【正文】 義 。層厚小于 3米，水平井的開采就不經(jīng)濟了。 多在 1500米以內(nèi)的較淺稠油層鉆水平井 。 水平井井位選擇的依據(jù)和準則及應(yīng)注意的事是： (1) 在稠油油藏中 ， 原油的粘度是水平井井位選擇的主要因素 。 通過描述決定水平井段的 長度和井位 。 因此水平井的成本不斷下降開發(fā)效益 不斷提高 ， 使水平井的成本接近直井 ， 而綜合效益大大 提高 。 3. 水平井的井位選擇 水平井選擇井位的準則是油藏的描述 ， 模擬和水平 井的經(jīng)濟性分析 。 (3) 長度限制還包括油藏的供液能力。 (2) 油藏條件也限制水平井的長度 。成本與水平井段長度是成幾何級數(shù)增加的。長度延長，裸露的巖層受鉆井液的浸泡時間就越久，巖石變形的可能性變大，加之經(jīng)常受鉆具的碰撞，誘發(fā)井眼失穩(wěn)的機會就多。這限制水平井眼的加長。 (1) 工程技術(shù)的限制主要有管柱的摩阻力，井眼的穩(wěn)定性和全井的經(jīng)濟性。 水平井的長度與油藏的泄油面積有關(guān) ， 長度 越長 ， 控制的面積越大 ， 效果越好 。 2. 水平井段的長度 水平井的水平長度越長 ， 開采效果越好 。 只有大于 6米的層厚 ， 水平井的效果才好 ， 在很薄的 油層 (小于 3米 )就不適用 。 1. 水平井的地質(zhì)問題 水平井所適合的油氣藏是：裂縫性的油氣藏 ， 低滲 透的油氣藏 ， 稠油層 ， 薄油層 ， 水錐進的層位等 。 在老井中側(cè)鉆一個水平井眼的成本比鉆新井低 ， 開采效果比鉆新的直井好 ， 已是老井改造 ， 老油田恢復(fù)產(chǎn)能的唯一手段 。 在海上平臺 ， 用一個平臺鉆多口井是普遍采用的技術(shù) 。 前蘇聯(lián)在某些接近枯竭的老油田 ， 用老井眼側(cè)鉆水平井 ，成本很低 ， 僅為鉆新井的 30～ 80％ ， 卻能比鄰井獲得高 10倍的產(chǎn)量 ， 最低也在 5倍以上 。 用水平井 ， 尤其 是分支水平井可消除開采中的 “ 死區(qū) ” ， 在油層 中的不同方向鉆水平井 ， 就可控制大面積的泄 油區(qū) ， 增加了可采儲量 。 意大利一個裂縫油田用直井開發(fā)，產(chǎn)量很低，日產(chǎn)量只有十幾噸，而用水平段長 600米的水平井采油，日產(chǎn)可達 500噸，是直井 30倍。 水平井可一次穿越許多個垂直的裂縫 ， 參與出油的裂縫增多 ，井的產(chǎn)量就高 ， 見圖 4— 2。 (4) 水平井是開發(fā)裂縫油氣藏的最好手段 。水平井的產(chǎn)量是直井的三倍多 。 法國的上拉克油田已開采 25年 ， 水淹區(qū)達 98％ ， 綜合含水率在 95％ 以上 。 在常規(guī)油藏注水開發(fā)中 ， 注入水會逐漸淹沒油層 ， 但仍有相當多的有開采不出 ， 一般剩余油有 60～ 70％ 。 鉆水平井開采后 ， 初產(chǎn)可達到日產(chǎn) 1770噸 ， 在控制井底壓差為 7兆帕的條件下 ， 日產(chǎn)仍在一千噸 ， 含水很低 ， 采油成本大大下降 ， 而直井的產(chǎn)量只有 200噸左右 。 水平井可有選擇地在氣頂和底水中間延伸相當長的距離 。而在裂縫油藏，水平井的效果更突出。水平井控制的泄油區(qū)是一個橢圓形，水平井眼延伸越長，橢圓面積越大，控制的泄油區(qū)越大。 1. 水平井可提高產(chǎn)量和采收率 水平井是在幾乎是水平的油層中延伸，或是穿越多個大傾角的油氣層，使井眼控制的含油氣區(qū)增加?，F(xiàn)在水平井的應(yīng)用已是相當普遍的，成為油田生產(chǎn)后期提高采收率的有效手段。 向上翹的上翹井也列入水平井的范圍。水平井、大位移井、 復(fù)雜井的完井與固井 第一章 水平井的完井方法 我國規(guī)定，水平井是井眼的井斜角超過 85176。 并且井眼要沿基本是水平的方向延伸一定距離的井，見圖 4— 1，國外把井眼的井斜角超過 90176。 第一節(jié) 水平井的應(yīng)用簡介 水平井可以增加油井控制的儲量，提高井的產(chǎn)量，使井的生產(chǎn)效益有極大的提高。 一、水平井的效益及應(yīng)用 水平井的真正潛力在于它在常規(guī)油氣藏中可提高產(chǎn)量提高采收率，增加儲量，降低成本。一口水平井可代替數(shù)口直井。在常規(guī)的均質(zhì)油藏，一口水平段長 100米的水平井控制的泄油面積是直井的 3倍； 300米長的水平井段是直井的 9～ 10倍； 1600米長的水平井眼相當于 28～ 30口直井。 (1) 水平井在有氣頂有底水的油藏中可延長井的無水無氣階段 。 美國某油田在較高的產(chǎn)量下開采一段時間后 ， 氣頂?shù)哪芰肯暮艽?， 底水錐進 ， 井的產(chǎn)量下降 ， 綜合成本上升 。 (2) 水平井可開除殘余油 ， 提高油藏的采收率 。 在水淹油藏鉆水平井開采殘余油就有好的效果 。 鉆水平井后 ， 用電潛泵采油 ， 每天產(chǎn)油量達 15噸 。 (3) 水平井是稠油油藏開發(fā)的最有效途徑 。 巖石中的裂縫多半是垂直發(fā)育的 ， 極少見到水平的縫 。 水平井在裂縫油氣藏中的產(chǎn)量是直井的 10～ 100倍 。 水平井用于常規(guī)孔隙性油氣藏 ， 其優(yōu)點就是 水平井可使可采的儲量增加 。 (1) 水平井能降低油氣的生產(chǎn)成本 美國在 Appalachia盆地開采泥頁巖中的天然氣 ， 鉆水平井的成本是直井的 2倍左右 ， 但控制的儲量是直井的 8倍 ， 產(chǎn)量是 4 ～ 6倍 ， 開采每立方米天然氣的成本比直井低 30～ 50％ ， 而且鉆水平井的總數(shù)量減少 ， 也使開發(fā)成本降低 。 (2) 水平井可減少開發(fā)井的總數(shù)目 水平井可減少總的布井數(shù)目 。 除此之外 ， 用老井眼側(cè)鉆水平井的效益也很顯著 。 二、水平井的地質(zhì)及設(shè)計問題 水平井要有取得好的使用效果 ， 對水平井的油藏地 質(zhì) 、 水平井的設(shè)計 、 井位的選擇等均有較高的要求 。 也 在開采接近枯竭的油藏 ， 油田的調(diào)整井網(wǎng)中使用 。 在低滲透的油藏 ， 只有油藏 有足夠的能量和供液能力 ， 水平井才有效 。 水 平長度受油藏類型 ， 鉆井工藝 ， 井眼穩(wěn)定性和 井的綜合經(jīng)濟性的制約 。 水平段的 長度影響因素主要有三個：井底到地面的舉升 能力；油藏的均質(zhì)程度和鉆井完井的工藝水平 。管柱的摩阻力隨水平段長的增加而急劇加大，靠鉆柱的自重已不能推動鉆頭前進，管柱的彎曲加劇管材的受力，增加鉆進的危險。水平井眼長度的增加，帶來井壁的不穩(wěn)定性。水平井眼的長度加長，使總的鉆井成本加大，水平井越不經(jīng)濟。綜合以上因素，一口井的水平井段的長度應(yīng)根據(jù)鉆井的水平而決定。 有的油藏是巖性油藏 ， 斷塊油藏和尖滅油藏 ， 本身的范圍有限 ， 水平井段不應(yīng)延伸到油藏之外 ， 不能和其它井相碰 ， 長度應(yīng)限制在此內(nèi) 。如果油藏的能量低，油層的供給能力不足，水平井眼長度加大，經(jīng)濟上是不劃算的。 國外對水平井井位的選擇 ， 要進行 地質(zhì)調(diào)查 、 油藏描述 、 油田產(chǎn)量采收率的開發(fā)的模擬 、 鉆井完井和采油全過程的分析的系統(tǒng)研究 ， 選擇最經(jīng)濟 的方案進行施工 。 水平井適合已開發(fā)成熟的油田 ， 為使水平井的水平段 位于欲開采的油層的恰當位置 ， 需要用直井研究油藏的 儲層深度厚度 ， 巖石的孔隙度 ， 絕對和相對滲透率 ， 地 層壓力 ， 巖石性質(zhì) ， 油氣性質(zhì) ， 驅(qū)動方式等特性資料和 生產(chǎn)工藝 ， 進行油藏的描述 。 對一個具體的油藏來說 ， 不是水平井在技術(shù)上是否可行的問題 ， 而是在何處鉆水平井才能使經(jīng)濟最合算 。 在粘度不太高的稠油層鉆水平井才有價值 。 (2) 要求層厚在 6米以上；油層有良好的上下隔離層；發(fā)生氣和水錐進的可能性?。辉偷娘柡投雀?，油層均質(zhì)，有較大的儲量和供液的能力。 (3) 在低滲透的油藏 ， 巖石的滲透率應(yīng)大于 ， 最好是大于 ， 鉆水平井才能有效 ， 否則井的效益低下 。 油藏的供油面積要大 ， 層的厚度分布穩(wěn)定 ， 有足夠的可采儲量 。 (4) 在裂縫油氣藏，水平井穿越的有效垂直裂縫數(shù)量越多，井的效果越好；水平井段應(yīng)避開出水的裂縫，否則井會被水淹。 23105 m???231010 m???23101 m??? (5) 在水和氣錐進的油氣藏，油層上下封隔的有效性和巖石中存在的垂直裂縫都會影響水平井的效果。 第二節(jié) 水平井的分類及鉆進特點 一 、 水平井的分類 一般常見的比較細致的劃分可分成長半徑 、 中半徑 、 中短半徑 、 短半徑和超短半徑水平井 ， 共五種 ，見表 4— 2和圖 4— 3。 水平井的 鉆井方法見表 4— 3： 表 4— 2 水平井的分類 類 型 造 斜 率 曲率半徑 米 水平段長 米 長半徑 2～ 6度／ 30米 860～ 280 300～ 1700 中半徑 6～ 20度／ 30米 280～ 85 200～ 1000 中短半徑 20～ 80度／ 30米 85～ 20 200～ 500 短半徑 10～ 50度／ 10米 60～ 10 100～ 200 超短半徑 特殊彎向器 ～ 30～ 60 表 4— 3 水平井鉆進方法一覽 特 性 造 斜 曲 率 高 低 中 造斜半徑 米 914～ 360 87 典型造斜率 176。 長半徑水平井現(xiàn)在多用于鉆長水平井段的水平延伸井 ， 在海上平臺鉆這種井可以開采遠距離的油藏 ， 以節(jié)省建設(shè)海上平臺的費用 。 有的長半徑水平井的水平井段長度可達到 3500米甚至可更長 。 中半徑水平井 中半徑水平井是最常用的井 ， 在裂縫性油藏 、 稠油油藏 、低滲油藏等均可使用 。 現(xiàn)在鉆中半徑水平井和鉆一口直井的時間與成本已比較接近 。 在的租借地上可容納兩口半徑為 152米 ， 總水平長 366米的中半徑井 ， 而半徑為427米的長半徑井卻十分困難 。 短半徑水平井 短半徑水平井大都是在老井中經(jīng)套管開窗側(cè)鉆而成 ， 有較短的半徑而水平井段的長度不比中半徑的短多少 ， 可以在面積更小的油藏或租界區(qū)鉆井 。 超短半徑水平井 超短半徑水平井也稱徑向水平井。這種系統(tǒng) 的簡圖見圖 4— 4，它是用特殊的噴嘴 用高壓水沖蝕而成。 (2) 可在已廢棄的老井眼中利用套管斷銑技術(shù)在一個油層的水平面上沖出多個輻射狀的水平井眼 ， 從而使老井恢復(fù) ， 提高井的產(chǎn)量和采收率 。 幾種水平井的比較 除徑向水平井之外的各種水平井的優(yōu) 、 缺點見下列表： 表 4— 4 長半徑水平井的優(yōu)缺點 優(yōu)點 缺點 穿透油層段最長 (≥1000米 ) 使用標準的鉆具和套管 使用常規(guī)鉆井設(shè)備 “ 狗腿嚴重度 ” 較小 可使用選擇性完井方法 可使用各種人工舉升方法 測井及取芯方便 井眼及工具尺寸不受限制 井眼軌道控制段最長 全井斜深增加 鉆井費用加大 各種下部鉆具組合較長 不適合薄油層和淺層 鉆桿扭矩最大 套管用量大 穿透油層段長度與總水平位移之比最小 表 4— 5 中半徑水平井的優(yōu)缺點 優(yōu)點 缺點 進入油層前的無效井段較短 使用的工具接近常規(guī)工具 全部使用井下動力設(shè)備 離構(gòu)造控制點較近 可用常規(guī)套管和完井方法 井下阻力及扭矩較小 較大和較穩(wěn)定的造斜率 井眼控制井段較短 穿透油層段較長 (1000米 ) 井眼尺寸不受限制 1 可以測井和取芯 1 一口直井