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分析:现代水平井钻井技术进展及发展趋势

 

分析:现代水平井钻井技术进展及发展趋势

 

钻井是实现油气开采必不可少的环节,钻井建立了油层到地面的流通通道,实现了采油管柱的下放。钻井工程作为石油天然气勘探开发的主要手段和关键环节,具有技术密集、高投资、高风险和高难度的特点。随着油气资源勘探向深部进发,钻井费用占勘探开发总投资的比重越来越高,同时钻井技术的优劣和水平也直接影响油气勘探开发效益。随着近年来钻井技术和钻井装备的进步,相应钻井设备和工具的完善,定向井、水平井等特种井成为勘探开发的有力手段,为提高油气井产量,强化开采效益发挥了重要的作用。上世纪50年代,石油钻井技术由过去的传统经验钻井逐步进入科学化钻井时期;到80年代,陆续发展了喷射钻井技术、优选参数钻井技术、平衡压力钻井技术、丛式井钻井技术等先进技术;近年来各种随钻工具的运用,又使钻井向信息化、智能化方向大大进步。

油田水平井钻井技术在近年来获得了足够的重视与发展,这是因为水平井能有效扩大油气储层的裸露面积,大幅度提高油井的产量,显著提高油气采收率,在将来的油气勘探开发中,该技术会取得进一步发展,并将得到更为广泛的运用。

油田水平井钻井技术现状分析

经过多年的技术研究和现场的推广使用,油田水平井钻井技术取得了长足的发展,目前较为成熟的技术有以下几个方面:

(1)超薄油层水平井钻井技术。对于超薄油层传统的直井动用程度差,开采效益低,而运用水平井钻井技术可最大程度的增加油层的裸露程度,大幅提高油气井产量,该技术的运用大大推动了超薄油层的有效开发,使大批直井开发无效益的超薄油层区块得到了有效开发,目前国内该技术发展的已经较为成熟。

(2)大位移井钻井技术。大位移井包括大位移水平井,这是指钻探的水平位移与垂直深度的比大于2.0以上的定向井和水平井,对于水平位移与垂直深度的比大于3.0以上的定向井和水平井,则称为特大位移井。大位移井钻井技术能够快速发展得益于上世纪90年代发展的旋转导向技术,以及其响应的配套工具变径稳定器和可控偏心器,这解决了钻井过程中的钻柱摩阻增大和井内钻屑清除难题。目前,大位移井钻井技术在海上钻井、海油陆采等领域被应用,具有突出的经济效益。

(3)欠平衡水平井钻井技术。19世纪末,欠平衡压力钻井概念被提出,欠平衡压力钻井又称有控制的负压钻井。欠平衡压力钻井最大的好处在于对油气储层的保护,避免了钻井液体系对储层的伤害,但是直到上世纪80年代随着井控技术和井控设备的发展才得以实现,90年代后得到了大规模的应用。在欠平衡井中运用水平井钻井技术能够达到更好的开发效果,但是钻井的难度大大增加,经过对相关技术改造之后,形成了配套钻井技术,取得了良好的开发效果。

(4)分支井钻井技术。在上世纪90年代,国外石油勘探行业大力发展了多分支井钻井技术,实现了“一井多靶”的立体开采,被业内认为是21世纪国际石油工业最重大的技术。多分支井是指在一口主井的底部钻出多口进入油气储层的分支水平井,同时也可以实现在1个主井筒内开采多个油气层,大幅度提升了油气开采效益,多储层开发共用主井筒大大节省了钻井投资,经过技术攻关和研究,该技术越来越成熟,并取得良好的开采效果。

油田水平井钻井技术发展趋势

综上所述,油田水平井钻井技术在提高油气井产量、扩大单井动用程度上具有良好的优势,能大幅度提高开采效益。随着钻井技术水平的日益进步和配套工具的逐步完善,水平井钻井技术势必会广泛应用。结合目前油田水平井钻井技术发展现状和油气勘探开发需求,油田水平井钻井技术未来发展趋势有以下几点:

(1)多技术联用拓展水平井钻井技术在薄油层勘探开发中的应用。目前,FEWD、LWD的应用将更广泛,大型整装油田经过多年开发,对于剩余油分布较窄、储层较薄的区块,如果采用直井难以达到开发效果,因此开展FEWD、LWD的应用和水平井钻井技术的结合是保证油层钻穿率的有效途径,也是实现油田精细开发的重要保证。

(2)大位移水平井钻井技术在海岸油田的开发中大规模应用。海岸油田的开发受地理环境的限制,由于水深比较浅,海上钻井平台不能适用,运用滩涂人工岛的投资太大,并且存在着巨大的风险,因此大规模使用大位移水平井钻井技术实现海油陆采是近海油田开发的重要选择之一。

(3)分支水平井钻井技术是未来发展和应用的重要方向。分支水平井钻井技术既能够提高单井产量,又能够提高钻井的综合效益,实现了“一井多靶”的立体开采,分支水平井钻井技术应用于整装油田的开发,能有效减缓油藏原油产量递减速度和延长油藏经济寿命,因此,分支水平井钻井技术是未来发展和应用的重要方向。进入21世纪,钻井技术发展总的趋势是向自动化、智能化和更加注重环保等方向发展,并且钻井过程的信息化、智能化为也成为新的特点,将钻井、电测、信息采集和控制技术紧密结合,最大限度地发现和保护油气储层、提高油气井产量和油气田采收率,降低钻井成本,提高油气勘探开发的综合效益。

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