水平井完井及開采配套技術(shù)

朱曉亮

遼河油田鉆采工藝研究院 遼寧盤錦 124010

我國石油資源較為豐富，但長期的石油開發(fā)也使得某些油田出現(xiàn)儲存層淹水狀況，關(guān)于油田性能的提升、油田穩(wěn)定增產(chǎn)的研究成為油田建設(shè)發(fā)展關(guān)注的兩大目標(biāo)，也是亟待解決的迫切問題。

1 頁巖氣水平井完井及壓裂方式的選擇

1.1 與水平井完井相適應(yīng)的壓裂方式

水平井作為一種特殊井，它的井斜角接近90 度，采用壓裂技術(shù)對此類井段進(jìn)行完井的過程中，必須保證壓裂方式與完井方式之間具有良好的適應(yīng)性，否則可能會對完井效果造成影響。鑒于此，在應(yīng)用壓裂技術(shù)對水平井進(jìn)行完井時，需要對壓裂方式進(jìn)行合理選擇，這是確保完井質(zhì)量的前提。現(xiàn)階段，頁巖氣水平井段較為常用的完井方式有兩種，分別為套管完井和裸眼完井[1]。

（1）與套管完井方式相適應(yīng)的壓裂方式為泵送橋塞，這種壓裂方式的特點(diǎn)如下：對裂縫的初始點(diǎn)具有良好的控制效果，可以保證井眼的穩(wěn)定性，對于生產(chǎn)測井非常有利，成熟度比較高、風(fēng)險相對較低，不足之處在于等待時間長。

（2）與裸眼方式相適應(yīng)的壓裂方式為封隔器加滑套，該方式的特點(diǎn)體現(xiàn)在如下幾個方面：能夠節(jié)約作業(yè)時間，且作業(yè)過程中不需要進(jìn)行固井，井壁上存在的自然裂縫均不會遭到破壞。實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，該方式的缺點(diǎn)較多，比如井壁的穩(wěn)定性比較差，容易出現(xiàn)坍塌，完井的復(fù)雜程度較高，無法對裂縫的位置進(jìn)行精確控制，一旦出現(xiàn)砂堵，很難處理。由上述分析不難看出，泵送橋塞分段壓裂方式的優(yōu)點(diǎn)更多、缺點(diǎn)更少，因此，可將該壓裂方式作為頁巖氣水平井完井方式的首選。

1.2 泵送橋塞分段壓裂

在頁巖氣水平井完井作業(yè)中，最為適宜的壓裂方式為泵送橋塞，該壓裂方式的具體工藝流程如下：第一段采用油管傳輸射孔，將射孔槍連接到油管柱的下部，送入井下預(yù)定深度后，通過調(diào)整油管的深度，使射孔槍對準(zhǔn)射孔層位后打出射孔彈，從環(huán)形空間完成第一段壓裂；隨后使用凝膠對井筒進(jìn)行沖洗，借助液體泵將橋塞工具送入井內(nèi)；引爆座封橋塞，借此來使橋塞與射孔槍相分離，同時進(jìn)行試壓；拖動電纜，將射孔槍帶至射孔段后進(jìn)行射孔，完成射孔后，將電纜從井內(nèi)拖出，并對第二層進(jìn)行壓裂。當(dāng)?shù)谝欢螇毫淹戤吅螅芍貜?fù)上述操作對第二段進(jìn)行壓裂，以此來達(dá)到多層分段壓裂的作業(yè)目標(biāo)。這種壓裂方式最為突出的特點(diǎn)是壓裂段數(shù)不會受到限制，雖然生產(chǎn)成本相對加高，但卻能夠增加采收率5 倍以上[2]。

2 水平井完井工藝技術(shù)應(yīng)用的意義

隨著石油供需矛盾的加劇，油田開發(fā)技術(shù)的研究與開發(fā)在油田開發(fā)中日益深入，我們正在追求低成本投資，高成本，穩(wěn)定的石油生產(chǎn)回報。近年來，中國的某些油田，特別是新中國發(fā)展中后期新建立的老油田，一直在減少，相應(yīng)的新鉆井資金投入大且有效周期長。速度慢，海上鉆井成本高。風(fēng)險壓力使得很難與其投入和產(chǎn)出成正比。如今，大多數(shù)油田，尤其是油田，都有大量的含油層，較長的井段和不均勻的地質(zhì)分布，可以容納復(fù)雜的油水系統(tǒng)。由于上述因素的限制，很難實(shí)現(xiàn)安全施工和油田高效生產(chǎn)的理想期望。通過擴(kuò)大油層卸荷面積，借助水平井完井技術(shù)等技術(shù)創(chuàng)新，提高了油井的實(shí)際效果，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。該技術(shù)已經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證。與歐美發(fā)達(dá)國家相比，中國水平井完井技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)引起關(guān)注和爭論。只是要盡快改善水平井完井技術(shù)的研究，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和改革。這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施可以帶來理想的油田開發(fā)效果。

3 油田水平井完井工藝技術(shù)措施

3.1 隨鉆測井技術(shù)

隨鉆測井技術(shù)通過對工程參數(shù)的精準(zhǔn)測量，指導(dǎo)鉆井，并且對鉆井的整個過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，能及時獲取準(zhǔn)確的地質(zhì)信息，指導(dǎo)做好地層特征的把握，其可以引導(dǎo)井眼軌跡到達(dá)目標(biāo)層，并有效地穿過水庫，具有極強(qiáng)的地質(zhì)指引作用。因此，隨鉆測井技術(shù)既滿足鉆井需求，也實(shí)現(xiàn)了鉆井過程的動態(tài)監(jiān)測與實(shí)時跟蹤。該技術(shù)主要包括深淺電阻率、近鉆頭傳感器等設(shè)備。近幾年，隨著鉆測井技術(shù)研究的深入，其配合電纜測量完成了性能的改造升級。

3.2 鉆桿輸送水平井測井技術(shù)

在油田水平井測井實(shí)施中也常用到鉆桿輸送水平井測井技術(shù)，該技術(shù)在了解測井項(xiàng)目實(shí)際需求的基礎(chǔ)上，將測井工具通過井口按照順序有效連接，通過鉆桿過渡短接的方式將儀器有效連接到鉆具下方位置。借助鉆具實(shí)現(xiàn)濕式接頭公頭，并且相關(guān)儀器及時運(yùn)輸?shù)剿骄捻敳?，同時濕式接頭和電纜從旁通部門切入到鉆，在泥漿循環(huán)的動力作用下，公母接頭有效對接執(zhí)行操作。打通了儀器、電纜以及地面設(shè)備之間的信息渠道，電纜和地面設(shè)備之間以及旁路裝置電纜從下鉆具引出。側(cè)滑輪改變了電纜的運(yùn)行方向，在鉆具啟動的情況下，側(cè)滑輪使得電纜在鉆具和套管之間空隙中，鉆具與測井電纜運(yùn)行，統(tǒng)一指導(dǎo)水平井測井運(yùn)行。

3.3 油管輸送電纜測井技術(shù)

其對應(yīng)的相關(guān)工藝有三種。第一種方式是以油管為載體，將儀器添加到測量井底部，在這之前通過過渡短接實(shí)現(xiàn)儀器串與油管底部的有效連接，在泵下接頭的作用下，電纜與井下快速接頭對接。繼續(xù)進(jìn)行儀器的供電核查，先將電纜夾固定在油管作用下，將儀器串以一次一注的輸送方式進(jìn)行上提測井。第二種是保護(hù)籃筐式，在操作初始階段需要在油管底端接上下井儀器保護(hù)套。在油管的載體作用下，將測井器運(yùn)輸?shù)綔y量井底部。油管的頂端與旁通短節(jié)有效連接，繼續(xù)行接油管下放工作，完成測井。第三種方式是直推式，井下儀器下放到阻塞地方，拉緊電纜，管道下部與電纜旁通短節(jié)關(guān)聯(lián)管道一直下放，直到大型井下儀器底部電纜旁通短節(jié)與儀器分開，管道提起，在絞車的助力下提起電纜完成測井工作[3]。

4 結(jié)語

頁巖氣的開采是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，為提高開采率，可以鉆設(shè)水平井，并在水平井完井的過程中對壓裂技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用。通過對壓裂相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化，能夠最大限度地發(fā)揮出壓裂技術(shù)的作用，這對于頁巖氣的順利開采具有積極的促進(jìn)作用。未來一段時期，應(yīng)當(dāng)加大對壓裂技術(shù)的研究力度，通過不斷地改進(jìn)和完善，從而使該技術(shù)能夠更好地為頁巖氣開采服務(wù)。