水平井完井技术现状及发展趋势探讨

1 水平井完井方法发展状况及存在问题

1.1 水平井完井方法发展状况

我国是水平井发展较早的国家, 上世纪六十年代即在四川完成了一口水平井钻井, 但水平井技术未能实现可持续发展, 直到上世纪八十年代才钻成了第二口水平井流花11-1-6井, 该井采用当时世界先进的技术, 取得了成功, 为我国九十年代水平井钻井技术研究及发展打下了基础, 目前水平井钻完井技术在我国得到广泛应用, 已成为新油田开发、老油田深入挖潜、提高采收率及非常规油气藏开发的重要技术。对于浅层出砂油藏, 目前国内通常使用水平井套管固井射孔、管内滤砂管防砂完井技术等, 膨胀管技术在钻井完井及修井方面应用也越来越受到欢迎。

1.2 水平井完井存在问题

经过几十年的发展, 我国水平井钻完井技术应用越来越普遍, 在砂岩、碳酸盐岩、火山岩及变质岩地层中均钻有水平井, 水平井技术应用越来越成熟, 但也存在一些问题, 主要表现在: (1) 水平井完井方式与油藏适应性不强, 且完井方式比较单一; (2) 在固井完井方式中, 大多采用全井固井或尾管固井, 较少采用一次管柱多段多级固井, 使得固井质量得不到保障; (3) 水平井地层流入动态、产能预测及生产系统设计等还不够完善, 存在射孔井段与产能优化不好的情况; (4) 水平井多采用射孔后管内悬挂滤砂管防砂技术, 防砂方式单一, 防砂效果有待提高。

2 水平井常用完井方式特点及适用条件

2.1 割缝衬管完井方式

(1) 割缝衬管完井方式。割缝衬管完井方式比较简单, 能够用于各种半径的井, 在水平井完井中使用较为普遍, 具体完井工序是将割缝衬管悬挂在技术套管上, 使用悬挂封隔器来封隔管外环形空间。使用割缝衬管完井方式的优点是使用成本相对较低、储层不受水泥浆的影响、能够有效防止井眼坍塌、能够有效控制地层出砂。该完井方法存在的缺点主要有:不能实施分段分隔从而无法避免层段间窜通和干扰, 无法控制割缝衬管与井眼间的环空, 因此不能进行选择性增产增注作业, 不能进行生产控制, 无法获取可靠的生产测试资料。

(2) 衬管顶部注水泥完井方式。衬管顶部注水泥完井方式主要是采用管外封隔器、分级箍、盲管以及尾管悬挂器等特殊完井工具配合井下装置进行完井, 将造斜段部分注水泥固井技术与带管外封隔器的衬管完井技术相结合。该完井技术优点是:采用多级管外封隔器加防砂筛管完井, 提高了防砂效果。座封封隔器和注水泥一次完成, 节约了施工时间。防砂筛管内通径大、使用寿命长便于后期作业。该完井技术确定是施工复杂, 对工具可靠性要求较高。

2.2 射孔完井方式

射孔完井是目前使用较为普遍的完井方式, 分为尾管射孔完井和套管射孔完井两种, 套管射孔完井克服了裸眼和衬管完井方式的缺陷, 能够选择性射开不同油层, 避免层间干扰, 为分层注、采集选择性压裂酸化作业创造了条件。射孔完井实现了有效的层段分隔, 可以有效的进行选择性增产作业、生产控制及生产检测等, 并且能够选择性进行修井作业, 适用于多种类型油藏完井。射孔完井的缺点是完井施工成本相对较高, 储层易收到水泥浆的损害, 固井质量难以得到保证, 对射孔操作技术要求较高。

2.3 管外封隔器 (ECP) 完井方式

管外封隔器 (ECP) 完井方式是把串联若干个ECP的割缝衬管下入到井眼中, 然后注入水泥将第一个ECP以上的环空封隔, 根据作业方式不同可以分为管外封隔器及割缝衬管完井和套管外封隔器及滑套完井两种形式。管外封隔器 (ECP) 完井方式依靠管外封隔器进行层段分隔, 能够进行分段作业和生产控制, 在注水开发中使用较为普遍。该完井方式的优点是施工成本适中, 有效避免了水泥浆对储层的污染, 能够避免层段之间的串通和干扰, 可进行选择性增产作业、生产控制及生产检测。缺点是管外封隔器分隔的有效程度受水平井井眼规则程度、封隔器座封及密封性影响。

2.4 可膨胀式衬管完井方式

可膨胀式衬管完井方式是先将管柱下入井底, 然后通过机械或液压方式, 自下而上或自上而下, 通过压力或拉力使管柱变形, 达到增大井眼内径或采油管柱的目的。膨胀衬管包括可膨胀式割缝衬管、可膨胀式筛管和其它类型防砂膨胀管。该完井方式能够减少防砂管堵塞, 延长筛管防砂寿命。

3 水平井完井技术发展趋势

我国水平井完井技术经过多年发展, 形成了各种完井技术系列, 目前主要发展方向为: (1) 由单一工程的完井向钻井-完井-采油系统化发展, 加强地质、油藏及工程各领域协助; (2) 有单一完井方法向多元化发展, 由传统直井完井向水平井、多底井和分支井发展; (3) 由常规水平井完井向水平井分段完井发展; (4) 水平井射孔将开展分段变参数射孔, 达到防底水及均衡排液的效果; (5) 由传统水平井完井向均衡排液水平井完井技术发展; (6) 进一步加强完井技术和理论发展, 同时大力发展适合各种地层条件的井下完井工具。

摘要：经过多年的发展, 我国水平井钻完井技术不断取得进步, 但在如何控制水平井均衡排液及致密油气藏水平井多段压裂改造方面还存在不足。文中对水平井割缝衬管完井方式、射孔完井方式、管外封隔器完井方式、可膨胀完井方式等技术优缺点进行了介绍, 对水平井完井技术发展趋势进行了探讨, 为合理选择完井技术、提高开发效益提供参考。

关键词：水平井,完井,技术现状,发展趋势

参考文献

[1] 苏义脑, 孙宁.我国水平井钻井技术的现状与展望[J].石油钻采工艺, 1996, 18 (6) :14-20.

[2] 唐海雄, 熊友明, 张俊斌, 等.水平井控压缓水完井技术研究[J].中国科技纵横, 2010 (12) :71-73.