大庆—水平井井下作业技术

发布时间：2021-06-06

第一部分大庆油田水平井总体情况

第二部分大庆油田水平井井下作业配套技术第三部分目前存在的问题及下步攻关重点

大庆油田水平井总体情况52口44口单井日产液17.4t 38口日产油15.2t 累计产油20.8万吨南1-2-平25井日产百吨

1991-2005年 2006年目前投产井数

工作量前所未有！中国石油大庆油田公司PETROCHINA DAQING OILFIELD COMPANY

总体情况：大庆油田通过多种类型油藏大胆尝试，拓宽了水平井应用领域，在外围薄层、多层葡萄花

油层，特低渗透扶杨油层，长垣厚层水淹层，火山岩气层，裂缝潜山等多种类型油气藏，尝试应

用了复式水平井、阶梯式水平井、分支水平井、导眼侧钻水平井等多种类型水平井。

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总体情况：由于大庆油田的地质开发特点，与其它油田相比，水平井具有井眼尺寸小 (为Φ140mm套管,而其它油田主要为Φ178mm套管)、井眼曲率大(一般为40--600/100m,最大水平井井眼曲率为730/100m, 最大侧钻水平井曲率为1150/100m) 、水平段长 (一般为800m—1000m,最长水平段1268m) 、且多为阶梯

水平井等特点。中国石油大庆油田公司PETROCHINA DAQING OILFIELD COMPANY

大庆油田水平井井下作业配套技术：随着大庆油田水平井应用规模扩大，为进一步提高水平井的开发效果和效益：水平井限流法压裂技术不断完善双卡分段压裂取得突破性进展水平井连续油管酸化和分段酸化技术日趋成熟

水平井解卡、打捞工艺不断进步中国石油大庆油田公司PETROCHINA DAQING OILFIELD COMPANY

针对大庆外围油田储层物性差、井筒轨迹复杂等增产改造的难题，初步形成了压裂优化设计、高压耐磨管柱、测试压裂分析等配套技术

2006年，共进行水平井压裂12口，超过“八五”以

来水平井压裂井数之和，增产效果显著。同时，进行了第一口水平井双封单卡压裂，仅用一天时间就

完成了三段压裂，填补了国内空白

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(一) 水平井限流法压裂技术 1、进一步完善了水平井限流压裂优化设计方法针对薄互层水平井特点，完善分段布缝原则①根据裂缝和砂体在实钻轨迹上投影位置与周围水井

关系：横向裂缝，避开对应水井，均匀布缝避免裂缝间干扰；纵向裂缝，裂缝贯穿井筒，避免重叠。

不同地层三向应力差异的人工裂缝形态示意图

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②优选的压裂段位于含油砂岩内，且电性显示明显，含油饱满、总烃含量高；(横向裂缝尤为重要)

肇57-平35井地质条件不如肇57-平33井，初期

日产油和累积产油分别是后者的1.37、2.16倍。

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③人工裂缝尽量沟通邻近的油层，以“一缝穿多层”为目标进行布缝。横向裂缝PI2 PI31 PI32

PI4

纵向裂缝PI2

PI31

PI32

PI4中国石油大庆油田公司PETROCHINA DAQING OILFIELD COMPANY

针对水平段长特点，完善了限流布孔方法根据布缝条数和施工排量上限，确定限流射孔

段数，按照“跟部少，趾端多，中间匀”的原则确定各段孔数。采用DP36RDX-1型射孔枪射孔，单孔直径8.8mm

当预计近井摩阻较大时，可采用180°上下布孔，减少弯曲摩阻中国石油大庆油田公司PETROCHINA DAQING OILFIELD COMPANY

台 105-平测 2 试Pump pressure Mpa68.03

Rate m^3/min7.29

54.26

5.82

40.50

4.35

26.74

2.88

孔缝摩阻： 37.5MPa

12.97

1.41

-0.79 9.94 13.57 17.20 20.84 24.47 28.10

-0.06

时间 (min)

台105-平2井测试压裂曲线双88-平44测试Suction Rate m 3/m in20.00

Pressure 1 MPa73.00

16.00

58.40

12.00

43.80

8.00

29.20

孔缝摩阻： 29.5 MPa

4.00

14.60

0.00 0.00 3.20 6.40 9.60 12.80 16.00

0.00

在相同的施工排量下，不同射孔方式孔缝摩阻相差8.0 MPa。这说明上下180度的射孔方式消耗更小的施工摩阻，更有利于压裂施工。

时间 (min)

双88-平44井测试压裂曲线中国石油大庆油田公司PETROCHINA DAQING OILFIELD COMPANY

开展了压裂规模优化研究以达到合理缝长，实现“一缝穿多层”为目标，优化施工规模和施工参数，得出“大砂量、大排量、高砂比”施工的认识。2006-2007年施工13口井，平均砂比32%,最大

排量达9m3/min,最大砂量90m3。南236-平252井模拟结果南236-平252井产量预测结果

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2、研制了适应大排量高砂比压裂管柱

由于薄互层水平井限流压裂排量大、砂比高，以往使用的JS-2封隔器难以适应。射孔井段管柱串结构下入工具名称下入工具深度

州52-平70井施工后JS-2封隔器中心管下端磨断内径50mm 65mm

内径50mm

57mm

磨损前

磨损后

新管柱

研制Y344-115封隔器，中心管优选耐磨材质，改进了工具连接部位结构，采用橡胶垫充填间隙，满足了施工要求。中国石油大庆油田公司PETROCHINA DAQING OILFIELD COMPANY

3、发展了水平井限流压裂诊断和评估技术完善摩阻分析法，提高压水平井压裂节点压力分析示意图开炮眼数判断的可靠性求系统总摩阻

水平井限流压裂过程中的摩阻与直井相比增加了套管沿程损失，在以往的诊断中被忽略，使得计算的炮眼摩阻大于实际，导致计算的压开孔数不准。

求油管和套管摩阻求炮眼摩阻

求单孔排量确定压开孔数排量中国石油大庆油田公司

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套管摩阻计算

应用井底压力资料对水平井套管摩阻进行了拟合，建

立了预测公式。同时对不同工具下的油管阻力也进行了校正。

4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 2

y = 0.4501x - 0.0082 R2 = 0.999

··4

·6

水平井限流法压裂诊断结果

为能够定量解释限流压裂裂缝差异，开展了连续

油管测井温解释裂缝形态研究

连续油管机+Φ38mm井温仪 Φ45mm 喷嘴，压后4小时内重复测2-3次

定量模拟解释结果

最大缝宽12mm 最大缝宽7mm 最大缝宽4mm 支撑缝长177m

支撑缝长270m 支撑缝长260m

肇州油田同区块限流压裂与水平井射孔、直井压裂、直井射孔效果统计表压裂初期序号 1 2 3 井号压裂日期 03.12.25 03.12.26 06.06.06 日产液 (t/d) 29.6 22.1 38.6 日产油 (t/d) 27.2 19.9 35.7 2007.06.30 日产液 (t/d) 16.6 8.1 15.8 日产油 (t/d) 13.0 3.1 13.4

累计产油 (t)19675 7744 7756

肇57-平33 肇57-平35 州52-平70

45 6 7 8 9 10

州78-平71肇62-平22 肇33-平28 芳134-平147 芳130-平150 芳142-平146 芳146-平134 平均 24口射孔水平井差值 12口压裂直井差值 59口直井差值

06.08.3006.12.04 07.01.07 07.03.25 07.03.28 07.05.04 07.05.21

49.316.2 13.8 20.3 17.6 20.8 18.6 24.7 13.8 -10.9 6.0 -18.7 4.1 --20.6

48.815.4 12.6 17.0 17.2 18.7 16.5 22.9 12.8 -10.1 5.1 -18.7 3.6 -19.3

16.110.1 9.9 20.3 17.6 16.6 18.6 15.0 7.1 -7.9 4.3 -13.5 3.0 -12.0

14.29.1 8.9 18.4 17.2 14.4 17.5 12.9 5.2 -7.7 2.9 -10.0 2.2 -10.7

59562280 937 607 401 838 431 4451 1933 1398

初期：

限流压裂/水平井射孔=1.79限流压裂/直井压裂=4.12 限流压裂/直井=6.02