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大庆石油学院应用技术学院毕业论文大位移钻井技术发展现状及前景展望学科专业：油田化学学生：金伟指导教师：于彦龙入学日期：2007年9月论文完成日期：2010年4月I大位移钻井技术发展现状及前景展望摘要大位移钻井技术代表了目前世界上最先进的钻井技术，它已成为海上和滩海油田勘探开发最有效的手段之一。本文首先介绍了大位移钻井技术的工艺原理及特点。然后分别介绍了国内和国外大位移钻井技术的发展历程，并举例说明了国内和国外大位移钻井技术的应用，最后对大位移井的关键技术进行了介绍，并对其未来的发展趋势进行了展望。关键词：大位移井；关键技术；井斜角；发展历程；前景展望II目录摘要..............................................................................................................I目录.............................................................................................................II第1章概述...................................................................................................1第2章大位移钻井技术的现状及应用.......................................................32．1国外大位移钻井技术发展现状及应用........................................32．1．1国外大位移钻井技术发展历程.......................................32．1．2国外大位移钻井技术应用现状.......................................42．2国内大位移钻井技术发展现状及应用........................................62．2．1国内大位移钻井技术发展现状.......................................62．2．2国内大位移钻井技术应用实例.......................................7第3章我国大位移钻井技术的前景及展望.............................................10第4章总结.................................................................................................12参考文献.......................................................................................................13致谢...........................................................................................................141第1章概述大位移钻井是继定向井、水平井之后出现的一种特殊工艺井，它开始于20世纪20年代的美国，在20世纪80年代后期得到迅速发展。是在滩海、湖泊、稠油油藏及沙漠海洋等复杂地面条件下，进行油气资源勘探开发的一种经济而有效的技术手段。目前，国际上对大位移钻井有两种定义：一种在第14届石油大会上由挪威提出的，是指测探等于或大于垂深两倍的定向井或水平井，另一种定义主要来源于英国的BF公司和美国的ABCO公司，是指两倍的定向井或水平井，该定义在垂直剖面图上看起来比较直观。我国主要部门和学术界则将大位移井定义为：垂直井大于2000m，垂深与水平位移之比为1:2以上的井。大位移井中，当井斜等于或大于86且有较长延长段的井称为大位移水平井；特大位移井是指当水平位移与垂深之比等于或大于3倍时，则称为特大位移井；如果因地质或工程原因在设计轨迹中需要改变方位的，国外常称之为设计师井，国内一般称为三维大位移井。国内通常所说的大位移井，并非严格意义上的大位移井，而是指位移较大的定向井。大位移井具有井斜角大（井斜角一般都大于60°），斜深长（大位移井的斜深多达几千米）的特点。大位移井的测深达到深井，超深井的深度。所以，大位移井实际上是定向井、水平井、深井、超深井技术的综合体现。海上有些小油田如单独开发建造平台成本很高，没有经济效益。如果这些小油田在已有生产平台的钻井能力范围以内，就可以用钻大位移井的方法，钻到小油田的井位上，利用现有生产平台的生产设施进行采油。这样可以节省大量投资。另外，海上和陆地上有很多断块油气藏，如果在一个固定平台上，用大位移井把许多油气藏串联起来，可以节省大量重复建设的费用。同时，在已生产油气田的外围有许多要进一步扩大勘探的目标，根据目前钻大位移井的能力，200平方千米的范围内都有可能用现有的生产平台上的钻井装备进行钻探，可大大的降低勘探费用。大位移井主要用途有以下几个方面：21．用大位移井开发海上油田，单座平台可覆盖更大范围内的井位，节省新建平台的投资，从而降低整个油田的开发成本。2．海油陆采，节省建平台或人工岛的投资。节省海上石油集输系统的投资。从而降低开发成本。3．有些油气藏处于环保要求苛刻或者不便布置井场的地区，就地开发作业困难。利用大位移井可以转移至邻近地区进行作业，以满足环保要求或者方便工程施工。3第2章大位移钻井技术的现状及应用2.1国外大位移钻井技术发展现状及应用2.1.1国外大位移钻井技术发展历程20世纪20年代，开始用大位移井在加州的亨廷顿海滩从陆上开发海上油气，由于当时技术条件的限制，发展较为缓慢。1984年，水平位移最大的记录为澳大利亚的巴斯A16井，测量深度为5533m，水平位移为4597m。20世纪90年代，随着测量技术和井下动力钻具的发展，极大的促进了大位移钻井技术的发展。90年代以来，大位移井已经在油气勘探和开发中显示出巨大的潜力，美国、英国等几个国家每年都钻成大量的大位移井。BP公司于1993年开始在陆上向港湾内钻大位移定向井，至此已经完成大位移定向井11口，其产量由原来的1112m3/d提高到1908m3/d以上，相当于原来所钻28口井产量的两倍。据介绍用大位移井技术可以节省开发费用115亿美元，并使海上这部分油田提前三年投产。1994年，在美国达拉斯SPE69届钻井会议上，大位移井成为讨论的主题之一，标志着世界大位移井钻井技术已走向成熟。1995年9月BP勘探公司在英格兰维奇·法姆油田钻的第7口大位移井LM-05SP井，水平位移达8035m（测量深8700m）创造了新的纪录。在此期间，大位移井技术逐渐成熟。1997年6月，美国Phillips石油公司与中国海洋石油总公司合作在南海东部西江24-3-A14井钻成一口世界纪录的大位移井，测量井深9238m，水平位移8063m，位移与垂深比值2.7。1998年2月，英国BP石油公司在英国南部WF油田创造了新的大位移井世界纪录，测量井深10656m，水平位移10114m，位移与垂深比值达6.13。1999年，英国BP公司在英国南部Wytch．Farm油田M16井创造了新的大位移井记录，测量深度11278m，水平位移10728m，位移与垂深比值6.55。2000年5月，埃克森-莫比尔公司在加利福尼亚海上的Sacate油田打了一口井号为Sa-2井，水平位移为6485m，测深为7516m，垂深为2043m。这口井的水平位移与垂深之比为4.4，创造了大位移井钻井水深的世界纪录。近几年，大位移井钻井技术发展十分迅速。在北海、英格兰南部海岸的4维奇·法姆（Wytch．Farm）油田以及美国加州南部近海的Pt．Pedmales油田大位移钻井活动非常活跃，而且也取得了很大的成功，使这些油田的开发成本各节约一亿美元[1]。2.1.2国外大位移钻井技术应用现状国外大位移钻井技术主要应用于浅海油田，滩海油田、环保敏感地区，多断块油藏，气顶油藏等地区，多目标三维大位移井中。1．浅海油田由于浅海油田特殊地理条件限制，不可能采用陆上油田逐步实施滚动开发方法，而应在查清主力油气砂体空间展布规律、油水关系和石油地质储量的条件下，针对主力砂体部署总体打井方案，并在打井之前严格确定打井顺序。钻井过程中必须及时跟踪地质研究，分析新的地质资料；而对较远的砂体应用已有的钻井平台，实施大位移井钻井技术开发。美国的Pedernales油田距离南加利福尼亚海岸6.5km，水深74m。1986年4月，利用Irene平台，对油田进行开发，1987年该油田产量最高峰期时有11口油井，日产油3210吨。由于含水增加，产量开始下降，已完钻23口井中只有14口井仍在生产。原来计划在Irene平台西北部3.2km处，建第二个平台，以彻底开发该油田，但因投资太大，采用了钻大位移井的方案，在原有Irene平台上钻了A16和A21井，其中A21井水平位移4473m，进入产层1826m，钻穿了许多垂直裂缝，该井增产原油349.8×104m3。2．滩海油田、环保敏感地区由于滩海油田、潮淹带距离海岸较近，水深较浅，一般小于10m，目前没有合适的钻井平台打井。以往常用建人工岛或修堤的方法打井开发，前期投资很大。随着钻井技术的进步，充分利用岸上现有的井场和陆上天然海堤立井架，采用大位移井钻井技术，实现海油陆采开发，可大大减少前期投资和后期作业费用。英国Wytch．Farm滩海油田是西欧陆上最大的油田，位于伦敦西南沿岸靠近英格兰Poole海湾。主要产层是三叠系Sherwood砂岩，可采储量4293×104m3。其中，有三分之一储量在Poole港下，并向东延伸到Poole海湾。Poole港具有生态研究的科学价值，已定为英国国家自然风景保护区，是环保敏感地区。1991年，根据当时大位移井记录（挪威Statfjord油田的C-10井，位移达到5003m）和地质论5证，排除人工岛方案，采用钻大位移井海油陆采方案。新方案钻井位移达5000m以上，只钻14口大位移井就可开发该油田。其中，LM05SP井垂深1605m，测量井深8700m，水平位移达到8035m。1997年在M平台打的M11井的水平位移达到10114m，斜深10656m，垂深1650m，位移与垂深之比达到了6.13，创造了大位移井新的世界纪录。整体方案节约了1.5×108美元，提前三年投产，创造了良好的经济效益。3．多断块油藏挪威Statfjord油田在挪威和英国的边界附近，是欧洲最大的油田。其石油地质储量为10.24×108m3，含油面积96km2，有四套含油层系。主要产油层是上三叠统、下侏罗统Statfjord层的河流相砂岩及中侏罗统Brent组三角洲砂岩，其储量占总储量的99%。至1992年已采出原油3.75×108m3，为预计可采储量的66%。跟踪地质研究结合动态资料分析可见：石油聚集在大型的、向西倾斜6°~8°的几个主要断块顶部的圈闭中，并以主要的边界断层封隔构成油田东面的边界。在构造顶部和边界断层之间，储集层被旋转断裂切割，并被侵蚀作用削蚀，油藏上部被上侏罗统和白垩统页岩所封闭，构成了良好的圈闭。该油田1979年投产，开采十年之后，Brent组两个储集层都发生了大量水侵，而Statfjord油层又发生了气侵，加上平台上气处理能力不够，生产受到限制。因为每个断块含油面积小、储量少，逐个打井开采经济上不合算，所以设计由东向西钻井，目的是覆盖几个断块范围内的多个目标，使大位移井在储集层中处于最佳位置，具有钻入多个断块、勘探潜在储量的能力，以最经济的方式开发油田，延长现有油田的经济寿命，使无利润的老油田、枯竭的油藏得到经济有效开发。因此，从1990年开始，St