1-复杂结构井开发与开采_绪论.

复杂结构井开发与开采中国石油大学(北京)石油工程学院学生班级：石工2009级、2010级授课学时：32讲课教师：安永生E-MAIL：[e-mail]联系电话：89734339138101840581复杂结构井概述2复杂结构井钻井技术3复杂结构井完井技术4复杂结构井生产动态分析与产能预测5复杂结构井设计与优化6复杂结构井开采工艺7智能井技术8复杂结构井应用实例主要内容1复杂结构井概述中国石油大学(北京)石油工程学院复杂结构井开发与开采学生班级：石工2009级、2010级授课学时：32讲课教师：安永生E-MAIL：[e-mail]联系电话：89734339138101840581.课程的主要任务2.课程内容体系及学习要求3.复杂结构井的概述概述概述课程目的本课程是石油工程专业的一门专业技术课。本课程的任务是从油藏工程、钻完井工程、开采工艺和增产措施四个方面介绍复杂结构井特有的分析、设计、作业、管理等方法，掌握复杂结构井开发与开采的特点、工程上需要解决的主要问题以及油藏工程的主要分析方法等，使学生在综合、巩固所学石油工程专业课知识的同时，了解和掌握复杂结构井最新的技术前沿。概述基本要求1、了解复杂结构井的分类和各自的特点、适应性，掌握复杂井应用中要解决的关键问题。2、了解复杂结构井钻井过程、主要工具和关键技术。3、认识复杂结构井不同完井方式的优缺点，掌握优选完井方式的思路和方法，了解智能完井方式的特点和关键技术问题。概述基本要求4、理解油藏工程分析方法在复杂结构井方面的应用，重点掌握解析方式和半解析方式预测复杂井产能。5、了解利用复杂结构井开采多层油藏、底水油藏的工艺技术，掌握复杂结构井井筒举升工艺的特点和技术关键。6、掌握复杂结构井增产措施和井下作业的选井、施工设计、现场实施过程，认识相关工艺设备、管柱、井下工具。概述学习要求掌握复杂结构井开采的基本概念、原理和工程设计思想；理解开采工程工艺设计方法与步骤；了解开采工程的新技术及发展动向；认真听讲、做好笔记；课堂学习，课下复习与总结，并完成作业。概述考核方式：闭卷考试方式。出勤：10分大作业（计算5分、文献总结10分、口头表达5分）：20分闭卷70分一、定义复杂结构井是具有任意井眼轨迹或者具有多个分支的油水井，随着钻完井技术的提高，采用水平井、多分支井等复杂结构井型是提高产量、降低成本的有效途径。11水平井类型海油陆采水平井阶梯式双水平段水平井短半径侧钻水平井大位移水平井12分支水平井类型2020/1/1513智能井未来多分支井完井可能涉及许多程序，从多底泄油到井下隔离、流入控制、注入和油藏监控•应用复杂结构井开采复杂油气田具有如下特点：1、复杂结构井能够大幅度提高单井产能应用复杂结构井能够最大程度扩大油井与储层的接触面积，连通破碎的断块和油层，建立通畅的油气通道，从而大幅度提高低渗透油气田和断块油气田的单井产能。开发多层系油气藏连通有高低差的两孤立油藏双井蒸汽驱重力泄油•应用复杂结构井开采复杂油气田具有如下特点：2、延缓见水时间底水锥进底水脊进•应用复杂结构井开采复杂油气田具有如下特点：3、最大程度上提高经济效益目前水平井钻井成本平均为直井的1.5～2倍,甚至某些水平井的成本只有直井的1.2倍;而水平井的产量平均是直井的2-5倍,一口多分支井可以节省18口直井的井场,产量却增加20%。直井、水平井和多分支井的吨油成本比,据北美油田的统计为1∶0.48∶0.39。日产油高2-5倍含水降低30-60%增加可采储量2-3倍直井直井水平井水平井直井水平井钻井费用1.5-2倍直井水平井分支井特点特点1：有利于制定更合理的开采方案以尽量少的井控制尽量大的含油面积分支井特点特点2：可有效开采多产层油藏断块遮掩油藏透镜体油藏分支井特点特点3：可替代长水平段水平井降低钻井成本，降低井底流动阻力，提高产量分支井特点SHELL公司在BRUNEI油田钻分支井实例开发各断块油藏需6口直井一口分支井即可开发各断块油藏特点4：用尽量少的井开采形状不规则的油藏分支井特点特点5：可在一口井内实现注采结合，提高采收率稠油或低渗油藏二、复杂结构井应用现状1995年、1996年全世界共钻水平井3000多口，约占当年钻井总数的5%。到2000年底，全世界的水平井井数达到两万四千口，这其中绝大多数都属于美国和加拿大两国，到2010年，全世界的水平井年钻井数量将超过5万口。油藏应用油藏产层厚度(ft)孔隙度(%)水平渗透率薄油藏BakkenShale,ND10~301.5~12.91md天然裂缝油藏AustinChalk,TX25~703~121mdBakkenShale,ND10~301.5~12.91mdMamaton,TX,OKNiobrara,WY101md气顶底水油藏PrudhoeBay,Alaska100~20022200mdElkHills,CA1500(Orig)238~80md275(current)SmackoverFormation,AR20~40250.2~800mdBentonSoundBlk,GulfofMexico2034~373~7DWestDeltaBlock,GulfofMexico2530800mdYatesField,TX5030~3510~1000mdEmpireAboUnit,NM(Reef)908.625md低渗透油藏LostHill,Diatomite,CA600~120035~65平均=0.001mdCodellSandstone,CO10~358~221mdBryant-G-DevonianFiled,WestTexas4040.04md美国不同类型油藏水平井应用(2002.12)二、复杂结构井应用现状油藏应用油藏产层厚度(ft)孔隙度(%)水平渗透率稠油油藏MidwaySunsetField,CA400281~6DDosCuadrasField,CA1301.5~2DCountessUpperanville”RR”Canada18~24250~5200mdCactusLakeNorthMclaren,Canada4030~335DWinterField,Canada100306DEdamWest,Sparkyandstone,Canada65~100341~10D气顶油藏Devonian(L.HuronShale)15~5020.13~0.43mdBigSandyField,Kentucky250(Gross)20.045mdCarthageField,TX5~551535mdGulfofMexico40336DWestDelta54,GulfofMexico3030750md水驱油藏YowlumneField,CA0~40015~206mdSanAndress,TX30101mdNewHopeShallowUnit,TX18122mdWeyburnField,Canada203~260.01~500md续表1二、复杂结构井应用现状油藏应用油藏产层厚度(ft)孔隙度(%)水平渗透率EOR(热采)TulareSand,CA(Thermal)10~35353DWilmingtonField,CA(ThermalandWaterflood)60ColdLake,Canada(Thermal)30~401056mdTalngleflagsNorthField,Canada(Thermal)90334DEOR(混相驱)AnethField,Utah(Miscible)57110.2~5mdSundownSlaughterUnit,TX(CO2Flood)13~452050mdRainbowKegRiverGPool,Canada35~4010565mdPembinaNiskuField,Canada130~33010~301.5~10D续表2二、复杂结构井应用现状加拿大不同类型油藏水平井应用(2002.12)地区1994以前19941995199619971998199920002001总计1轻油油藏56645128733649822016339938833082稠油油藏79136241648462713926041726237583砂岩油藏977876567264271231417344碳酸盐岩油藏15110611213918917258415210305EOR*62282310181022801816NE-Alberta稠油/沥青875316417316514811625816013247气藏4248281101881911991601381104合计174410981083109817399348231398114111258二、复杂结构井应用现状多分支井在海上油田的应用二、复杂结构井应用现状二、复杂结构井应用现状国内的水平井2628506816830655401002003004005006002000年2002年2004年2006年中石油近年来水平井完成数量（口）中石化二、复杂结构井应用现状分支井世界上已钻分支井10000余口分支井中石油：2000年～2005年累计完成7口，2006年完成18口。中石化：共完成29口,其中胜利油田自主完成两分支4级分支井3口，鱼骨状分支井6口。13-3/8”套管600m24”导管125m粘土,松散砂岩平原组砂岩与泥岩互层明化镇砾砂岩夹薄层泥岩馆陶组±400垂深±950±1250未穿砂泥岩互层,油层东营组9-5/8”套管1900m7”筛管防砂多分支井在胜利油田的应用实例二、复杂结构井应用现状多分支井在长庆油田的应用实例杏平1井主水平井完钻井深2768m，主水平段长1203m。共钻7个分支，水平段总长度3503m，分支井油层钻遇率87.7％。杏平1井的试验成功，不仅开创了长庆钻井史上的先例，也将为有效开发鄂尔多斯盆地的油气资源提供新的技术途径二、复杂结构井应用现状重油油藏多分支井在不同类型油藏中的应用低渗透油藏边际油藏多层油藏断块油藏二、复杂结构井应用现状2020/1/1533应用于目的1.有多个目的层的油藏互不连通的油藏；封隔的断块；高质量砂岩。将多个单独开发不经济的油藏联合开发以增加储量。2.增加单井控制储量增加平面上的油藏动用程度3.多层油藏在不同的油层中获得不同的产油能力增加垂直面上的油藏动用程度4.增加已投产井的产量重钻多底井/分支井增加产量及储量5.限制水和气的产量减少锥进，降低压力消耗。降低脱气，脱水的处理费用6.注入井新井或重钻井增加平面上及垂直面上的波及面积，增加产量。应用范围多分支井技术应用特点1.多分支水平井在少井高产开发新区块方面有着巨大的优势；2.多分支水平井在老油田挖潜中的作用日益显著，成为增加储量和产量新的工艺技术。《世界石油》多分支井应用潜力世界上每年水平井钻井数量约有10%适合于打多分支井二、复杂结构井应用现状三、复杂结构井渗流机理36水平井机理•水平井实质水平井并没有改变油气渗流机理，油藏流体所遵循的渗流方程与直井一样，只是流体流入条件发生了变化，由此改变了流场。水平井本身不能提供任何附加能量以助开采，但它可以提高能量的利用率。研究表明，影响水平井生产的重要因素有构造描述、裂缝密度和方位、Kv、h、合理的Lw等。水平井比较适应于开发非均质、致密、低渗透以及薄层。对于解决油田开发后期出现的水锥、气锥和高含水问题，水平井也有显著的效果。•应用发展趋势单井—多井非常规—常规无论用于何种油藏，最关键的是要根据油藏特性正确设计水平井段的位置和合理的完井。原始泄油面积多分支井增加泄油面积多分支井能够极大提高泄油面积，增加原油产量及采收率多分支井能够有效降低油田投资，达到少井高产目标三、复杂结构井渗流机理三个趋势应用于复杂地层条件13-3/8”套管600m24”导管125m9-5/8”套管1900m7”筛管防砂四、复杂结构井发展趋势三个趋势井型复杂多变四、复杂结构井发展趋势三个趋势完井方法灵活多