大庆—水平井井下作业技术

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

8

10

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

目前：

限流压裂/水平井射孔= 2.11 限流压裂/直井压裂= 3.49 限流压裂/直井= 5.0

(二) 水平井机械分段压裂技术 水平井笼统限流法压裂见到了较好效果，但存在 裂缝难于控制，现有条件下只能压开4-5段的问题 为提高对水平井压裂裂缝的控制程度，增加处理 的层段数，开展了分段压裂研究。另外，为满足已大

段射孔水平井后续增产改造要求，也需要研究水平井分段压裂工艺技术。

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1、分段不加砂压裂试验 州78-平67井应用两级K344-115封隔器单卡上提管

柱和3"油管实施了5段清水压裂。

1、分段不加砂压裂试验

施工过程中各段破裂 显示明显，说明双卡 起到了封隔作用

压裂趾端后工具上提载荷有所 增加，且下部封隔器胶筒有破损， 说明用常规尺寸工具进行水平井 压裂施工，确实存在较大风险。

K344-115封隔器

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ozb1.html