海洋石油完井技术现状及发展趋势.pdf

技术研究 82 2023年第11期完井作业是将已钻井的油井准备好以进行产量开采的关键步骤，通过完井作业，可以确保油井的安全运营，并使其具备产生商业价值的能力，完成完井作业后，油井可以投产并开始生产油气，完井作业的一个重要目标是确保井筒的完整性，通过安装完井套管、水泥固井等工艺，可以保证油井的结构稳定，防止地层流体泄漏，减少环境污染和井下事故的风险，完井作业中的一些技术措施，如水平井完井、多段压裂等，可以有效地增加油井的产量和采收率，通过合理设计和实施完井作业，可以优化油井的生产能力，提高油田的整体开发效益。由此可见，完井作业对于海洋油田开发十分关键1。本次研究主要是对海洋石油完井技术和发展趋势进行研究，以此推动我国海洋石油完井技术的进一步发展。1 海洋石油完井技术现状分析1.1 裸眼优质筛管技术裸眼优质筛管技术是海洋石油完井作业中的一种常用技术，它通过在井筒内安装优质筛管来防止固井水泥渗入地层，并筛除细颗粒物质，保证井底流体的流通和产能。裸眼优质筛管技术可以有效地防止固井水泥渗入地层，保护地层的完整性，它通过筛管的细孔来阻挡固井水泥颗粒的进入，从而减少地层的损伤和污染，保持地层的通透性和产能，可以筛除井底的细颗粒物质，如砂粒、泥浆等，防止它们堵塞井底，从而提高井底流体的流通能力，增加油井的产能和采收率，可以增加井壁的稳定性，防止井壁塌陷和破裂，筛管能够提供一定的支撑和加固作用，减少井壁的变形和破坏，维持井眼的稳定形状，适用于各种油藏类型和地质条件，包括高渗透、低渗透、薄油层等不同类型的油藏，具有较好的适应性和灵活性，可根据不同的井径和油藏特征进行设计和安装。由于裸眼优质筛管技术采用细孔的筛管，存在一定的堵塞风险，当油井产出的流体中含有较多颗粒物质时，可能会导致筛管堵塞，影响井底流体的流通，降低产能，裸眼优质筛管技术需要在井筒内进行精确的安装，安装过程较为复杂，需要专业的工具和技术人员进行操作，筛管本身的材料和制造成本较高，增加了完井作业的投资成本，在一些高渗透油藏中，裸眼优质筛管技术的应用可能会限制进一步的产能优化，筛管的细孔尺寸和排布方式可能会影响流体的流通性能，导致产能无法进一步提升2。1.2 裸眼/管内砾石充填技术裸眼/管内砾石充填技术是海洋石油完井作业中的一种常用技术，它通过在井筒内部使用砾石充填来保护井壁、防止井壁塌陷以及增加产能3。裸眼/管内砾石充填技术能够有效增加井壁的稳定性，特别是在弱固地层或存在井壁塌陷风险的情况下，砾石充填可以提供支撑和加固作用，减少井壁的变形和破坏，保持井眼的稳定形状，通过充填砾石，可以填充井壁与地层之间的空隙，减少地层流体侵入井筒并引起井壁塌陷的风险，砾石的填充能够提供额外的支撑力，保持井壁的完整性，从而减少地层的损伤和井下事故的发生，可以优化井筒的流体动力学特性，改善流体海洋石油完井技术现状及发展趋势卢有军 杨光 张勇中海石油（中国）有限公司深圳分公司 广东 深圳 518000摘要：针对海洋石油完井技术的发展问题，首先对海洋石油完井技术现状进行分析，在此基础上，开展海洋石油完井技术发展趋势研究，为进一步推动我国海洋石油完井技术的发展奠定基础。关键词：海洋石油 完井技术 技术现状 发展趋势 智能化A n a l y s i s o n t h e c u r r e n t s i t u a t i o n a n d d e v e l o p me n t t r e n d o f o f f s h o r e o i l c o mp l e t i o n t e c h n o l o g yL u Y o u j u n，Y a n g g u a n g，Z h a n g y o n gCNOOC(China)Co.LTD.Shenzhen BRANCH，Shenzhen 518000 Abstract：In response to the development issues of offshore oil completion technology，this study first analyzes the current status of offshore oil completion technology，and on this basis，conducts research on the development trend of offshore oil completion technology，laying a foundation for further promoting the development of offshore oil completion technology in China.Keywords：Offshore oil；Completion technology；Technical status；Development trends；Intelligence 83 技术研究2023年第11期流通的条件，从而提高井底流体的流动能力和油井的产能，砾石的充填能够筛除细颗粒物质，并改善油井的渗流特性，提高油藏的采收率，在井筒设计和施工中具有较大的灵活性，可以根据不同井径、地质条件和油藏特征，灵活调整砾石的粒径和充填方式，以达到最佳的防塌效果和产能优化4。裸眼/管内砾石充填技术需要进行精确的砾石输送和充填过程，涉及到砾石的输送装置、控制和监测系统等设备，操作复杂且需要专业的技术人员进行操作，充填砾石需要投入较高的成本，包括砾石的采购、输送设备和施工人员的费用等，充填砾石可能会增加完井作业的时间和成本，裸眼/管内砾石充填技术对井筒直径有一定的限制，较小的井筒直径可能会限制砾石的充填效果和产能优化效果。1.3 分支井优质筛管防砂技术分支井优质筛管防砂技术是在分支井的井筒内安装筛管的方法，它的主要特点是筛管具有较高的筛孔尺寸和筛孔面积，可以阻挡砂粒和固井水泥颗粒的进入，同时允许流体的顺畅通过。分支井优质筛管能够有效地筛除砂粒和固井水泥等细颗粒物质，防止其进入分支井的井筒，这可以避免砂粒和固井水泥堵塞井底设备和井眼，提高井底流体的流通能力，可以有效地保护井底设备免受砂粒的磨损和固井水泥的侵蚀，筛管能够阻挡砂粒和固井水泥的进入，减少对井底设备的磨损和损坏，延长设备的使用寿命，通过防止砂粒和固井水泥的进入，分支井优质筛管技术可以保持井底流体的流通性能，提高产能和采收率，它确保了流体的畅通和井底压力的维持，有利于油井的生产和开发，可以根据不同的油藏特征和井况需求进行设计和安装，筛管的筛孔尺寸和筛孔面积可以根据需要进行调整，以满足特定的井底流体流通要求5。尽管分支井优质筛管可以筛除砂粒和固井水泥，但在长时间使用后，筛管可能会因颗粒物堵塞而降低筛分效果，这可能导致井底流体流通受阻，影响产能和采收率，分支井优质筛管的安装和维护相对复杂，需要特殊的工具和操作技术，定期的维护和清洗筛管也需要投入额外的时间和资源。1.4 射孔完井技术射孔完井技术是在油井套管或油藏中使用射孔工具，通过爆破、射水或冲击等方式，形成孔洞，连接油层与井筒，以实现油气流入井筒并进入生产管道，射孔过程通常在完井作业的最后阶段进行。射孔完井技术能够直接在油藏中形成孔洞，将油井与油藏紧密连接，这样可以最大程度地增加油气的流入量，提高产能和采收率，射孔工具具有精确的定位和控制能力，可以准确地控制射孔的位置和方向，使得可以根据地质和工程要求，在目标油层上选择最佳的射孔位置，优化油气的采集效果，可以适应不同类型的油藏，包括常规油藏、非常规油藏和页岩油气藏等，通过调整射孔参数和工具选择，可以针对不同的油藏特征进行优化设计，相对于其他完井技术，射孔完井技术通常施工时间较短且成本较低，这使得它成为一种高效的完井方法，可节省时间和资源。射孔完井技术需要选择合适的射孔工具，并具备相应的操作技术，射孔工具的选择与井况和油藏特征紧密相关，不当的选择可能会导致射孔质量不佳或操作困难，射孔孔径和长径比的选择会影响油气的流入速度和采集效果，在一些特殊的油藏情况下，可能会受到射孔孔径和长径比的限制，从而影响产能的优化。2 海洋石油完井技术发展趋势2.1 小油田开发的完井技术针对小型油田完井作业，水平井完井技术是在垂直井筒的基础上，通过钻探水平段，增加油井与油藏的接触面积，这种技术能够有效地开采小型油田中的油气资源，提高产能和采收率，水平井完井技术适用于低渗透率和低孔隙度的油藏，能够最大程度地利用地下资源，多级水平井完井技术是在水平井中，通过多级水平段的钻探和完井，进一步增加井筒与油藏的接触面积，这种技术能够更好地开发复杂和多层次的小型油田，提高整体产能和采收率。人工增强油层完井技术是通过注入聚合物、聚丙烯酰胺等化学物质，改变油藏的物理性质，提高油藏的渗透率和流体流动性，这种技术适用于低渗透率和高黏度油田，可以提高小型油田的开发效果，虚拟井完井技术是通过合理规划和布置井眼，模拟出一个大型井网，以提高油井与油藏的接触面积和采收率，这种技术适用于空间有限的小型油田，能够最大限度地利用地下资源。小型油田的开发往往面临资源有限和采收率低的问题，采用针对小油田的完井技术，能够最大限度地提高采收率，实现经济可行性。相对于大型油田开发，小型油田的开发成本较高，小油田完井技术可以通过精确的定位和优化的设计，降低开发成本，提高经济效益，小型油田开发通常面临环境保护的挑战，采用适应小油田特点的完井技术，可以减少钻技术研究 84 2023年第11期井和生产过程对环境的影响，实现可持续开发，小型油田往往具有油层复杂性和多层次性，采用针对小油田的完井技术，能够更好地适应油层特征，提高生产效率和稳定性。2.2 稠油热采的海上完井技术在海洋石油完井技术未来发展中，稠油热采是一种常用的海上完井技术，它通过注入热介质来降低稠油的黏度，使其能够更容易地流动到井筒并提高采收率。通过注入高温热介质到稠油层中，将其加热至一定温度，热介质的加热作用能够降低稠油的黏度，使其流动性增加，便于从油层中流入井筒，稠油通过井筒流出后，经过处理和分离，可以提取出更多的油和液体。稠油热采技术中注入的热介质具有一定的压力，可以改善油藏的压力分布，促进油的流动，增加采收率。稠油热采技术相对于传统的油井采油方法，能够减少对地下水资源和环境的影响，它可以减少需开凿的井数和地面设施，降低钻井和完井的需求，减少能源消耗和环境排放。2.3 海洋石油完井技术智能化技术在海洋石油完井技术未来发展中，智能化技术将发挥重要作用，智能化技术利用先进的传感器、数据分析、人工智能等技术，实现对完井过程的监测、控制和优化。通过安装传感器和监测设备，实时监测井下参数和油井运行状态，包括压力、温度、流量、油气含量等，获取大量的数据，利用数据分析和人工智能技术，对监测数据进行处理和分析，生成预测模型和决策支持，实现对完井过程的优化和智能决策，通过智能控制系统，实现对完井过程的自动化控制，包括井口设备控制、流体注入控制、生产管道调节等，提高作业效率和准确性，利用网络和通信技术，实现对海洋石油完井作业的远程监控和管理，实时获取井下数据和运行状态，远程调整和优化作业方案。智能化技术通过数据分析和人工智能技术，提供实时的决策支持，帮助工程师和操作人员做出准确的决策，这可以提高决策的准确性和效率，降低操作风险。2.4 视频监控技术视频监控技术通过安装摄像头和相关设备，实现对完井过程的实时监控和记录。在关键位置和设备上安装高清摄像头，实时拍摄完井现场的图像和视频，通过网络和通信技术，将摄像头采集到的视频信号传输到中央控制室或远程监控中心，并进行存储和备份，利用视频监控系统，可以远程实时监控完井现场的情况，也可以对存储的视频进行回放和分析。视频监控技术能够实时监控完井现场的情况，包括设备运行状态、作业进展、安全状况等，这有助于及时发现问题和异常情况，采取相应的措施，确保作业的安全和顺利进行，通过视频监控系统，可以将完井现场的情况传输到中央控制室或远程监控中心，工程师和操作人员可以实时观察和指导作业，同时可以将存储的视频用于培训和经验总结，提高工作人员的技能和操作水平，视频监控系统可以记录完井过程中的各个环节，当发生问题或故障时，可以通过回放视频进行分析，找到问题的原因，并采取相应的修复措施，这有助于提高故障排除的效率和准确性。3 结束语完井作业对于海洋油田的开发十分关键，经过多年的研究和发展，我国在海洋石油完井技术领域已经逐渐成熟，尽管各项技术在应用的过程中都存在较多的优势，但是也存在一定的劣势，未来需要针对海洋小油田进行完井技术研发，同时需要推动完井技术朝着智能化方向发展。参考文献1 高旸昭，王强，王龙，等.海洋石油完井技术现状及发展趋势探析 J.石化技术，2023，30（4）：253-255.2 刘荣恒.海洋石油完井技术现状及发展趋势 J.石化技术，2021，28（12）：94-95.3 叶俊放.海洋石油钻井工程技术现状及发展趋势 J.中国石油和化工标准与质量，2016，36（20）：89-90.4 刘伟.试析海洋石油完井技术现状及其发展趋势 J.中国石油石化，2016（S1）：210.5 杨立平.海洋石油完井技术现状及发展趋势 J.石油钻采工艺，2008（1）：1-6.