我国水平井完井技术现状及发展趋势探讨

2020-01-14乔中山刘东东秦天宝柳海啸

化工管理 2020年12期

乔中山刘东东秦天宝柳海啸

（1．中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津300450；2．中海石油（中国）有限公司蓬勃作业公司，天津300450）

在二十世纪七十年代，我国的第一口水平井在四川地区被成功钻成，这也标志着我国成为第三个成功开发出水平井的国家。但是之后我国水平井完井技术并未得到有效的发展，这种情况一直持续到二十世纪末。二十一世纪初，我国十五计划出台并实施，并且随着国际原油价格的持续上扬，钻井经济性的有效提升，在各种积极因素的作用下，水平井完井技术在我国正式步入了发展的黄金期。现阶段，我国已经开发出适用于不同情况的水平井，可以用于不同油藏、地层的开采，比如火成岩等。在经过了长期的研究以及不断积累宝贵经验后，我国已经具备多种水平井完井技术，但是需要注意的是，现阶段我国水平井完井技术仍存在一定的问题，需要进一步提升，以满足不断提升的实际需求。

1 水平井完井主要技术概述

因为评价的标准不同，完井方式也存在着多种分法，以井眼是否裸露为标准，可以分为套管射孔完井和裸眼完井两种形式；以是否防砂为标准，可以将完井方式分为两类，分别为防砂型、非防砂型完井。

1.1 具有管外封隔功能的衬管完井技术

这项技术是割缝衬管完井技术与管外封隔器有机的融合，更加适用于小井眼侧钻水平井。借助于管外分离器对不同层段开展分隔作业，然后再在相应的层段上开展与之对应的操作和生产管控工作。在分支水平井中，衬管完井套管主要应用的是膨胀式封隔器，可以对水、气层进行有效的隔绝，并为油层的分段开采和处理提供助力。除此之外，该技术在井眼直径小的项目中更为适用，在注水泥固井射孔完井中的应用相对较少。

1.2 水平井筛管完井技术

与套管射孔技术相比，水平井筛管完井技术具有更高的完善性和系统性，并且水平井能够有效的提升产量，借助于管外封隔器，可以有效实施对水平段的封隔，为后续相关工作的开展提供便利条件。完井、砂井一体化完成，工艺更具可操作性，经济效益明显。常规水平井筛管完井技术可以分为三种不同类型：第一，经由顶部进行水泥注入的一体化技术；第二、悬挂筛管处理，水平井完井技术；第三、悬挂滤筛管顶部处理的完井一体化技术。

1.3 水平井裸眼砾石充填防砂完井技术

新时期，油藏开采种类越来越多，油藏开采的难度显著增加，而大部分的油田开采环节中，会发现地层砂分选难度较大、部分区域砂层油藏中含有大量泥质成分，上述因素是导致滤砂管堵塞的主要原因，有时还会发生出砂问题。借助砂石填充处理、裸眼砾石填充处理等技术是当下较为常见的完井技术。借助上述技术，可有效实现滤砂管完井的复合处理，必要时管外部区域可积极进行逆向充填砂石处理。该方法可操作性较强，并且具有更高的安全性；防砂筛管采用双精度结构，具有更强的抗堵塞能力。在国内具有较为广泛的使用范围。

1.4 分支井完井技术

分支井难点表现如下：定向井、侧钻井难度高，为此，对应完井技术必须具有进入性、密封性、衔接性等要求。衔接性主要是在分支井尾管位置借助机械方法进行的处理；进入性主要是指在无钻机的状态下，能够重新返回已先选定的分支井眼；密封性主要是指分支井眼与主井眼之间的连接处，需要能够实现液压密封。

2 水平井完井技术现状问题分析

2.1 常规水平井完井现存问题

第一、筛管具有强度差的特点，常规水平井作业中，前几个周期需进行注汽处理，易发生筛管断裂问题。第二、全井段筛管在完井后，需及时进行相关限制方法的应用。如果水平井在此时具有较高的含水率，后续治理难度会显著增加。此外，找水测试、堵水难度均较不乐观。第三、一旦防砂处理的效果丧失后，相应的补救难度会显著增加，资金耗费比例高。完井失效后，后续防砂处理的应对方案较为受限。持续时间短，并且消耗的费用较高。

2.2 侧钻井完井现存问题

第一，侧钻井完井方式相对单一，都是采用套管射孔完井，不具有普适性，而且该项操作会场较为严重的环境污染；第二、防砂措施有限，一般在疏松砂岩油藏处理中，必须合理应用化学法进行处理，而且防砂周期相对较短，会在无形中增加成本投入，甚至影响到正常的生产活动。

3 水平井完井技术的主要发展趋势

水平井完井技术的总体发展趋势如下：传统直井完井逐渐被多底井、分支井完井取代；单一完井在向着多元化完井过渡；传统完井配套设施处于不断的升级改造中等。常规水平井完井技术逐渐被分段完井技术代替，低渗地层可以采用射孔分段完井技术；正处于发育阶段的缝洞碳酸盐岩地层可以采用裸眼分段完井技术，可以有效提升完井水平，促进增产和收益，再配备封隔器中，需考虑设备的耐高压、耐高温等基本要求，保证分段完井的妥善处理。水平井射孔处理中，一般不宜采用垂直井处理，建议增进分段变参数的推广，该方法具有更为广泛的适用范围。上述方法应用后，即使出现有底水问题，也可起到相应的防御功效。如果没有产生有底水，则可充分发挥排液均衡的功效。新时期，国内完井理论以及完井技术都得到了大幅度的进步，而完井工具的发展相对落后，需要在完井理论以及技术的基础上，开发出适应能力更强的完井工具。

3.1 水平井分段完井技术的发展趋势

分段完井技术的应用中，可引入油水膨胀分隔设备，提高分段完井的耐高压的能力，而且具有抵抗高温的效果。多层油藏处理中，一方面可借助筛管完井技术进行分层处理，另一方面借助分隔设备可明显提高处理能力。此外，还应加强对遇油水膨胀封隔设备的研究，并将其逐渐引入到防砂完井分隔处理中，在实践中不断进行调整和优化。借助于遇油水膨胀封隔设备，可以使完井的复杂程度进一步降低，可以在高压井完井以及海上完井中进行推广和应用，可以最大程度的提升完井的安全性和可靠性。

3.2 水平井找水技术和堵水技术的发展趋势

在水平井完井技术进步的同时，应不断优化和完善找水测井手段，并在现有测试手段的基础上，调整和优化相应的配套设施，以期探索出一套更具先进性的水平井找水手段，使工作效率得到大幅提升。需要对水平井渗流规律以及油藏基础等领域进行进一步的探究，并在此技术上形成相应的预测模型，并不断提升模型的可操作性和实用性。此外，与筛管完井技术相类似，如何提升水平井堵水手段的效率成为未来重要的研究领域，为了能够有效提高水平井的堵水效率，借助化学分隔法、高选择剂均可起到明显促进作用。

3.3 井筒检测技术的发展趋势

当下，应用最为广泛井筒检测技术是打铅印技术，由于常规处理方法并未达到预期要求，从长远角度分析，必须积极进行技术更新改进，以期跟上时代发展需求。满足更高层次的基本需求，保证水平井修井技术的完善。新时期，必须积极进行水平井井筒检测技术的改良和优化。合理引用连续油管、井下电视等设备，必要时还可引入超声波测井技术，保证井筒检测能力的稳定提升。