1996-2005年,胜利油田根据勘探开发实际,通过引进与自主研发,井下作业技 术水平不断提高,逐步形成具有胜利特色的试油测试、修井作业、储层改造等工艺技 术,为油田的勘探开发提供了重要技术支撑。 一、试油测试工艺技术 试油测试是利用专用的设备和方法,对通过地震勘察、钻井录井、测井等间接手 段初步确定的可能含油(气)层位进行直接测试,并取得目的层的产能、压力、温度、 油气水性质等地质资料的工艺过程。试油测试是油气勘探开发的关键环节之一,不仅 为评价构造和圈闭提供可靠的数据资料成果,而且为有效开采油气藏提供直接的依据 。 1996-2005年,通过不断加强设备引进更新、工具研发以及相应的压裂、酸化、 防砂和稠油试油等方面的科研攻关,胜利油田形成相对完整的试油测试技术体系,从 单一的陆地套管井测试发展到可对海陆长裸眼、高凝油、大斜度、深井及高温高压等 不同类型井进行综合测试评价。 (一)地层测试技术 20世纪70年代末,胜利油田引进地层测试工艺,主要用于钻井中途测试,1982年 开始广泛应用于完井地层测试。至1995年,测试层数占探井试油层数的60%左右。1 996-2005年,随着油田勘探开发向深层、稠油、小断块、隐蔽性油气藏等进军,地层 测试技术不断发展和完善,逐步形成一套适合胜利油田地质特点和高温、高压、高含 硫井的地层测试技术。2000-2005年,测试层数一直占探井试油层数的80%左右。 钻井中途测试技术主要包括:裸眼悬挂测试技术、裸眼支撑测试技术、膨胀式裸 眼跨隔测试技术等。胜利油田1978年引进该技术,1991年中途测试工作量最高达到3 9口,1995年开始试验存储式电子压力计,1999年完成高温高压井测试技术研究,完 善了胜利油田的中途测试技术,可在地层温度高于170℃的探井进行中途测试。 完井测试技术主要包括:稠油测试技术、深层气测试技术(加垫技术)、高含硫气 井测试技术、多种工艺联合测试作业技术等。随着测试工艺技术的不断进步,地层测 试在探井中得到普遍应用。1998年,正式推广应用油管传输射孔与地层测试联作技术 ,至2001年,射孔与测试联作层占到测试层的15.6%。1999年,开始进行深层高温高 压井测试技术研究与应用,至2002年,具备最高测试井温230℃、压力105兆帕的完井 测试能力。2003年,在对川东北工区多口高压高含硫气井的测试中,胜利油田研究形 成一套完善的高温、高压、高含硫超深高产气井的测试技术。 (二)浅海试油配套技术 该技术系列由优质压井液(或原钻井液)压井+射孔、中途测试、地层测试、射孔 测试泵抽三联作排液求产、三相分离器量油测气、电缆桥塞封闭上返等多种工艺组成 。浅海试油地面流程以安装在钻井平台(或试油驳船)上的加热装置、三相分离器和配 备蒸汽加热系统的标准计量罐为主。油气流自井口油嘴流入水套炉加热后,经三相分 离器,进入标准计量罐。三相分离器将油、气、水分离,并分别计量,天然气经燃烧 臂烧掉,油和水分别进入计量罐,最后再加以校正。2004年胜利油田从英国艾斯普罗 公司引进的撬装高压三相分离器,每日天然气处理量100万立方米,每日原油处理量 1000立方米,进一步提升了油田浅海试油计量水平。 (三)测试资料解释技术 1986年前,胜利油田采用人工绘图解释。1987年,油田开始使用计算机和配套的 解释软件解释测试资料。1999年底,胜利油田开始用计算机工作站及解释软件进行解 释。2001年、2003年,油田先后购置英国和法国的解释软件以及国产试井软件,并升 级版本,可进行试井卡片阅读、试井数据预处理、单井不稳定解释、产能试井解释、 油气地下参数计算、区块产能评价、油藏伤害评价、单井或区块动态储量计算等工作 。 截至2005年,单、双封隔器裸眼测试和全裸眼砂泥岩中途测试井深5062米,最长 裸眼井段3010米,测试成功率为90%。套管内测试最大井深5671米,测试最高温度1 84℃,最大压力系数2.02,工艺成功率达89%。斜井测试、大斜度定向井套管测试最 大斜度67°,工艺成功率87%左右。油管输送射孔与地层测试联作,井深达5700米, 工艺成功率100%。 二、修井技术 随着油田开发时间的延长,油、气、水井井况日趋复杂,出砂、套损、井下落物 等事故逐年增多。1996-2005年,针对作业现场出现的新难题,胜利油田展开攻关研 究,形成独具特色的修井工艺,包括定向侧钻工艺,套损井检修工艺,油水井打捞解 卡工艺,深井封堵、钻塞工艺等。应用这些技术可在套管内实施定向侧钻、水平井侧 钻,可在井深3300米,直径139.7毫米、177.8毫米套管内大位移、大斜度进行定向侧 钻。 井下修井技术由原来的简单打捞,发展到打捞、解卡、切割等系列技术及爆炸整 形、套管补贴、取换套等修复技术。套管修复技术能够将缩径20毫米的套管恢复原形 ;套管补贴技术可对套管破损孔洞直径为75毫米、裂缝长宽为600毫米×12毫米的破 损套管进行补贴施工。在技术套管内换套深度达2160米,在无技术套管井内取套换套 深度达1200米。 (一)定向侧钻技术 胜利油田定向侧钻技术研究始于20世纪80年代末期。1992年,胜利油田井下作业 公司开始实施侧钻施工。截至1996年,胜利油田完善设计配套了注水泥固定造斜器、 液压锚定造斜器、开窗铣锥、偏心刮刀钻头等30余种侧钻配套工具,完善了侧钻工艺 。 在开窗技术方面,油田于1996年引进锻铣器,2000年引进液压座封一体式造斜器 ,提高了座挂能力及稳定性,开窗成功率达到100%,开窗时间由锻铣开窗的8天缩短 到3天,定向侧钻平均施工周期由52天缩短到20天左右。1999-2000年,胜利油田组建 12支侧钻队,开始进行大规模套管内定向侧钻施工,套管内开窗侧钻工艺水平有较大 提高。截至2005年,胜利油田井下作业公司共推广应用造斜器开窗300余口井。侧钻 井达到的主要指标为:开窗点最大井深2825.61米,最大完钻井深3294米,最大裸眼 长度902米,最大井斜达58°,最大水平位移达758.74米,靶心距最小为1.09米,中 靶率100%。定向侧钻技术成为胜利十大技术品牌之一。 (二)换套管工艺技术 1998年,胜利油田首次在河90-6井成功裸眼取换套180米。之后,逐渐完善配套 套铣、打捞、对扣等工艺和套铣管、捞矛、引管对扣接头等工具。同年,胜利油田在 裸眼内套铣深度达到1009米,裸眼内换套管深度947米。1999年,在海南1井换套管达 到2240米。截至2005年,胜利油区累计换套井350余口,该技术年施工规模40口井左 右。 (三)复杂井打捞技术 1996年前,胜利油田只从事一般的常规打捞、解卡施工。1996-2005年,通过完 善配套,形成多项油水井解卡打捞技术,主要包括普通落物打捞技术,绕丝管、滤砂 管打捞技术,弯曲抽油杆打捞技术,电潜泵打捞工艺技术,水平井、注水井或气井内 的打捞工艺技术等。 绕丝管、滤砂管等防砂管柱打捞技术。胜利油田陆上单井打捞绕丝管的长度达到 130多米。在极浅海埕岛油田研制配套打捞斜井、长井段绕丝管、双层预充填滤砂管 、金属棉滤砂管、金属颗粒滤砂管的打捞工具及工艺。1998年,油田研制配套冲管扶 正系列工具,成功地解决斜井冲中心管的难题。2003-2004年,油田配套连续套铣筒 、旋转封井器,解决了海上斜井、长井段防砂管柱套铣打捞难题,缩短了作业周期。 水平井、大斜度定向井内打捞工艺技术。胜利油田井下作业公司根据水平井、大 斜度井的特点,优选7种钻具组合及配套工具,摸索出10种工艺技术,通过100多口井 的现场试验和应用,成功率达到86%。2000年,胜利油田采油工艺研究院开发出具有 自主知识产权的水平井井下增力解卡技术,现场应用取得良好效果。截至2005年底, 井下增力解卡技术累计完成打捞施工40余井次,打捞施工成功率100%。胜利油田形成 包括液压增力打捞、旋转冲砂、钻铣、套铣倒扣打捞等大斜度井及水平井大修工艺技 术,配备大斜度井及水平井专用打捞、解卡工具及配件,打捞最大井斜93°,最大造 斜率50度每100米,施工最大井深3300米。 注水井内打捞工艺技术。注水井内打捞最大的难点是水垢处理,特别是深井,稍 有不慎,就会造成水垢卡钻。胜利油田对井口采用旋转自能封井器、套铣循环清除水 垢的方法,可以使用连续套铣筒连续套铣,或单根套铣筒套铣,也可采取套铣打捞一 体的套捞工具,套铣出落鱼后,再下打捞工具倒捞出已套出的水井管柱;对配水器, 可采取磨铣或打捞的方式处理。打捞水井中最深的井3300多米,打捞成功率在95%以 上。 弯曲抽油杆打捞技术。2003年,应用杆类落物打捞技术,自行设计卡瓦捞筒、闭 窗套铣筒、拨钩、外钩等工具,成功打捞出孤岛油田勘探井孤北古2井200米砂埋连续 油管及弯曲抽油杆。截至2005年,胜利油田每年打捞弯曲杆10口井以上,打捞成功率 100%。 电潜泵打捞工艺技术。胜利油田井下作业公司经过多年摸索,形成解、通、切、 磨、清、捞、套、铣、冲、倒、抽、钻12套工艺技术,攻克打捞电泵电缆、碎电缆、 电泵、电机等技术难题。同时,在施工中不断发展完善,研制螺旋外钩、电泵专用外 钩、各类套铣筒、电泵捞筒、摆动式打捞器等12种配套工具,成功打捞电泵1000余井 次,成功率由原来的70%上升至98%。 超低压气井打捞技术。2003年起,胜利油田的井下作业队伍赴土库曼斯坦进行气 井项目施工,开始超低压气井修井工艺探索。通过在外国公司5次大修未成功的302井 、244井、252井气井不断攻关和实践,成功探索并创造出一整套超低压气井修井的新 技术,圆满完成这3口井的修井任务。投产后,302井获得日产12万立方米的高产气流 。土库曼斯坦天然气康采恩、石油部等以多种方式表示祝贺,国家电视台和独立报两 大媒体多次报道。土库曼斯坦总统接见中国驻土库曼斯坦大使时称赞:“中国修井公 司设备好,工人能吃苦,修井成功率100%。” 截至2005年,在土库曼斯坦气井修井项目运行中,胜利油田形成一套完整的压井 防喷、气层堵漏、井内封隔器及油管解卡、打捞、超低压诱喷投产等多种技术为一体 的综合性气井修井技术,成功修复55口井。 (四)修套管技术 对套损井的治理,胜利油田主要形成爆炸修套、套管补贴、套管加固、套管整形 、取套换套、套管检测等套管修复配套工艺技术,形成每年150多口井的应用规模。 爆炸修套技术。对套管严重缩径的井,胜利油田主要应用爆炸修套技术。1995年 8月,油田首次应用爆炸修套技术,施工2口井,均获成功。其中阿3-38井,套管两处 缩径,采用爆炸修套后,捞出井内封隔器,使停产1年多的油井恢复生产。截至2005 年,该技术累计应用30余井次。 套管补贴技术。该技术原在国内外均采用大修作业,施工费用高。1996年,胜利 油田采用18米井架提升补贴工具,解决了弹性胀头的塑性变形和表面硬度问题,国产 化获得成功,并解决了液缸活塞组密封件的密封压力大于35兆帕和加长波纹管对焊的 问题。 套管加固工艺技术。1998-1999年,胜利油田研制出外径139.7毫米、189毫米套 管内液压式套管加固器,在胜利、江苏、河南等油田推广应用110井次,成功率100% 。 套管检测技术。1999年,胜利油田井下作业公司引进井下视像系统、八臂井径仪 ,用于检测套管变形状况,应用20井次,效果良好。2004年7月,胜利油田采油工艺 研究院引进美国的光纤传输井下视像系统,可以提供清晰、连续、实时的井下图像, 并可以提供井深、井下落物尺寸、套管尺寸等数据。截至2005年,胜利油田共完成4 1井次的套管检测任务。 (五)深井封堵、封串、钻塞技术 1996-2005年,对油水层层间串通、漏失井段的封堵,高压生产层注灰上返、二 次固井以及深井钻塞问题,胜利油田先采用单封或双封找漏管柱、井温测井找出串槽 或漏失井段,再分别采用以下工艺技术:对漏失段需封堵的井,采用挤普通油井水泥 (或超细水泥)的方法进行封堵,对各类串槽井或二次固井(补救固井质量不合格的井 ,水泥返高以上重新固井),采用桥塞注水泥的方法,进行封串或固井;对高压生产 层上返、封堵超高压的薄夹层以及稠油注蒸气井的漏失层,采用高温、高压电缆桥塞 ,然后用电缆快速下入充满水泥浆的倒泄筒碰撞桥塞,将水泥浆倒至桥塞顶部封堵。 三、储层改造工艺技术 (一)压裂工艺技术 20世纪90年代,胜利油田开发出中深井限流压裂、压裂转向剂、控制裂缝延伸技 术;推广羟丙基瓜胶压裂液和植物胶压裂液等,形成使用浓度低、残渣量少、对地层 伤害小和易于配置的压裂液系列,试验成功高能气体压裂技术。2000年后,作为油田 开采的重要增产措施,压裂工艺技术先后配套完善压裂预处理技术、限流压裂、缝高 控制技术、胶囊延缓破胶技术、有机硼高温胶联技术、液氮助排技术、裂缝监测技术 等,用全三维压裂设计软件进行压裂设计。微胶囊破胶剂的使用,使压裂全过程破胶 成为可能,使压裂液化水时间缩短,化水更彻底,从而提高压裂液返排率,减少了油 层的二次污染,提高了压裂效果。采用有机硼交联,使压裂液具有更强的悬砂能力和 在大排量下良好的抗高温、抗剪切性能。截至2005年,胜利油田已拥有国内领先的配 套工艺技术,具备水力压裂、高能气体压裂、喷砂射孔、二氧化碳增能压裂和大型酸 压等多种解堵增产工艺技术,现场评估、压裂施工的压降监测、压裂测试及裂缝方位 测试等测试解释技术达到国内先进水平。
图3-15 004年5月, 胜利油田井下作业公司在埕岛油田进行海上防砂压裂 施工。 水基压裂采用羟甲基羟丙基瓜胶压裂液和羟丙基瓜胶压裂液,瓜胶液残渣较低, 提高了裂缝导流能力。在深层改造上形成较为完善的工艺系列,具备限流压裂、分层 压裂、薄互层压裂、前置二氧化碳增能压裂等多种压裂工艺,研制出180℃——200 ℃高温压裂液体系。 2004年,胜利油田针对纯梁地区纯化组的高压薄互层集中实施大规模压裂改造。 针对梁116、高89等井微裂缝发育、易滤失的特点,利用粉陶、柴油等手段降滤,采 用变密度、变排量压裂、液氮助排等多项技术,增产效果明显,日产油均在10吨以上 。 (二)酸化工艺技术 在油层增产措施中,酸化解堵起到积极作用。截至2005年,胜利油田已形成盐酸 、土酸、复合酸、乳化酸和二氧化碳预处理酸化等技术系列,酸化范围由砂岩、碳酸 盐岩地层扩大到泥岩、砾岩、火成岩等特殊岩性地层。同时,采取注液氮和二氧化碳 预处理、柴油+互溶剂预处理等措施,提高复杂井的酸化效果。油田还应用高压旋转 水射流工艺进行解堵,酸化井深达4700米。成熟的酸化工艺技术,在勘探开发中发挥 了重要的作用。 20世纪90年代,多级交替注入酸化压裂工艺已成为深度酸化压裂的主流技术,在 富台油田古生界碳酸盐岩储层增产和扩大储量工作中发挥了重要作用。车572和车古 203、车古204、车古205、车古208等高产油气井都是应用这项技术的结果。2000年1 1月,在胜利油田重点探井车古201井试验胶凝酸酸化压裂工艺,提高了地层的渗流能 力,同时消除泥浆污染,达到解堵、增产的目的,日增原油96.7立方米。 (三)防砂、堵水工艺技术 截至2005年,胜利油田拥有专业油(气)井防砂队伍和独创的冲洗充填(PS)防砂技 术,以及高压充填防砂配套工艺技术和压裂防砂技术。 防砂工艺技术。胜利油田主要采用滤砂管防砂技术、复膜砂防砂技术、绕丝管高 压充填砾石防砂技术、冲洗充填(PS)防砂技术等。其中,冲洗充填(PS)防砂工艺技术 具有国际领先水平,不但在胜利油田使用,还应用到国内外其他领域。在土库曼斯坦 ,此项工艺技术彻底解决该国西部油田开发40多年未解决的出砂问题,得到土库曼斯 坦石油康采恩领导及专家的一致好评。 堵水工艺技术。1996-2005年,胜利油田形成调剖堵水和硅酸盐复合材料防砂堵 水两项堵水工艺技术。 2000年,胜利油田研制出低度交联聚合物调驱剂,主要适用油藏地质构造复杂、 油层非均质差异大,并已进入注水开发后期、特高含水油田的调剖堵水。胜利油田用 它封堵高渗透层改变水流方向,有效提高水的波及体积,调整吸水、产液剖面,使未 能动用及动用程度较差的中、低渗透层得以动用,从而改善水驱效果,降低含水,增 加产油量,实现稳油控水的目的。该工艺广泛应用于胜利、大庆、中原、青海等油田 。 2004年9月-2005年8月,胜利油田井下作业公司在鲁胜公司胜328-60井进行 硅酸盐复合材料防砂堵水先导试验。堵水前,该井日产液24.8吨,日产油1吨,含水 高达95.7%。胜利油田博士后工作站编写出施工设计,并指导现场施工,先导试验一 次成功,比防砂堵水施工前增油270%,含水降低51.7个百分点。