[00336514]水平井选择性完井工具和工艺研究

随着国内各油田逐步进入勘探开发的中后期，勘探开发的难度和成本显著增加，研究和应用高效的稳产增产工艺和措施，成为各油田发展和壮大的必走之路。国内外的研究和应用实践证明，水平井技术能够较直井大大地增加井眼在生产层中的长度和产层的泄油面积，提高油气产量，减缓水锥和气锥的推进速度，其勘探开发效果相当于直井的3～6倍，因此，集团公司要求各油田今后要钻探更多的水平井来投入开发生产，每年预计都将超过1000口水平井。虽然水平井钻井技术发展已经比较成熟，而水平井完井方式则发展比较缓慢，目前水平井完井方式主要有：裸眼完井、尾管射孔完井和筛管+裸眼封隔器完井。裸眼完井方式是最为简单和低成本的完井方式，但由于其自身的应用局限性和缺陷，已经很少应用；尾管射孔完井方式是目前国内最为广泛和最主要使用的完井方式，该方式有利于避开夹层水、底水、气顶，可实施水平段分段射孔、试油、注采和进行选择性增产措施，但是产量较低，不能充分发挥水平井的产能优势；筛管+裸眼封隔器完井方式既起到裸眼完井的作用，又防止了裸眼井壁坍塌堵塞井筒的作用，同时在一定程度上起到防砂的作用，而且能提供足够的流通面积，储层不受水泥浆的污染，可防止井眼坍塌，成本相对较低，能够最大限度发挥产能，但是如果出现产层变化如水锥等复杂情况后，没有很好的解决处理方法。目前我国各个油田水平井完井情况大致如此，对于水平井在生产层段多，又具有各自单独油气顶和油水界面的复杂油气藏开采所需的多层单油管选择性完井技术，则还没有相应的解决办法。而管外封隔器+滑套选择性完井方法能够解决这些难题。管外封隔器+滑套选择性水平井完井方法综合了尾管射孔完井和筛管+裸眼封隔器完井两种完井方法的优点，产量高而且可以采取多种作业方法进行改造产层，是一种较先进的完井方法。该选择性完井方法是通过在地面能够进行开关操作的滑套和高性能的管外封隔器和特型尾管悬挂器等工具和设备的配合使用，实现多层单油管选择性完井工艺，不仅能够防止地层水侵入和分层段试油、采油，同时还具有裸眼完井渗流面积大，完善程度高等优点，同其它完井方式相比，还可以采取大强度酸化、压裂等措施和特殊修井作业。正是由于目前水平井完井技术存在许多无法消除的缺陷，导致水平段层间互窜、井眼寿命缩短、采收率及产量降低，达不到采用水平井高效开采的理想效果。而采用选择性完井技术，不仅可以克服注水泥完井技术存在的缺陷，又可以良好地实现层段封隔，达到单一井眼条件下多层或单层复杂油气藏选择性分层封隔、开采、封堵和作业。因此，开展选择性完井技术专项研究对提高油气藏开采效率和保护油气藏具有重要意义。研究内容：（1）基础理论研究：分析研究水平井井眼尺寸及轨迹条件下，能够顺利入井管柱的几何参数及其强度之间的关系，建立相关的力学模型及计算方法，确保工具能够安全入井。（2）选择性完井方法研究：针对油气井开采过程中，可能的完井方法进行分析和研究，确定选择性完井方法。（3）选择性完井工艺研究：根据确定的选择性完井方法和油气藏的不同分布，研究制定相应的选择性完井工艺。（4）选择性完井管柱结构研究：根据基础理论研究的成果，按照选择性完井方法和工艺，针对目前应用最多的6″完井井眼井身结构，设计4″选择性完井管柱结构。（5）选择性完井配套工具设计研究：根据研究制定的选择性完井管柱，设计或配套4″水平井选择性完井工具---滑套、滑套开关工具、管外封隔器、扶正器和引鞋等。（6）适用性及应用范围研究：根据选择性完井工艺及其管柱结构，针对不同的井眼尺寸及其轨迹和油气藏特点及分布，研究制定选择性完井技术适用条件和范围。（7）现场施工工艺及应急措施研究：根据选择性完井技术工艺，结合钻完井作业现场及其设备情况，制定选择性完井技术现场施工工艺规程；并针对施工中可能出现的复杂情况，制定相应的技术措施。4、技术经济指标：（1）水平井井眼尺寸及轨迹和完井管柱结构力学关系模型建立。（2）研制的4″水平井选择性完井工具滑套无故障开关次数达到200次以上。（3）研制的4″水平井选择性完井工具承受相对压差≥20MPa。（4）研制的4″水平井选择性完井工具耐温达到150℃。（5）研制的4″水平井选择性完井工具入井成功率达到98%以上。（6）研制的水平井选择性完井工艺和4″水平井选择性完井工具性能满足现场施工要求，至少在一口试验井中使用3个以上滑套的选择性完井管柱，并可选择任意滑套进行开关控制。