水平井分段筛管完井设计技术

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文水平井分段筛管完井设计技术姓名：李昌恒申请学位级别：硕士专业：油气田开发工程指导教师：陈德春201205中国石油大学(华东)硕l琵文第一章前言1．1研究目的及意义与直井相比较而言，水平井技术具有提高单井产能、减缓边底水突进、开发特殊类型油气藏、较高的投入产出比、降低海上油田开发费用等优点，已经成为当今世界石油工业技术中最重要的内容之一，并且已经上升到油气田高效开发战略措施的位置。水平井完井方式主要有四种，包括裸眼完井、射孔完井、砾石充填完井和筛管完井。目前国内有90％左右的水平井采用

2、筛管完井和射孔完井方式，其中筛管完井主要用于稠油和超稠油油藏等疏松砂岩油藏中，具有降低固井与完井费用，减小流体入井流动阻力，减少近井地层污染，更大限度地发挥油井产能，以及起到防砂作用等优点。目前世界及中国水平井筛管完井技术的研究和应用发展很快，取得了很大进步，但也在理论研究、实验研究和生产实践中存在很多问题，比如：(1)水平井完井技术发展迅速，但国内外理论研究发展缓慢，导致了理论研究落后生产应用实践；(2)筛管完井参数设计处于半经验状态；(3)水平井生产过程中，由于沿水平井筒存在压力损失，尤其是在非均质地层中，地层

3、物性参数(孔隙度、渗透率、厚度等)沿水平井井段有较大的变化，使得水平井沿井筒方向上的入流剖面不均匀，再加之传统的产能解析公式大多针对均质油藏，难以准确预测水平井的产能；(4)没有考虑油藏的非均质性对筛管进行分段，通常整个完井段采用相同的完井参数，导致沿水平井井筒方向上入流剖面不均匀，容易诱发和加剧边底、水突进现象，使得油井过早见水，甚至水淹，严重影响水平井的生产寿命和开发效果；(5)没有考虑到完井方式对后续作业措施的影响，如分段压裂、分段酸化、分段防砂等。针对水平井筛管完井技术研究和应用中存在的问题，将筛管完井水平

4、生产井段井筒微分化，建立了井筒单元段上的油藏渗流、筛管井壁入流和水平井筒管流模型，并对三个模型进行了耦合，分别得到了水平井分段贯眼筛管完井和水平井分段割缝筛管完井的产能计算模型。以一均质油藏为研究对象，分析了水平井贯眼筛管和割缝筛管完井参数对水平井采液指数的影响规律，确定了该油藏最优完井参数范围；在此基础上，运用灰色关联分析方法，定量分析了各参数对水平井采液指数的影响程度。以河南油田泌304区块赵安平5井为研究对象，综合考虑油藏的非均质性，对该水平井进行了分段筛管完井设计，一方面通过调节各小段筛孔密度，使得每小段上

5、的单位长度上的入流量相等，从而实现整个水平井井段上入流剖面均匀推进，通过水平井段的均匀供液，达到延缓边、第一章前言／底水突进，控制含水率上升，延长水平井的生产寿命和提高水平井开发效果的目的；另一方面，可以为后续的作业措施(如分段压裂)提供便利，并最终提高水平井的开发效果。研究为水平井分段筛管完井优化设计和应用效果的提高提供理论与手段，可以有效指导筛选区块的水平井应用，同时对同类油田也有一定的借鉴作用。1．2国内外研究现状1．2．1国外研究现状1990年至2000年间，OzkanE．，SailcaC．【l】，J．D．

6、Janson[21，DikkenBenJ．【31，以及V．R．Penmatcha，SepehrArbabit41等人分别研究分析了沿水平井水平井筒方向上管流压降对水平井入流剖面的影响规律，他们认为：为了延缓水平井水气锥进、降低水平井含水率上升速度，应该进行变筛孔(割缝、射孔)密度完井设计，以达到获得均匀入流剖面的目的。2000年，M．W．Slack．和W．D．Roggensackl5】针对在水平井蒸汽辅助重力泄油(SAGD)过程中，由于筛管处于高温环境而受到与常规筛管完井水平井不同的载荷，给出了适用水平井采用蒸汽辅

7、助重力泄油(SAGD)技术时，水平井筛管完井参数优化设计的理论方法及其试验规律。2002年，R．Arangath，E．E．Mkpasi[61研究认为：通过优化水平井裸眼筛管完井的筛管完井参数，可以达到延缓水、气锥进的目的。现场应用表明：优化筛管完井参数可以有效的延缓水、气锥进，延长油井的无水采油期。2003年，K．Furi，D．Zhu和A．D．Hill[7】建立了水平井表皮系数计算的综合模型，该模型可以分析水平井在不同完井方式(裸眼完井、筛管完井、射孔完井)下的生产效果，通过该模型可以分析筛管完井参数对水平井产能的

8、影响规律。2004年，K．Furui，D．Zhu，A．D．Hill等【81进行了水平井筛管完井和射孔完井参数优化设计的研究，分析了贯眼筛管完井和割缝筛管完井时由于不同的筛管参数所产生的表皮系数，研究对水平井筛管完井产能计算和完井方案优化设计有着重要的指导作用。2006年，J．Artlkhe，R．Senyk，N．Ad萄i等‘91分析总结了不同水平井裸眼完井条件