘米;n根据各级球座直径差异,为保证工具性能,排量控制在3.8-4.9m3/min。
n进行小型压裂分析,压裂液效率为22%,滤失大,将前置液比例由46%提高至60%。
小型压裂曲线樊154-平1井压裂参数优化(六)优化生产制度,提高稳产效果结合系统试井及动态跟踪,划分水平井结合系统试井及动态跟踪,划分水平井55个流动阶段,指导了多级压裂水个流动阶段,指导了多级压裂水平井合理工作制度选取。
平井合理工作制度选取。
双线性流(反排期)线性流(自喷期)大油嘴放喷,快速返排压裂液,减少储层污染。
小油嘴稳产,延长自喷期,减少近井渗透率损失裂缝拟径向流(转抽初期)+系统拟径向流泵抽稳产,实现均衡动用,提高采收率。
樊樊154-162154-162块长井段多级压裂水平井合理工作制度推荐表块长井段多级压裂水平井合理工作制度推荐表(六)优化生产制度,提高稳产效果排液阶段:
油嘴5-7mm,生产压差6-7MPa自喷稳产:
油嘴3.0mm,生产压差4MPa转抽阶段:
生产压差3MPa非常规水平井压后生产分为三个阶段目录一、致密油储层特点二、非常规井设计优化技术三、非常规井优快钻井技术四、非常规井压裂完井技术五、非常规现场实施效果六、几点认识u针对浊积岩、滩坝砂、页岩,形成铝胺钻井液、高混油比水基钻井液和油基钻井液等三种体系,并形成了非常规钻井液技术规范。
(一)钻井液铝胺钻井液体系单层浊积岩高混油比钻井液体系砂泥间互浊积岩樊154-樊116等区块应用21口义123-173、滨435区块应用12口储集层类型现场应用钻井液类型携岩能力、润滑防膨、封堵、润滑柴油基及白油基钻井液体系页岩渤页平1、平2及梁页1HF等4口防膨、井壁稳定油基泥浆重复利用技术应用。
在渤页平1、渤页平2井、梁页1HF和义173-5HF等4井应用。
目前属于国内独有。
油基钻井液循环利用处理装置油基钻屑随钻处理装置梁页1HF井利用渤页平2井回收油基泥浆占全井38.6%,且回收率达到65%。
相同用量下白油基再次利用成本低于柴油基钻井液。
通过对渤页平2井含油钻屑处理,钻屑含油量小于3%,达到一级环保排放标准。
(一)钻井液井段难点设计特点推荐型号直井段馆陶底部砾石,蹩跳严重加装复合齿、四刀翼P4362MC斜井段砂砾岩互层,定向钻进钻速低异形切削齿、四刀翼,稳定性端面、五刀翼P5352MP5312MD水平段地层研磨性强,钻头磨损严重排切削结构、大排屑槽、进口复合片P5235M浊积岩不同井段浊积岩不同井段PDCPDC钻头推荐表钻头推荐表樊116-2HF单只钻头进尺1585m,创胜利油田非常规井单只钻头完成定向、水平段新纪录。
优选钻头材料、优化刀翼布局和流道设计,形成适用于致密砂岩的PDC钻头,提高钻速,目前已成功应用89只。
(二)优选钻头u近钻头测量技术:
研发的近钻头测量仪,测斜另长由常规的17米缩短至0.6米,提高了轨迹控制精度和地层识别能力,在营691-1HF井试验成功,与LWD相比提前15米伽玛异常显示,识别储层。
对应同一钻头深度15米15米近钻头伽马测量点(0.6m)钻头位置3145m通常的伽马测量位置(15-17m)营营691-1HF691-1HF井常规井常规LWDLWD实时曲线实时曲线营营691-1HF691-1HF井近钻头测量实时曲线井近钻头测量实时曲线(三)优化测控技术u水平段钻具组合优化:
针对长水平段摩阻大、轨迹调整难度大等问题,开展钻具组合力学分析,优化双扶正器尺寸,提高复合钻进比例,由85%提高至94%,实现水平段单趟钻进尺最大化。
樊154-平4井单趟钻平均进尺达476米,提速效果明显。
动力钻具弯点动力钻具弯点扶正块扶正块欠尺寸扶正器欠尺寸扶正器优化动力钻具本体扶正块尺寸(比常规小12mm),配套147mm欠尺寸扶正器,钻压30-40KN,稳斜效果最好。
(三)优化测控技术针对长水平井段固井质量差、影响压裂效果的问题,研究形成液压膨胀扶正器、塑性膨胀水泥、高效驱油前置液体系等关键技术,在樊116、滨173等区块实施5口水平井,水平段固井质量明显提高。
盐227-1HF井水平段采用塑性微膨胀水泥体系、液压膨胀扶正器,第一界面固井质量全优。
(四)水平井固井技术盐盐22
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- 致密 常规 技术开发 技术 实践 认识