我國水平井完井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢探討

喬中山 劉東東 秦天寶 柳海嘯

（1．中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津300450；2．中海石油（中國）有限公司蓬勃作業(yè)公司，天津300450）

在二十世紀(jì)七十年代，我國的第一口水平井在四川地區(qū)被成功鉆成，這也標(biāo)志著我國成為第三個(gè)成功開發(fā)出水平井的國家。但是之后我國水平井完井技術(shù)并未得到有效的發(fā)展，這種情況一直持續(xù)到二十世紀(jì)末。二十一世紀(jì)初，我國十五計(jì)劃出臺(tái)并實(shí)施，并且隨著國際原油價(jià)格的持續(xù)上揚(yáng)，鉆井經(jīng)濟(jì)性的有效提升，在各種積極因素的作用下，水平井完井技術(shù)在我國正式步入了發(fā)展的黃金期。現(xiàn)階段，我國已經(jīng)開發(fā)出適用于不同情況的水平井，可以用于不同油藏、地層的開采，比如火成巖等。在經(jīng)過了長期的研究以及不斷積累寶貴經(jīng)驗(yàn)后，我國已經(jīng)具備多種水平井完井技術(shù)，但是需要注意的是，現(xiàn)階段我國水平井完井技術(shù)仍存在一定的問題，需要進(jìn)一步提升，以滿足不斷提升的實(shí)際需求。

1 水平井完井主要技術(shù)概述

因?yàn)樵u(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)不同，完井方式也存在著多種分法，以井眼是否裸露為標(biāo)準(zhǔn)，可以分為套管射孔完井和裸眼完井兩種形式；以是否防砂為標(biāo)準(zhǔn)，可以將完井方式分為兩類，分別為防砂型、非防砂型完井。

1.1 具有管外封隔功能的襯管完井技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)是割縫襯管完井技術(shù)與管外封隔器有機(jī)的融合，更加適用于小井眼側(cè)鉆水平井。借助于管外分離器對(duì)不同層段開展分隔作業(yè)，然后再在相應(yīng)的層段上開展與之對(duì)應(yīng)的操作和生產(chǎn)管控工作。在分支水平井中，襯管完井套管主要應(yīng)用的是膨脹式封隔器，可以對(duì)水、氣層進(jìn)行有效的隔絕，并為油層的分段開采和處理提供助力。除此之外，該技術(shù)在井眼直徑小的項(xiàng)目中更為適用，在注水泥固井射孔完井中的應(yīng)用相對(duì)較少。

1.2 水平井篩管完井技術(shù)

與套管射孔技術(shù)相比，水平井篩管完井技術(shù)具有更高的完善性和系統(tǒng)性，并且水平井能夠有效的提升產(chǎn)量，借助于管外封隔器，可以有效實(shí)施對(duì)水平段的封隔，為后續(xù)相關(guān)工作的開展提供便利條件。完井、砂井一體化完成，工藝更具可操作性，經(jīng)濟(jì)效益明顯。常規(guī)水平井篩管完井技術(shù)可以分為三種不同類型：第一，經(jīng)由頂部進(jìn)行水泥注入的一體化技術(shù)；第二、懸掛篩管處理，水平井完井技術(shù)；第三、懸掛濾篩管頂部處理的完井一體化技術(shù)。

1.3 水平井裸眼礫石充填防砂完井技術(shù)

新時(shí)期，油藏開采種類越來越多，油藏開采的難度顯著增加，而大部分的油田開采環(huán)節(jié)中，會(huì)發(fā)現(xiàn)地層砂分選難度較大、部分區(qū)域砂層油藏中含有大量泥質(zhì)成分，上述因素是導(dǎo)致濾砂管堵塞的主要原因，有時(shí)還會(huì)發(fā)生出砂問題。借助砂石填充處理、裸眼礫石填充處理等技術(shù)是當(dāng)下較為常見的完井技術(shù)。借助上述技術(shù)，可有效實(shí)現(xiàn)濾砂管完井的復(fù)合處理，必要時(shí)管外部區(qū)域可積極進(jìn)行逆向充填砂石處理。該方法可操作性較強(qiáng)，并且具有更高的安全性；防砂篩管采用雙精度結(jié)構(gòu)，具有更強(qiáng)的抗堵塞能力。在國內(nèi)具有較為廣泛的使用范圍。

1.4 分支井完井技術(shù)

分支井難點(diǎn)表現(xiàn)如下：定向井、側(cè)鉆井難度高，為此，對(duì)應(yīng)完井技術(shù)必須具有進(jìn)入性、密封性、銜接性等要求。銜接性主要是在分支井尾管位置借助機(jī)械方法進(jìn)行的處理；進(jìn)入性主要是指在無鉆機(jī)的狀態(tài)下，能夠重新返回已先選定的分支井眼；密封性主要是指分支井眼與主井眼之間的連接處，需要能夠?qū)崿F(xiàn)液壓密封。

2 水平井完井技術(shù)現(xiàn)狀問題分析

2.1 常規(guī)水平井完井現(xiàn)存問題

第一、篩管具有強(qiáng)度差的特點(diǎn)，常規(guī)水平井作業(yè)中，前幾個(gè)周期需進(jìn)行注汽處理，易發(fā)生篩管斷裂問題。第二、全井段篩管在完井后，需及時(shí)進(jìn)行相關(guān)限制方法的應(yīng)用。如果水平井在此時(shí)具有較高的含水率，后續(xù)治理難度會(huì)顯著增加。此外，找水測試、堵水難度均較不樂觀。第三、一旦防砂處理的效果喪失后，相應(yīng)的補(bǔ)救難度會(huì)顯著增加，資金耗費(fèi)比例高。完井失效后，后續(xù)防砂處理的應(yīng)對(duì)方案較為受限。持續(xù)時(shí)間短，并且消耗的費(fèi)用較高。

2.2 側(cè)鉆井完井現(xiàn)存問題

第一，側(cè)鉆井完井方式相對(duì)單一，都是采用套管射孔完井，不具有普適性，而且該項(xiàng)操作會(huì)場較為嚴(yán)重的環(huán)境污染；第二、防砂措施有限，一般在疏松砂巖油藏處理中，必須合理應(yīng)用化學(xué)法進(jìn)行處理，而且防砂周期相對(duì)較短，會(huì)在無形中增加成本投入，甚至影響到正常的生產(chǎn)活動(dòng)。

3 水平井完井技術(shù)的主要發(fā)展趨勢

水平井完井技術(shù)的總體發(fā)展趨勢如下：傳統(tǒng)直井完井逐漸被多底井、分支井完井取代；單一完井在向著多元化完井過渡；傳統(tǒng)完井配套設(shè)施處于不斷的升級(jí)改造中等。常規(guī)水平井完井技術(shù)逐漸被分段完井技術(shù)代替，低滲地層可以采用射孔分段完井技術(shù)；正處于發(fā)育階段的縫洞碳酸鹽巖地層可以采用裸眼分段完井技術(shù)，可以有效提升完井水平，促進(jìn)增產(chǎn)和收益，再配備封隔器中，需考慮設(shè)備的耐高壓、耐高溫等基本要求，保證分段完井的妥善處理。水平井射孔處理中，一般不宜采用垂直井處理，建議增進(jìn)分段變參數(shù)的推廣，該方法具有更為廣泛的適用范圍。上述方法應(yīng)用后，即使出現(xiàn)有底水問題，也可起到相應(yīng)的防御功效。如果沒有產(chǎn)生有底水，則可充分發(fā)揮排液均衡的功效。新時(shí)期，國內(nèi)完井理論以及完井技術(shù)都得到了大幅度的進(jìn)步，而完井工具的發(fā)展相對(duì)落后，需要在完井理論以及技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出適應(yīng)能力更強(qiáng)的完井工具。

3.1 水平井分段完井技術(shù)的發(fā)展趨勢

分段完井技術(shù)的應(yīng)用中，可引入油水膨脹分隔設(shè)備，提高分段完井的耐高壓的能力，而且具有抵抗高溫的效果。多層油藏處理中，一方面可借助篩管完井技術(shù)進(jìn)行分層處理，另一方面借助分隔設(shè)備可明顯提高處理能力。此外，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)遇油水膨脹封隔設(shè)備的研究，并將其逐漸引入到防砂完井分隔處理中，在實(shí)踐中不斷進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。借助于遇油水膨脹封隔設(shè)備，可以使完井的復(fù)雜程度進(jìn)一步降低，可以在高壓井完井以及海上完井中進(jìn)行推廣和應(yīng)用，可以最大程度的提升完井的安全性和可靠性。

3.2 水平井找水技術(shù)和堵水技術(shù)的發(fā)展趨勢

在水平井完井技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，應(yīng)不斷優(yōu)化和完善找水測井手段，并在現(xiàn)有測試手段的基礎(chǔ)上，調(diào)整和優(yōu)化相應(yīng)的配套設(shè)施，以期探索出一套更具先進(jìn)性的水平井找水手段，使工作效率得到大幅提升。需要對(duì)水平井滲流規(guī)律以及油藏基礎(chǔ)等領(lǐng)域進(jìn)行進(jìn)一步的探究，并在此技術(shù)上形成相應(yīng)的預(yù)測模型，并不斷提升模型的可操作性和實(shí)用性。此外，與篩管完井技術(shù)相類似，如何提升水平井堵水手段的效率成為未來重要的研究領(lǐng)域，為了能夠有效提高水平井的堵水效率，借助化學(xué)分隔法、高選擇劑均可起到明顯促進(jìn)作用。

3.3 井筒檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

當(dāng)下，應(yīng)用最為廣泛井筒檢測技術(shù)是打鉛印技術(shù)，由于常規(guī)處理方法并未達(dá)到預(yù)期要求，從長遠(yuǎn)角度分析，必須積極進(jìn)行技術(shù)更新改進(jìn)，以期跟上時(shí)代發(fā)展需求。滿足更高層次的基本需求，保證水平井修井技術(shù)的完善。新時(shí)期，必須積極進(jìn)行水平井井筒檢測技術(shù)的改良和優(yōu)化。合理引用連續(xù)油管、井下電視等設(shè)備，必要時(shí)還可引入超聲波測井技術(shù)，保證井筒檢測能力的穩(wěn)定提升。

4 結(jié)語

當(dāng)下，國內(nèi)水平井完井技術(shù)得到了較為廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也遭遇了諸多問題，比如產(chǎn)量逐年遞減、找水和堵水難度較大，底水上升相對(duì)較快等，這些問題使得原油的產(chǎn)量無法得到保障。在這種情況下，需要研究和開發(fā)出更為好用和高效的水平井技術(shù)，減少各種問題的出現(xiàn)，使水平井的采收率得到進(jìn)一步提升。