浅谈低渗油气田高效开发钻井技术与应用

发表时间:2017/3/17   来源:《科技中国》2017年1期   作者:马宇辰 李希梅 司树杰 张天 陆恒
[导读] 文章介绍了我国低渗油气田的开发利用现状,分析了这项技术的应用前景。

重庆科技学院    401331、河南油田采油一厂 474780、重庆科技学院401331、重庆科技学院 401331、江汉油田钻井二公司433123

摘要:近年来能源问题日益突出,我国低渗油气田数量多,占比大,因此高效开发低渗油气田是我国油田迫切需要彻底解决的问题。文章介绍了我国低渗油气田的开发利用现状,分析了这项技术的应用前景,详细介绍了5项低渗油气田高效开发钻井技术与应用的相关技术。
关键词:低渗油气田;高效开发钻井技术;应用;
        进入本世纪后,随着经济社会的快速发展,能源消耗日渐增多,因此,现阶段高效开发石油天然气等能源的技术发展就尤为重要。目前,我国的不可再生资源中,低渗油气田占比较高,是近年来我国油气勘察的主要对象。为了提高低渗油气田的开发效率,对高效钻井技术的研究就成为迫在眉睫要解决的问题。近些年来,我国油田开发方面的技术专家不断进行研究和探索,使我国油田开发的相关技术得到了极大的发展,尤其是钻井技术方面,发展迅速,技术体系日趋完整。目前,作为我国能源开发主要对象的低渗透油气田,不断提升开发低渗透油气田的技术水平,是我国的油气资源得以保障的重要战略。低渗油气田相比于其它存储油气的资源,存在地质结构更为复杂、开发过程中困难更多的缺点[1]。与西方发达国家相比,我国在复杂结构的油气田开发方面,技术发展比较欠缺,尤其是钻井技术方面,存在的欠缺和不足更为明显。所以,本文对低渗油气田高效开发钻井技术与应用的相关问题进行分析探讨。
        一. 低渗油气田的开发利用现状
        我国的低渗透油气资源相对于其它地质储量来说,特点是总量较为丰富,占据比例也比较大。从地址结构方面来说,低渗透油气资源存在地质结构复杂的问题,这就严重限制了低渗油气资源的开采。另外,低渗油气田还存在埋深、低压、低渗等缺点,导致很难用常规的开采方式进行开采,而且经济效益不好,开采效果也很差。鉴于此,低渗油气田开采效率的进一步提高,是实现高效开发低渗油气资源的必要步骤。我国研究低渗油气田开发技术方面的专家从进入本世纪开始,已经根据低渗油气田的地质结构特点以及开采油气资源的现状,先后设计了多种方案用于钻井开采[2]。然而,相比于西方发达国家,我国在低渗油气田开发方面的进展还是比较小的,而且许多技术手段的成熟度也不够。相对来说,国际上一些国家在低渗透油气资源的开发方面,有些技术比较先进,随着近几年对先进技术的引进、利用和转化,我国在低渗油气田开发方面的进展较大,而且低渗油气田也取得了较为理想的采收率,确保安全环保的同时也提高了经济效益。
        二. 低渗油气田高效开发技术的应用前景
        在我国,低渗油气田资源大部分都存储在于地质结构较为复杂的地区中,这些地质结构具有的特点往往是:到地面距离较深、成岩作用较强、孔喉较小、物性也比较差,而且另一方面,由于距离地面较远,储层敏感性较强,所以就不好进行能量补充。常规直井的开发手段,在这样的地质环境中就无法应用,即使勉强应用了,也达不到理想的效果。难以采用直接开发手段,且自然产能很不理想,单井的控制储量也比较小,经济效益也很难得到保证[3]。综上所述,渗透率不高、自然产能小是低渗透油气资源具有的特点,这就要求钻进技术更高以适应这种油气资源的高效开发。而高效开发的实现,油气井的泄流面积要足够是首先应该满足的,再者钻遇率较高是满足泄流面积所必要要达到的条件;其次,低渗油气田开发还应该确保具有高效性,所以油气井还需要能够不断提高完善程度和产能,对于检测维修的工作,需要专人定期进行,日常使用过程中的操作要严格符合规范;再者,采用高效钻井技术对于钻井速度的提高帮助较大,进而对开发效率的提高产生影响,这样,在保质保量的情况下就能加快油气田的开发,实现了施工周期缩短,成本降低;最后,储层保护工作也属于低渗油气井开发的重要方面,因为低渗透油气井存在的储层具有较低的孔隙度和较低的渗透率,物性较差,所以必须加强储层保护工作,从钻井开始到开发结束,对储层进行全过程的有效保护。
        三. 低渗油气田高效开发钻井技术与应用
        1. 提高泄流面积技术与应用
        如果靠提高泄流面积来解决低渗油气田的渗透率低和自然产能低的问题,那么采用常规的直井钻井技术是基本达不到要求的。要提高泄流面积还需要采用径向钻孔钻井技术、旋转导向钻井技术、五级分支井钻井技术等,下面以以五级分支井钻井技术为例,进行说明如下。


首先,确定五级分支井眼的模板、连接器、梯形轨道系统,这是组成本系统的完整支撑结构,本系统工作压差能到17.2MPa[4]。其次,本系统一般都采用封圈进行密封,保障系统形成液力封隔性。另外,选择性再进入功能是分支井眼的上下部分要具有的功能,为实现本功能,本系统一般要采用的技术支撑为隔离套结构以及可回收式导向器。最后,为实现实现套管工具同时与可回收斜向器一起下入,需要将分支井开窗系统改为分体式与一体式都为可回收分支井开窗的系统,这样才能最终提高钻井效率。
        2. 提高储层钻遇率技术与应用
        考虑到低渗油气田结构井具有结构复杂的特性,要实现大大提高其储层钻遇率,首先要做的就是要提高监测、控制能力,以保障在高储层钻井过程中能实现有效控制和监测[5]。MWD无线随钻测量仪是具有抗高温高压的钻井技术,适用于此的还有近钻头井伽玛测量仪,可用于斜角及方位角的测量,下面对这种技术进行详细阐述。钻头井伽玛测量仪能够对多扇区方位进行聚焦伽玛测量,获取数据的高速传输依靠近钻头信号实现,这样就能实现将控制工作需要的井眼轨迹信息收集传输出来。在本项技术中,井斜角测量点距离钻头之间的距离只有0.8m,因此可以真实反映出钻头当前位置,还可以将得到的数据当作依据,以准确分辨上下岩性界面特征,这就解决了准确进入储层时机的数据支持问题。
        3. 提高钻井效率技术与应用
        要实现低渗油气田的钻井效率全面提升,需要在开采工作中做到钻井效率的提升,这就要求在以下方面采取有效措施:钻井速度提高、钻井周期缩短。全过程欠平衡钻井技术是常用的提高钻井效率的主要技术之一,另外还有旋转导向钻井技术以及气体钻井技术,下面用全过程欠平衡钻井技术进行说明如下。我国在这项技术方面已经取得了比较大的进展,许多设备、系统已经取得了突破性进展,比较有代表性的是井下隔离系统,另外还有旋转防喷导流系统等,在作业规程方面也取得了令人瞩目的突破,同时还有一些新型技术,比如欠平衡钻井设计技术和井控工艺技术等,他们在开采工作方面,给低渗油气田工作提供了重要支持。
        4. 储层保护技术与应用
        伤害严重是当前的低渗油气层面临的重要问题,所以,以渗透和伤害机理研究作为基础,并采用有效的储层保护技术进行针对性保护。组成低渗油气田储层保护的技术主要有低渗砂岩储层保护技术,下面对此技术进行说明。低渗砂岩储层保护技术采用钻完井液体系的方法,再利用毫米级屏蔽暂堵剂,就可以在密砂岩气层中实现对防漏堵漏的保护。研究结果表明,低渗油田中应用低渗砂岩储层保护技术,能够充分保证储层保护的实现,还能够加快油层的高效开发,非常具有应用意义。
        5. 低渗油气田完井关键技术与应用
        低渗油气田具有地质特征复杂的特性,因此完井工作也要求要采取较高的技术标准,这样才能够保障水平井的完善程度与产能[6]。提高固井质量关键技术是用于促进低渗油气田完井的技术之一,下面进行详细的说明。低渗油气田需要采用性能高、质量好的水平井固井,为了能够保证以上特性的实现,关键是要有一套完整的完井技术,包括防气窜水泥浆应用、还包括旋转尾管悬挂器和高性能塑形胶乳等的应用。完井技术的应用有助于提升固井质量,合格率也将相应提高,所以低渗油气田完井关键技术与应用非常重要。
        四. 结论
        我国目前在低渗油气田的开发钻井技术方面已进行了相当大量的工作,但是与国外先进技术相比还存在一定的差距。所以继续加强低渗油气田高效开发钻井技术,并进行优秀技术的推广利用,对于实现高效开发,提高我国能源利用率具有重要意义。
 参考文献
[1]谢森林,等. 我国海上低渗油气田开发钻完井技术研究[J].化学工程与装备,2015(4):25~29
[2]汤延帅,等.低渗油气田高效开发钻井技术的研究[J].技术研究,2016(3):77~78
[3] 周爱照,等.河3一支平1井TAMLS级分支井钻完井技术[J].石油钻探技术,2012(2):117~123
[4]于雷,等.生物酶完井液的研究及在低渗油气田的应用[J].石油钻探技术,2012(3):33~37
[55]武恒志.低渗油气田高效开发钻井技术研究与实践[J].石油钻探技术,2012(3):1~6
[6]彭柳,等.低渗油气田储层保护技术研究[J].中国石油和化工标准与制定,2013(14):139~140

 

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