用钻井方法提高单井产量和采收率.pdf
大庆石油学院学报 第3 4卷第5期2 0 1 0年1 0月 J OURNA L�OF�DAQ I NG�P E TR OL E UM�I N S T I TUT E� V � l . 3 4N � . 5O c � . 2 0 1 0 收稿日期�2 0 1 0 �0 8 �1 8 ��作者简介� 苏义脑1 9 4 9- � 博士� 教授级高级工程师� 博士生导师� 中国工程院院士� 主要从事油气钻井工程技术方面的研究. 用 钻 井 方 法 提 高 单 井 产 量 和 采 收 率 苏义脑�黄洪春�高文凯 中国石油集团钻井工程技术研究院� 北京�1 0 0 0 8 3 ��摘�要�介绍新时期油气钻井工程定位�特征�发展趋势及正在经历的3个转变�分析 用工程技术提高 单井产量与采 收率的4种途径� 增大井底压差� 减小油气流动阻力� 增大井眼与油层接触长度和保护油气 层� 论述利用钻 井新技术提高 单井产量的可行性.结合保护油气层� 特殊工艺井钻井等新技 术的原理 及应用情 况� 阐述应 用油气钻 井新技术 提高单井 产量与采收率的效果� 优势与前景� 指出提高单井产量是一项系统工程� 必须科学合理地 选择和规划� 应该 大力发展相关 钻完井关键技术与装备. 关�键�词� 钻井�提高产量�提高采收率�保护油气层�特殊工艺井 中图分类号�TE 2 4 3���文献标识码�A���文章编号�1 0 0 0 �1 8 9 12 0 1 00 5 �0 0 2 7 �0 8 0 � 引言 油气资源是经济社会发展的基础� 直接关系国计民生和国防安全.随着中国经济和社会的快速发展� 国内油气资源需求旺盛�石油供求缺口加大.据国家能源局公布的数据�2 0 0 9年�中国生产原油1 . 8 9�1 0 8 �� 净进口原油已高达1 . 9 9�1 0 8 � �� 原油进口依存度首次超过国际警戒线达5 1. 2 9.中国已成为世界第二 大油气资源消费大国� 资源供给面临空前的压力� 已对国民经济持续发展和安全构成了潜在的威胁.据中 国工程院预测� 到2 0 2 0年石油对外依存度将达到6 0.为解决中国油气资源安全供给问题� 除加强国内 资源勘探�加快探明储量的开发和实施“走出去“战略外�提高单井油气产量和采收率也是一条十分重要的 途径.截至2 0 0 8年底� 中国累计探明石油地质储量2 8 7�1 0 8 � �� 如果采收率再提高1� 则相当于可采储量 增加了2.8 7 �1 0 8 � � .近3 0a来� 国外油气钻井工程的作用与技术内涵已经发生了重大转变� 在提高单井产 量和采收率方面已经发挥了重要作用且见到了很好效果.因此� 正确认识和理解我国当今钻井工程技术定 位�发展趋势和方向�充分发挥它在提高单井产量和采收率方面的作用�是十分重要和迫切的. 1 � 当今钻井工程的定位� 特征和发展趋势 钻井工程是石油工业不可或缺的重要组成部分� 以钻井为代表的工程技术和勘探� 开发共同构成支撑 石油工业上游业务的三大支柱.钻井工程的功能是构建从地下储层到地面的油气通道和采集地层信息� 高 投入�高产出�高风险和高技术四高是当代油气钻井工程的特征.特别是2 0世纪8 0年代中期以来�钻井 的“高技术“特征�即信息化�智能化�集成化特点愈加明显 �1�. 纵观当今世界钻井技术� 总的发展趋势是向“ 更深� 更快� 更经济� 更清洁� 更安全和更聪明 六更 “ 的 方向发展.更深是指在现有基础上向更深地层更深水下寻找和开采油气� 更快就是提高钻井速度� 更经济 就是降低“吨油“钻井成本�更清洁就是注重环保和保护储层�更安全就是注重钻井作业安全特别是人身安 全�更聪明就是不断追求创新�通过各种智能化技术�新型钻井方式和新井型的变革来大幅度提高油气勘 探开发效果� 实现效益最大化. 目前钻井工程和技术正在经历“三个转变“ �或曰“三个扩展“ �即钻井的功能由构建一条传统意义上的 油气通道向提高勘探成功率和开发采收率及油气产量转变扩展 �钻井技术也由单一解决工程自身问题 向解决“ 增储上产“ 问题转变 扩展 � 如水平井� 分支井� 欠平衡钻井� 地质导向钻井� 储层保护钻井液等技 � 72 � 术即为其例� 我国的钻井科研逐步从学习和跟踪国外为主向自主创新转变 扩展� � 以充分保证钻井工程技 术的可持续发展.作为勘探�开发的“下位“技术�钻井的目的是为“上位“提供更好的�更全面的服务和技术 保证�勘探�开发需要钻什么样的井�钻井工作者就要钻成这样的井�而且要保证钻好这样的井. 2 � 提高单井产量和采收率的钻井技术 提高油气井单井产量与采收率是一项系统工程� 其贯穿于地质� 钻井� 开发� 采油等作业的全过程中. 总的来说需要做到“ 摸清情况� 优化设计� 优质施工“.摸清情况就是需要在前期地质及勘探过程中� 把准油 气产层层位�精确描述各项油藏参数�为后续挖潜增效提供基础和依据�优化设计即在钻井和采油过程中 优选适当的工艺技术手段� 通过保护油气储层� 增加井底压差� 减小油气运移阻力� 增大井眼与油气层接触 长度� 以实现油井的产量最大化� 优质施工即在各项工程施工过程中保证设计的优质� 高效� 安全与可靠 实现. 油气田开发工作者致力于减小油气运移阻力方面的研究来提高单井产量和采收率�发展了压裂�酸 化� 热力采油技术等� 以及用注聚合物驱和化学驱来减小运移阻力和增大驱油波及体积� 还有一系列技术 着眼于增加井底压力� 如水驱� 气驱� 排水降压等� 在经济合理� 最大限度的开采石油方面发挥了重要作用. 除此之外�还在探索其他一些新技术以进一步提高单井产量和采收率. 近些年来� 钻井技术的快速发展� 特别是井眼轨迹测控技术的不断进步和地质导向钻井技术的突破� 推动了水平井� 分支井及大位移井等特殊工艺钻井技术的规模应用� 将井的功能由原来的“ 构建地面与井 下的油气通道“扩展为大幅度提高井筒在储层中有效进尺与增大油藏直接连通能力�新型钻井液与完井液 技术�欠平衡钻井包括气体钻井�泡沫钻井和充气钻井液钻井等�技术迅速发展�将钻井液的功能由携岩 与保持井下安全拓展到保护储层与提高单井产量领域� 智能完井� 连续管等新技术的不断突破� 正逐渐改 变传统的油� 气生产方式� 其在优化油井生产效率及挖潜增效方面的巨大潜力日益凸显.国内外油气开发 的历史与近些年的成功经验证明�钻井新技术已成为大幅度提高单井原油产量与采收率�降低石油开发成 本的有效途径. 2 . 1�油气层保护技术 钻井是首先接触油气层的工艺环节�改变油气藏原始状况和物性参数�因而直接影响到油气井的产 量�寿命�增产措施的效果和开发效益.因此�钻井过程中保护油气层显得尤为重要. 根据经典油气井产能公式� 当油气井完钻� 油层条件� 油井条件及生产方式确定后� 地层渗透率是影响 单井产量与采收率的最主要因素.保护油气层的核心问题就是保护地层的渗透率.目前国内外钻井保护油 气层技术主要集中在新型钻完井液和钻井工艺上. 1�新型钻井液与完井液技术.油气钻探过程中�钻井液完井液等入井流体始终与井内流体和地层接 触� 对储层保护具有至关重要的作用� 必须有利于发现并保护油气层� 有利于取全取准资料和及时正确评 价储层.因此� 保护油气层首先要合理选择和设计钻井液完井液体系� 确保处理剂与储层岩石和储层流体 配伍�无毒且能生物降解�加强新材料�新工艺的应用. 图1�国内外主要钻井液 类型统计对比 ��近年来� 国外钻井液和完井液技术发展较快� 普遍 着眼于钻井液和完井液技术的统一�出现了一批新型钻 完井液.典型代表是油基类钻井液技术迅速发展和系列 配套� 应用比例接近5 0 � 很好地保护了油气层和减少 复杂事故� 已成为国外很多国家和地区 如墨西哥� 委内 瑞拉等中南美洲国家�指定必须采用的钻井液.我国在 这方面尚处于起步阶段 见图1�. 2� 欠平衡钻井技术.造成油气层损害的另一主要 因素是井内液柱压力大于地层孔隙压力.欠平衡钻井是 指钻井过程中钻井液液柱压力低于地层孔隙压力�允许 � 82 � 大�庆�石�油�学�院�学�报��������������第3 4卷�2 0 1 0年 地层流体流入井眼, 循环出并在地面得到有效控制的一种钻井方式.包括低密度钻井液欠平衡钻井, 泡沫 钻井,气体钻井,雾化钻井,充气钻井液钻井,淡水或卤水钻井液钻井及泥浆帽钻井等. 由于减少了压差,阻止了滤液和固相进入储层,因而能够最大限度地发现和保护中,低压油藏,以获取 比常规过压钻井高得多的经济效益.另外, 欠平衡钻井还可以克服液柱的压持效应, 提高破岩效率, 解放钻 速, 缩短建井周期, 减少钻井液对储层的浸泡时间, 降低污染, 提高产量.这些优点使得该技术在北美地区 得到了广泛的应用,美国和加拿大的欠平衡钻井数已经占其总钻井数目的1�3或更多. 图2�中国陆上2 0 0 5�2 0 0 9年欠平衡钻井数统计 ��近年来,国内欠平衡�气体钻井技术也得到了快速 发展,2 0 0 9年全国完钻2 9 0口 见图2 , 占年钻井总数 的1.欠平衡�气体钻井的应用大幅度提升了储层保 护,油气发现水平和单井产量.如2 0 0 5年6月,在吐哈 盆地典型“ 三低“ 储层进行了多口井氮气钻井, 使该地区 首次获得了高产油流, 其中红台2-1 5井同比红台2 0 4 井改造前油气当量提高了3 . 6 2倍.胜利油田滨南地区 滨4 2 5�平1井采用充氮气欠平衡钻井,裸眼完井投产 后, 初期日产原油2 8� 是邻井直井的4�5倍 , 日产 天然气1 � 3 0 0m 3. 2 . 2�特殊工艺井钻井技术 我国从“ 七五“ , “ 八五“ 连续开展定向井, 丛式井, 水平井钻井技术的攻关以来, 已形成了水平井, 定向 丛式井, 分支井和大位移井等一系列特殊工艺井钻井及配套技术.特别是近年来我国在井下控制工程领域 不断取得进展与地质导向技术的突破,实现了井眼轨迹在油层中朝着提高单井产量和采收率的方向任意 延伸.在油藏地质条件不是很确定的条件下,这些钻井技术能够充分保证钻井工程,油藏工程与采油工程 在提高采收率方面的互补和统一, 实现了“ 少井多产“ 的目标. 1 水平井钻井技术.水平井是指井眼轨迹达到水平后 或井斜角大于8 6 � , 井眼继续延伸一定长度 的定向井.其突出特点是井眼穿过油层的长度长,有效连接地下各个不同油藏或不同流体单元,最大限度 增大了油井和油藏的接触程度, 以及增大油藏直接连通能力的通道, 所以油井的单井产量高.水平井的核 心技术之一是井眼轨迹有效控制和导向钻井. 水平井是目前油气开采中提高单井产量和采收率普遍应用的钻井新技术,已在世界范围内得到规模 应用 �2�, 并且随着技术的进步,成本越来越低,特别适用于裂缝性油藏,底水,气顶油藏或低渗油气藏实现 高效开发� 3�. 根据美国油气杂志统计, 美国和加拿大年钻水平井数分别占总井数1 2和2 0 见图3.通过水平 井的应用,使美国石油可采储量增加了1 3. 7�1 0 8 � � .目前美国水平井钻井成本已降至直井的1. 5�2倍, 甚至有的水平井成本只是直井的1.2倍, 而产量是直井的3�8倍, 增产效果十分显著. 国内陆上水平井应用规模, 领域, 水平和效果近年来均实现了跨越式发展.中国石油, 中国石化累计年 钻水平井1 � 0 0 0口以上见图4 ,提高新井单井产量3�5倍,取得了“三提“ 提高了新井单井平均日产量, 提高了储量动用程度,提高了油藏的采收率 , “三降“ 降低了开发钻井数,降低了土地占用总量,降低了开 发操作成本 的显著效果� 同时, 规模应用也有力地促进了水平井技术的快速进步.但总的来看, 国内水平 井应用规模还不算高, 占年钻井总数5.3 见图3 , 比例是美国的1�2. 钻井技术的进步促成了水平井与其他新技术的集成应用,特别是“水平井欠平衡钻井“ , “水平井 气体钻井“等技术集成的推广应用,使单井产量得到了进一步提高.如四川广安0 0 2-H 1水平井采用井下 套管阀实施全过程欠平衡钻水平井, 水平段钻遇储层1 �6 6 3m, 储层钻遇率8 2.7, 直接投产, 单井产量是 邻近直井压裂的5倍.四川广安0 0 2-H 8水平井采用氮气钻水平井见图5 ,用EM-MWD测量轨迹, 气体钻水平段长4 3 8. 8m,直接投产,单井产量是邻近直井压裂的1 0倍. 伴随水平井, 分段压裂等钻完井关键技术的突破, 长水平井钻井技术开始规模应用, 并为页岩气高效, � 92 � 第5期������������������苏义脑等�用钻井方法提高单井产量和采收率 图3�2 0 0 8年中国� 美国 和加拿大完 成定向井� 水平井及所占比例对比图4�中国陆上2 0 0 5�2 0 0 9年完成水平井井数统计 图5�广安0 0 2-H 8气体钻水平井钻井示意 经济开发做出了巨大贡献.如 美国F � � � � W� � � h盆地B a � � e � � 页 岩 气2 0 0 0年 钻 井 井 数 为 9 3 7口� 以直井压裂为主�2 0 0 8 年 钻 井1 � 8 6 3口�水 平 井 占 5 6� 日 产 量也 从2 0 0 0年 的 2 2.6 5 �1 0 4 �m3 提高到2 0 0 8年 的4 5.3�1 0 4�m3. “ 2 � 0 0 0m长 水平井多段压裂完井“技术 极大提高了美国页岩气开发产 量与采收率. 2 0 0 0年美国页岩 气年产量为1 2 2 �1 0 8 �m3� 2 0 0 7 年美国页岩气总产量接近5 0 0 �1 0 8 �m3� 占美国天然 气总产 量的8以上�2 0 0 9年五大页 岩气生产盆地年产天然气已达 图6�美国页 岩气 产量 及增 长趋 势�据N a � i g a � � C � � � � l � i � g�I � c . 2 0 0 8年� 9 0 0�1 0 8 �m3 超过中国常规天 然气年产量� � 并处于强势发展中 见图6�. 中国页岩气资源丰富�据国家能源局数据显示资 源量达3 0�1 0 1 2 �m3� 开发前景广阔�但页岩气藏渗透 率非常低0.0 1�0. 0 0 0 �0 1��1 0 -3� m 2� 要实现经济� 高效开发需要钻井核心技术的突破. 2�分支井钻井技术.分支井是国外用来提高产量 和采收率的又一利器.据美国统计� 分支井自2 0世纪 9 0年代开始应用到2 0 0 8年底� 全球共钻 各种类型分 支井8 � 7 5 0口�其中美国5 � 4 0 0多口�加拿大2 � 3 0 0余 口�已经实现了系列化和标准化. 所谓分支井是在单一井眼里钻出若干个支井� 并 且回接到单个主井筒的钻井技术� 其效果相当于在井 下开发了加密井�实现一个井眼中获得最大总水平位移�增加了单井泄油面积�提高了综合效益.除了具有 水平井的常规优势外� 还可钻遇多个不同空间位置的产层� 特别适用于低渗透油层� 重油油藏� 多层薄油 层� 裂缝性油层� 复杂断块油藏的高效开采� 而施工综合成本低于单个水平井 见图7�. � 03 � 大�庆�石�油�学�院�学�报��������������第3 4卷�2 0 1 0年 图7�各种井型单位产量成本 对比�数据来自 壳牌 石油公司� ��根据分支 井的数量� 方向及与 主井眼的连接方 式�分支井通常种类�迭加式双或三水平分支井�反向 双分支井�二维双水平分支井�二维三水平分支井�二 维位移� f f � e � 四分支水平井� 二维反向四水平分支 井� 迭加�定向三分支水平井� 辐射状四分支井� 辐射 状三分支井�迭加辐射状四分支井等.随着技术进步� 近年来又出现了新的多分支井类型�鱼叉型�鱼骨型� 树根型� 混合型.依据功能和完井连接的复杂性� 分支 井技术 级 别 划分 为TAMLT e c h � � l � g ��A d � a � c e - m e � � � � f � M � l � i l a � e � a l �标准1 �6 �级.目前�分支井技 术已朝着MR C 最大储层有效进尺 钻井�E R C 极大 触及储层井 钻井新技术方向发展� 4�. 多分支水平井钻井技术是指在水平段侧钻出2个或2个以上分支井眼的水平井�是高效开发油气藏 的理想井型�能够让即便采用了水平井开发也仍处于经济边缘的油田开发产生经济效益.如美国A � � � i � C h a l k地区和欧洲北海地区� 用多分支水平井开发� 其“ 吨油成本“ 达到了最低. A � � � i ��C h a l k地区的直井 水平井多分支水平井的吨油成本比为1.00. 4 80. 3 9�欧洲北海地区为1. 00. 7 70. 5 6.该技术 进一步减少开发井数量�即减少了开发井钻井进尺�大幅提高单井产量的同时减少了对环境的污染. 图8�中国石油 2 0 0 6�2 0 0 9年完成分支井统计 ��近年来� 国内分支井技术也得到快速发展� 分支井完 井技术已达到国际TAML 4级� 并向5级迈进� 实现了单 井产量和开发效益的大幅度提高.如1 9 9 8年9月�南海 西部公司钻成我国海洋第一口多底井W l l -4-A 1 1 B� 1 1 C � 产量是斜井单井的3倍.2 0 0 2年� 渤海S Z 3 6-1油 田钻成水平四分支井S Z 3 6-1-C F 1� 开井生产后初产 能为7 9m 3� d�是邻井的3倍. 我国多分支水平井钻井工艺日趋成熟� 配套技术能 力逐渐增强.如中国石油集团发明了D F-1型和膨胀管 定位分支井系统�并进行了规模化应用.近4年来共完钻 各型分支井1 0 0余口见图8 �开发效益成倍提高.辽河 图9�边台3 -H 3 Z井双主分支鱼骨水平井示意 油田静5 2-H 1 Z井实现水平 段内钻进2 0个鱼骨分支� 水平 段累计进尺4 � 3 3 4 m�各 项指 标达到了国际先进水平.辽河 边台潜山采用分支水平井整体 开发�共部 署实施分支水平井 7口�其中边 台3-H 3 Z在第 一分支井眼� 第二分支井眼中 分别完成了6个鱼骨分支和5 个鱼骨分支�油层内 总进尺4 3 7 0m�是国内 目前 结构 最复 杂的分支 水平井 见 图9 � 该 井日产油是相邻直井的1 5倍. 在中国长北区块低孔�低渗气田�S h e l l公司利用国际上先进的分支水平井经验�采用单支水平段长2 � 0 0 0 m的多分支水平井� 实现了低效气田的高效开发.目前已投产1 2口双分支水平井� 其中有9口井的日产量 � 13 � 第5期������������������苏义脑等�用钻井方法提高单井产量和采收率 超过1 0 0� 1 0 4 �m3� d� 整体生产情况比原设计超出3 0. 图1 0�山西沁水盆地煤层气多分支水平井开发示意 ��多分支水平井钻井技术已 成为我国低产煤层气经济开发 的主体技术.截至2 0 0 9年底� 中国石油在山西沁水盆地煤层 气开发中规模实施多分支水平 井�完成1 6个井组4 8口羽状 分支井 见图1 0 �5�1 0个分 支在煤层中平 均穿越4 � 2 8 0m 长.目前投产3 6口井�最高单 井日产气量达4 . 6�1 0 4 �m3� 平 均单井日产气1 . 0�1 0 4 �m3� 是 直井 压裂 后 产气 量的6�1 0 倍�建成了2. 5�1 0 8 �m3 煤层 气生产能力. 3大位移井钻井技术.大位移井是指井眼水平距离与垂直距离之比在2以上的井�主要应用于海上 油田和滩海油气田的开发以实现“海油陆探“和“海油陆采“ �或开发陆上几个不相连的小断块油气田.旋转 导向技术� 优质钻井液� 减摩降扭技术和漂浮下套管技术的突破� 为大位移井成功钻井及推广提供了技术 保障. 目前国外已成功钻成数百口大位移井 �5�� 水平位移超过1 0 � 0 0 0m的井有3口英国W� � c h � F a � m油 田的M1 1井�M 1 6井�阿根廷A � a油田的C N-1井 �其中M1 6井水平位移最长1 0 � 7 2 8. 4m�水平垂深比 达到6. 5 5.英国W�� c h�F a � m油田的大位移井� 屡创世界水平位移纪录� 经济效益显著� 投资降低了5 0� 即节省了1. 5亿美元� 使油田提前3a开发. 图1 1�庄海8断块大位移井实现“海油陆采“示意 ��我国南海西江2 4-3 �2 4- 1油田大位 移井成功实现了“ 一台 平台 多采“ � 其中 X J 2 4 -3-A 1 4井 创 出当 时 水平 位 移8 0 6 2. 7m的世界纪录�X J 2 4 -3-A 1 4 �A 1 7 井试产期间日产油 量达7 � 0 0 0桶.南海东 部流花油田B 3 E RW4大位移井创造了水 平位移5 �6 3 4m� 水垂比为4.5 8 从海底泥 线算起为6. 1 3.大港油田庄海8断块距1 号人工岛直线距离3�5km� 目前已钻成 了1 1口大位移水平井� 成功实现了浅滩海 地区“海油陆采“见图1 1. 4地质导向钻井技术.地质导向钻井技术是通过“测�传�导“的功能�即通过近钻头地质参数与工程 参数的测量� 井下与地面的双向信息传输和地面控制决策� 引导钻头及时发现和准确钻入油气层� 并在油 气层中保持很高的钻遇率� 从而提高发现率和油气井产量� 达到“ 增储上产“ 的目的.该技术大大缩小了水 平井井眼轨迹控制的几何靶区�并实现对油层的地质跟踪�可实现1. 0m及以下薄油层的有效动用.在薄 油层水平井中�它的这一优势愈加突出.如墨西哥湾的某油田�先前使用常规技术所钻8口井的总产量仅 为9 2 3桶�d� 后来�A � a d � i l l公司应用地质导向技术在该油田钻成1口高质量的水平井� 日产原油达1 �7 9 3 桶�使这一枯竭的油田得以重新复活.中国石油L UHW 1 8 3 3井�油层厚度薄仅1�2m �构造复杂�采用 地质导向实钻水平段长3 0 4m�油层钻遇率9 1. 8 �单井产量提高了4倍. � 23 � 大�庆�石�油�学�院�学�报��������������第3 4卷�2 0 1 0年 图1 2 �C G D S -1近钻头地质导向钻井系统示意 ��中国石油集团研制成功的具有独立知识 产权的C GD S -1C h i � a � G e � � � e e � i � g�D � i l l i � g S � � � e m近钻头地质导向钻井系统见图1 2 已实现产业化� 目前具备年产1 0套的能力.至 2 0 1 0年5月� 该系统在冀东� 辽河� 四川和江 汉等油田应用累计2 8口井�取得很好的效果� 所钻最薄油层厚度仅为0. 6 6m�大大提高了 钻井过程中对地层岩性的认识及施工决策水 平�有效解决我国薄油层�非均质储层�边底水 油藏等复杂地质和油藏条件下单井产量低和 采收率低的问题. 5 超短半径水射流径向钻井技术.超短 半径水射流径向钻井是利用高压水射流冲蚀 地层钻孔�利用高压软管作为送进喷管�能在现有井筒内较容易地钻出多个径向分支井�不需复杂的造斜� 轨迹控制等操作� 目前广泛研究与应用的技术主要包括水力深穿透技术和水射流钻径向水平孔技术� 6 -7�. 该技术能够以极短曲率半径钻穿套管并向周边地层钻出一段长几十米的水平通道�不仅穿过近 图1 3�水射流钻径向水平孔技术示意 井污染带�而且没有传统射孔造成的二次压实带�使油 井完善程度提高 见图1 3.随着不断发展和完善� 该技 术已经由最初的解堵� 近井带改造和薄油层� 垂直裂缝 性油藏等特殊油藏的增产作业技术�逐步发展为具有普 遍意义与作用的提高单井产量和采收率的有效手段. 国外多家公司正在不断地研究开发径向水平钻孔 工具� 其中加拿大的P E公司在1 9 8 4年首先开发出了 第一代产品� � �“喷管“式径向钻孔工具�并在美国和加 拿大应用百余口井� 一般一趟钻可钻出4�8个径向孔 眼� 是常规射孔加砂压裂投产井油气产量的2�3倍. 近年来�我国许多单位对径向水平钻孔工艺�工具 进行了研究探索.国内天津波特耐尔公司经第三方引进 WE S技术� 于2 0 0 7�2 0 0 9年作业3 0多口井� 主要用于深度2�0 0 0m以内的井.安东石油公司2 0 0 9年9 月� 引进R a d J e �工具� 开展了多口井的现场试验.中国石油钻井工程技术研究院于2 0 0 9年完成了水射流 钻径向水平孔所需的相对方位定向工具�地面设备及相关井下工具的研究与现场试验�掌握了自牵引喷嘴 及马达驱动对套管钻孔等核心技术. 6 “U“ 型井钻井技术.所谓“U“ 型井是指从地面相距一定距离钻2口井1口直井1口水平井或2口 水平井 �并使2口井在储层内连通的井型.该技术国外主要用于开发稠油和煤层气�提高产量和采收率. 如俄罗斯鞑靼石油有限公司在稠油开采中试验成功“U“型井的蒸汽重力泄油�可突破目前注蒸汽开发条 件下稠油油藏S AGD水平井水平段长度限制� 克服水平井蒸汽吞吐递减过快的难题� 有效补充能量� 显著 提高了厚层非均质稠油油藏的单井产能和最终采收率.澳大利亚研究的“U“ 型井钻井新技术在煤层气开 发领域获得成功�在煤层中钻长度超过2 � 0 0 0m的水平井�在其末端钻一口对接井连接�用于排水采气�煤 层气产量提高了3 �8倍. 2 . 3�其他几项技术 1连续管技术.连续管技术已成为石油天然气勘探开发领域中一项应用广泛的新技术�国外已广泛 应用于钻井�测井�修井及增产作业等多个领域 �8�� 连续管作业机被誉为“万能作业机“.用连续管钻定向井 的费用是常规方法的2 5�7 5� 钻侧钻井成本是常规侧钻的3 0�4 0.连续管排水采气已成为死井 � 33 � 第5期������������������苏义脑等�用钻井方法提高单井产量和采收率 复活的有效措施.用“ 连续管欠平衡 气体 钻水平井�分支井“ 已成为提高单井产量, 油田增产和开发难 动用储量的主导技术之一. 截至2 0 0 8年底,全世界采用连续管钻井技术完钻的总井数约为1 1 � 0 0 0口,今后每年应用连续管技术 钻井数将达到1 �0 0 0口左右. 目前加拿大应用连续管技术钻井的数量占全世界应用连续管技术钻井总量 的8 5以上.威德福和斯伦贝谢公司的技术处于主导地位. 中国石油建成了国内首条连续管生产线,也是世界上第三条连续管生产线,填补了国内空白,并试制 成功了首盘7�6 0 0m CT 8 0钢级�3 1. 8mm�3. 1 8mm连续管,首次下井取得成功. 研制出了国内首台具有 自主知识产权的“C T 3 8连续管作业机“ , 技术参数和整机性能与国外先进产品相当. 2智能完井技术.智能完井系统通过在油气井中下入温度,压力,流量等永久式传感器和可调控流量 机构及配件,实时监测和分析油井生产状况及油藏信息,控制井下流体的流动,可有效提高采收率.特别适 用于水平井及多分支复杂结构井, 高压气井等. 智能完井技术从l 9 9 6年起投入应用, 近年来发展迅速� 9 -1 0�. 2 0 0 5年全球安装智能井完井系统达1 3 0 多口井,此后以每年8 0 的速度增长�2 0 0 8年底全球已超过1 � 5 0 0口油气井安装或部分安装了智能井系 统,平均提高采收率1 0左右.目前,国外已经可以测量各油层流体组分,并开始应用微地震传感器及油 藏成像与4 D地震油藏监测技术, 开始逐步向更高层级的智能井技术迈进. 国内胜利油田2 0 0 2年从国外引进了一套直井多层永置式监控系统.中国海洋石油总公司与斯伦贝谢 公司2 0 0 2年成功地设计并实施了T AML第6级分支井的智能完井. 智能完井技术将是为未来1 0�2 0a油气生产方式带来革命性进步的技术, 也是带动石油科技进步, 提高产量, 促进相关高新技术发展的引领性系统技术之一. 3 �认识与建议 1先进的钻井技术能有效增大井底压差,减小油气流动阻力,增大井眼与油层接触长度,保护油气 层,有效保护和改善油气层渗透率,从而提高单井产量和采收率. 2 影响单井产量的原因很多, 有储层本身因素, 也有钻完井工程因素.要提高单井产量和采收率, 必 须将油藏工程与先进钻井方法和保护油气层技术有机结合起来,并作为一个系统工程来加以考虑,根据油 藏特点,合理规划,科学选择钻井方式与增产手段. 3 用钻井方法提高单井产量和采收率是一项十分有效的技术, 也是钻井技术的发展方向. 4 我国应大力发展提高油气井单井产量和采收率的钻完井关键技术与装备, 为保障国内油气安全供 给和产量“稳中有升“提供强有力的技术支撑. 参考文献� �1��苏义脑, 周煜辉, 黄洪春.高歌奋进, 为油开道�J�.石油科技论坛,2 0 0 9,5�9-1 6. �2� �Q i �gh � �g �Y,L i � h e ��G,P e �g �Z�T,e ��a l . P � � d � c � i � ����� i m i � a � i � ��� f�h � � i � � � � a l�� e l l ��i ��a�h e a �� -� i l�f i e l d�R�. S P E 1 2 3 5 0 4,2 0 0 9. �3� �T � � h a ��Y i l d i � . P � � d � c � i � i �� �� f�� e l e c � i � e l� � �e � f � � a � e d�h � � i � � � � a l�� e l l ��R�. S P E 9 0 5 8 0,2 0 0 4. �4��K h a l i f a h� M.A l - Am � i .C a � e � h i � � � � �- � � � l d’� � f i � � � � � l i m � � � e � � h � l e � � m a � � � MRC � � e l l ��R�. S P E 1 1 7 0 5 0,2 0 0 9. �5��C � � h a � J � C,M� � e i � a � O,A � e � e d � � G� H,e � � a l . C h a l l e � g e � � � � � d � i l l i � g �a � d � c �m � l e � i � � � � � e � a � i � � � � � f � d e e ��� e l l � � i � � � l � � a -d e e � � a � e � � � � � e � � i � � h e � g � l f � � f � m e � i c ��R�. S P E 1 2 5 1 1 1,2 0 0 9. �6� �B � � � i�M,B i a � � � � � i�H,S a l � m � � e�G.R a d i a l�d � i l l i �g �i ��a �ge � � i � a�R�. S P E�1 0 7 3 8 2,2 0 0 7. �7� �胡强法.零半径水射流径向钻井技术的研究与应用�J�.石油机械,2 0 0 9,1 2. �8��J � h � � � �� M� O,H� a � � � R� G.U � i � � e � T h � � � g h � � � b i � g � c � m � l e � i � � � � m a � i m i � e � � � � d � c � i � � � a � d � l l e � i b i l i � ��R�. S P E 9 2 3 9 2,2 0 0 5. �9��O l � � � l e � � � D � K,M� � a d � � � K� M,A l - K h e l a i � i � F � T,e � � a l . E f f i c i e � � � i � � e l l i g e � � � � e l l � c l e a � � � �� � i � g�d � � � h � l e � m � � i � � � i � g�R�. S P E 1 2 2 2 3 1, 2 0 0 9. �1 0� �M� � a d � ��K�M,D a � i e ��D�R. Z � � a l�� a � e�a l l � c a � i � ��i ��i � � e l l ige � ��� e l l ��R�. S P E�1 2 1 0 5 5,2 0 0 9. � 43 � 大�庆�石�油�学�院�学�报��������������第3 4卷�2 0 1 0年 �a�e ��i � � � � d � c e ��a�f e ��i m�� � � a � ��d e � e l ��m e � � ��i � c l � d i �g“H igh�e l a � � i c i �� �f l � � d i �g“ �“S � � f a c � a � � ��� i � h � ��a l k a l i�i ��� h e���� � e m“ �“P � � d � c i �g �a � d�i �je c � i �g �i ��� h e�� a m e�� e l l�b � � e“ �“T e c h � � l �gi e ��� �� �� � d � c e�a � d � � a � � f e ��h igh�� i � c � � i ���h igh� �� � �� �� i � ��c � � d e“a � d“P � � d � c � i � ��� e c h � � l �gi e ��� � i � a b l e�f � ��c h e m i c a l�f l � � d- i �g“. K �� �� � � � ��e � h a � c e d�� i l�� e c � � e ���i m�� � � e d�� i l�� e c � � e ����� l�m e ��f l � � d i �g�� � � f a c � a � ��f l � � d i �g�� i l�� a- � e ��� e�a � a � i � ��a � � i f i c i a l�l i f � E � � � � � � �� �� � � �� �� � � � � � � � ��� � ��� � � � � � �� �� � � ���� �� ��� � � � �� �� � � � � � �� �� � � � � � ��2 0 1 0�3 45� �2 7 -3 4 S U�Y i-� a ��HUANG�H � �g -c h � ��GAO�We �-k a i I � � � � � � � �� ���W � � � � ���D � � � � � ���E ��� � � � � � ���P � � � � C � � � ��G � � ���B � ��� ��1 0 0 0 8 3�C � � � �� A � � � � � � ��T h e� �a�e ��i � � � � d � c e ��� h � e e�m aj� ��� � a � � f � � m a � i � � ��i ��� e l l�d � i l