油田井下作业技术发展探讨

井下作业技术作为为勘探开发服务的重要工程技术手段,近年来取得了显著的进步,为油气田勘探和开发做出了重要贡献。但是,随着勘探开发的不断深入,勘探的对象更加复杂,开发要实现高效益的目标,对井下作业技术提出了新的更高要求。

一.井下作业技术现状

井下作业技术主要包括机具装备、工艺技术、方案设计和为确保作业施工的企业管理技术等内容。近年来,围绕勘探开发实际需要,井下作业行业坚持以经济效益为中心,以装备更新和技术升级为主攻方向,大力实施“科技创新”战略。通过技术引进和自主研发,大幅度提升了井下作业技术水平和服务能力。装备了2000型压裂车组、大负荷(50t及以上负荷)车载修井机、轮式通井机以及连续油管作业车、制氮注氮装置等先进设备。形成了压裂酸化技术、大修侧钻技术、试油测试技术、综合治理配套作业技术、常规维护性作业技术、特种油藏井下作业技术和特殊工艺井作业技术7个井下作业技术系列,较好地满足了油气田勘探开发的需要。

二.油气田勘探开发对井下作业技术的新要求

目前,井下作业基本能够满足生产需要,但是,随着勘探开发的不断深入,对井下作业技术又提出了新的更高要求,概括起来,主要有以下6个方面:

一是提升常规作业技术水平;二是加快发展特殊井作业技术;三是积极研究边际油气藏开发低成本配套作业技术;四是配套完善大修侧钻技术;五是整合压裂酸化技术体系,提高应用效果;六是试油测试要满足特殊油气藏和特殊工艺井的需要。

三.井下作业技术发展方向

根据油气田勘探开发对井下作业技术的新要求,要围绕提高单井产量、降低作业成本总目标,从作业装备和作业技术两个方面,在加强对现有大修侧钻等新技术的整合、配套完善和推广应用的同时,发展提高单井产量作业技术等6项重点技术:

1、提高单井产量作业技术

以提高油气井单井产量,降低综合生产成本为目标,开展防砂射孔技术、径向钻孔技术、高效选择性堵水技术、气体(二氧化碳、氮气、烟道气)增产技术4项内容研究。

(1)防砂射孔技术研究

针对出砂油气层的开采,开展充填式防砂射孔和大孔径防砂射孔技术研究。在目前研制的单一防砂射孔弹的基础上,重点开展防砂射孔弹的防砂评价研究,根据储层岩性及出砂粒径,研制系列防砂射孔弹,开发防砂射孔优化设计软件,形成防砂射孔技术系列,提高防砂效果和油气井产量。

(2)径向钻孔技术研究

以低成本的方法增加低渗透等油气藏的泄油面积,提高单井产量为目标,开展径向钻孔技术研究。通过大孔径射孔射穿套管、高压水射流喷射地层形成孔眼和机械旋转钻头钻穿套管、水射流与机械旋转钻头相结合钻出地层孔眼两种方案的优选研究,确定技术方案,研制井下工具,配套地面设备,形成一次下井可在地层不同方向钻出直径30mm左右、深度2-3m孔眼的配套技术。

(3)高效选择性堵水技术研究

油井堵水是注水开发油田控制油井出水的一项十分重要的技术,通常的堵水方法是机械堵水和化学堵水。随着油田开发进入中后期,含水上升,层间、层内及平面矛盾越来越突出,机械堵水已不能适应此类油田开发的需要,必须开展高效选择性堵水技术研究。重点研制高效选堵剂(选择性封堵高渗透出水大孔道、选择性堵水而不堵油的高效选堵剂),并开展深部堵水施工作业技术研究,提高堵水效果和油井产量。

(4)热、电、二氧化碳、氮气联供低成本增产技术研究

以提高油井产量,降低成本,提高最终采收率为目标,开展热、电、二氧化碳、氮气联供低成本增产技术研究。以洁净煤燃烧产生蒸汽发电为基础,烟气回收利用,提供油田开发,特别是稠油开发需要的热(蒸汽/热水)、电、二氧化碳、氮气。在机理研究的基础上,重点开展热(蒸汽/热水)、二氧化碳、氮气综合应用的吞吐、驱替方案设计和注采工艺技术研究,研制气体处理、运输、注入设备,形成配套技术。

2、压裂酸化技术

根据油气田开发对压裂酸化技术的新要求,以提高压裂酸化效果,降低压裂酸化成本为目标,在加强优化设计的基础上,重点开展以下5项技术内容研究,逐步向开发压裂方向发展。

(1)高含硫气藏压裂酸化技术研究;

(2)苏里格等低渗气藏采取小井眼、水平井等特殊工艺完井后的高效压裂酸化技术研究;

(3)深井超深井压裂酸化技术研究;

(4)岩性等复杂油气藏压裂酸化技术研究;

(5)稠油高凝油藏提高压裂酸化效果新技术研究;

(6)大型压裂技术研究。

3、井控新技术

以保护油气层为目标,在现有不压井作业技术的基础上,通过井下控制工具、井口控制装置的研制和作业工艺技术研究,提高检泵、清砂等作业全过程油套管压力控制水平,实现油、气、水井作业全过程不压井,防止作业对油气层的二次污染伤害,提高油气井生产能力。

(1)油、气、水井作业全过程不压井作业机具及施工技术研究;

(2)无伤害作业工作液体系研究;

(3)提高作业自动化程度和作业质量配套工具、装备研究。

4、特殊工艺井作业技术
重点开展针对多底分支井、侧钻小井眼井、水平井等特殊工艺井作业井下工具的研制和配套工艺技术研究,形成特殊工艺井作业技术系列,满足生产需要。

(1)多底分支井完井再进入技术研究;

(2)小尺寸井眼修井、压裂酸化等措施作业井下工具及配套技术研究;

(3)水平井作业配套技术研究。

5、连续油管技术

在整合现有连续油管作业技术(主要已开展的冲砂洗井、钻桥塞、气举、注液氮、清蜡、排液挤酸和配合测试等)的基础上,引进连续油管压裂车和连续油管侧钻车,重点开展连续油管压裂、连续油管侧钻2项技术内容研究。

(1)连续油管压裂技术研究

针对层状油藏、不连续油藏等需要进行的多级分层压裂以及分支井压裂,利用连续油管压裂技术,有选择性地进行支撑剂填充,实现在作业费用允许范围内有效地进行边际油藏压裂作业,提高油藏经济开发效果。在引进连续油管压裂车的基础上,重点开展适用于连续油管压裂的低摩阻无伤害压裂液、支撑剂研究和施工作业配套工具、工艺技术研究,形成低成本、高效益的压裂工艺技术。

(2)连续油管侧钻技术研究

针对套管损坏井复产需求,以应用连续油管进行老井侧钻为目标,引进连续油管侧钻车,配套井下动力钻具或电动连续管钻井系统,研制配套工具,开展连续油管侧钻综合配套技术研究,形成低成本的侧钻工艺技术。

6、新领域作业配套技术

重点开展以下3项技术内容研究。

(1)滩海油田试油作业技术研究。

针对滩海油田特殊的作业环境,开展以试油作业安全和环境保护为重点的试油作业井下工具、平台控制装备和工艺技术研究。

(2)难采未动用储量开发低成本作业技术研究

针对合作开发低渗透等难采未动用油气藏采取非常规、非正规方式开发的实际需求,重点开展简易低成本作业技术研究和低成本压裂酸化技术研究。

(3)二次固井完井技术研究

针对蒸汽吞吐转驱、注水、注聚合物等井套管外水泥环破坏严重,难以满足生产要求的实际,开展二次固井完井技术研究。重点研究新型水泥浆体系、二次固井完井井下工具和施工技术,延长油气井寿命。

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