超稠油油藏SAGD水平生产井四开井身结构的完井方法与流程

超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法
技术领域
1.本发明涉及石油天然气资源的工程钻探领域，特别涉及超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法。


背景技术：

2.目前国内无论是浅层油藏超稠油油藏(油藏埋深小于600米)还是中深层超稠油油藏(油藏埋深500-1000米)实施sagd开发时，水平生产井多为三开井身结构基。传统三开井身结构完井时使用的钻头及套管程序为：步骤1，进行一开，使用φ444.5mm钻头钻入，之后，起出钻头，下入φ339.7mm的表层套管；步骤2，进行二开，使用φ311mm钻头钻入，之后，起出钻头，下入φ244.5mm的技术套管：步骤3，进行三开，使用φ215mm钻头钻入，起出钻头，下入φ177.8mm的技术筛管。
3.上述现有的sagd水平生产井其井身结构技术套管通径为216.5mm，水平段长度一般为400-500m，下入抽油泵的最大直径为φ140mm。但是这种传统的井身结构难以适应，存在以下几个问题：
4.1、技术套管通径小，无法满足同时下入φ160mm抽油泵和监测管柱的要求；
5.2、水平段长度增加后，筛管在小直径内流动阻力增加；
6.3、sagd循环预热阶段下入注汽、举升、监测三管柱难度大。
7.鉴于此，本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，经过反复实验设计出一种超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法，以期解决现有技术存在的问题。


技术实现要素：

8.本发明提出一种超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法，能够适用大内径的筛管，进而安装尺寸更大的抽油泵。
9.为达到上述发明目的，本发明提出一种超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法，其中，所述完井方法包括：
10.步骤1，使用一开钻头从地面下钻，所述一开钻头竖直向下钻至设计一开深度后起出所述一开钻头，下入导管并注入一开水泥浆固井至地面；
11.步骤2，在所述导管内下入二开钻头，所述二开钻头竖直向下钻至设计二开深度后起出所述二开钻头，下入表层套管并注入二开水泥浆固井至地面；
12.步骤3，在所述表层套管内下入三开钻头，所述三开钻头倾斜向下钻至设计三开深度后起出所述三开钻头，下入技术套管并注入三开水泥浆固井至地面；
13.步骤4，在所述技术套管内下入四开钻头，所述四开钻头水平钻至设计四开深度后起出所述四开钻头，下入筛管完井；
14.所述一开钻头的外径、所述二开钻头的外径、所述三开钻头的外径和所述四开钻头的外径依次减少；
15.所述导管的内径、所述表层套管的内径、所述技术套管的内径和所述筛管的内径依次减少。
16.如上所述的超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法，其中，在步骤1中，所述一开水泥浆包括g级水泥和石英砂。
17.如上所述的超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法，其中，在步骤2中，所述二开水泥浆包括g级水泥、石英砂和早强剂。
18.如上所述的超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法，其中，在步骤3中，所述三开水泥浆包括g级水泥、石英砂、降失水剂、早强剂、微膨胀防窜剂和分散剂。
19.如上所述的超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法，其中，在步骤1中，所述一开钻头的外径大于900mm，所述设计一开深度为20～40m，所述导管的内径为700～800mm，所述导管的壁厚为10～20mm。
20.如上所述的超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法，其中，在步骤2中，所述二开钻头的外径为600～700mm，所述设计二开深度为200m，所述表层套管的内径为450～550mm，所述表层套管的壁厚为10～15mm。
21.如上所述的超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法，其中，在步骤3中，所述三开钻头的外径为400～500mm，所述技术套管的内径为300～350mm，所述技术套管的壁厚为10～15mm。
22.如上所述的超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法，其中，在步骤4中，所述四开钻头的外径为280～320mm，所述筛管的内径为200～300mm，所述筛管的壁厚为1-～13mm。
23.如上所述的超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法，其中，所述筛管上开设有多个割缝，各所述割缝沿所述筛管的轴向开设，所述割缝沿所述筛管的圆周方向顺序间隔设置。
24.如上所述的超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法，其中，各所述割缝的截面呈梯形，所述割缝其于所述筛管内壁的缝宽大于所述割缝其于所述筛管外壁的缝宽。
25.本发明提出的超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法具有如下特点和优点：
26.与现有技术中三开井身结构中只有一个竖直段相比，本发明提出的超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法，在步骤1中利用导管形成一竖直段，在步骤2中利用表层套管形成再一竖直段，使得四开井身结构具有两个竖直段，进而能够承受更大的管串重量，也就能够连接更大内径的管串(管串的内径越大，管串的重量也就越大)，最终能够在管串内安装更大的抽油泵，有效提高超稠油油藏实施sagd水平生产井的产能。
附图说明
27.在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
28.图1为本发明中超稠油油藏实施sagd水平生产井四开井身结构的示意图；
29.图2为本发明中超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法一实施例的流程图。
30.附图标记说明：
31.100、四开井身结构；
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10、导管；
32.20、表层套管；
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30、技术套管；
33.40、筛管。
具体实施方式
34.结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。
35.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。
36.请参考图1、图2，本发明提出的一种超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法，该完井方法包括：
37.步骤1，使用一开钻头从地面下钻，一开钻头竖直向下钻至设计一开深度后起出该一开钻头，下入导管10并注入一开水泥浆固井至地面；
38.步骤2，在导管10内下入二开钻头，二开钻头竖直向下钻至设计二开深度后起出二开钻头，下入表层套管20并注入二开水泥浆固井至地面；
39.步骤3，在表层套管20内下入三开钻头，三开钻头倾斜向下钻至设计三开深度后起出该三开钻头，下入技术套管30并注入三开水泥浆固井至地面；
40.步骤4，在技术套管30内下入四开钻头，四开钻头水平钻至设计四开深度后起出该四开钻头，下入筛管40并完井；
41.其中，一开钻头的外径、二开钻头的外径、三开钻头的外径和四开钻头的外径依次减少；
42.导管10的内径、表层套管20的内径、技术套管30的内径和筛管40的内径依次减少。
43.与现有技术中三开井身结构中只有一个竖直段相比，本发明提出的超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法，在步骤1中利用导管10形成一竖直段，在步骤2中利用表层套管形成再一竖直段，使得四开井身结构具有两个竖直段，进而能够承受更大的管串重量，也就能够连接更大内径的管串(管串的内径越大，管串的重量也就越大)，最终能够在管串内安装更大的抽油泵，有效提高超稠油油藏实施sagd水平生产井的产能。
44.在本发明中，导管10不但承受了下入管串的重量，导管10还具有在钻地表井眼时把钻井液从地表引导到钻井装置平台上的功能。
45.在本发明一个可选的实施方式中，在步骤1中，一开钻头的外径大于900mm，设计一开深度为20～40m。
46.在该实施方式一个可选的例子中，导管10的内径为700～800mm，导管10的壁厚为
10～20mm。
47.优选的，一开钻头的外径为914.1mm，导管10的内径为762mm，导管10的壁厚为15mm。
48.在该实施方式一个可选的例子中，在步骤1中，一开水泥浆包括g级水泥和石英砂，其中石英砂的含量为35～40％(质量)。
49.在本发明一个可选的实施方式中，在步骤2中，二开钻头的外径为600～700mm，设计二开深度为200m。
50.在该实施方式一个可选的例子中，表层套管20的内径为450～550mm，表层套管20的壁厚为10～15mm。
51.优选的，二开钻头的外径为660.5mm，表层套管20的内径为508mm，表层套管20的壁厚为12.7mm。
52.在该实施方式一个可选的例子中，在步骤2中，二开水泥浆包括g级水泥、石英砂和早强剂，其中石英砂的含量为35～40％(质量)，早强剂采用现有技术，g级水泥也可以采用现有技术，例如使用标准为gb 10238-2005的水泥。
53.在该实施方式一个可选的例子中，表层套管20外套设有多个弹性扶正器，多个弹性扶正器沿表层套管20的轴向顺序间隔设置。
54.优选的，相邻的两个弹性扶正器的间距为50m。
55.在本发明一个可选的实施方式中，在步骤3中，三开钻头的外径为400～500mm。
56.在该实施方式一个可选的例子中，在步骤3中，技术套管30的内径为300～350mm，技术套管30的壁厚为10～15mm。
57.优选的，三开钻头的外径为444.5mm，技术套管30的内径为339.7mm；技术套管30的壁厚为13.06mm
58.在该实施方式一个可选的例子中，在步骤3中，三开钻头倾斜向下钻形成稳斜段，稳斜段全角变化率控制在1
°
/30m以内，除稳斜段，其余井段全角变化率控制在3
°
～6
°
/30m以内。需要说明的是，全角变化率是钻井工程专业术语，全角变化率控制在3
°
～6
°
/30m以内的意思是：3
°
/30m-6
°
/30m，既每30m的全角变化率在3
°
到6
°
之间。
59.进一步的，技术套管30外套设有弹性扶正器和刚性滚轮扶正器，弹性扶正器和刚性滚轮扶正器间隔设置，其间距为20-50m。
60.在该实施方式一个可选的例子中，在步骤3中，三开水泥浆包括g级水泥、石英砂、降失水剂、早强剂、微膨胀防窜剂和分散剂。其中，降失水剂、早强剂、微膨胀防窜剂和分散剂均可采用现有技术。
61.在本发明一个可选的实施方式中，在步骤4中，四开钻头的外径为280～320mm。
62.在该实施方式一个可选的例子中，在步骤4中，筛管40的内径为200～300mm，筛管40的壁厚为1-～13mm。
63.优选的，四开钻头的外径为309mm，筛管40采用钢级tp125h，筛管40的内径为244.5mm，筛管40的壁厚为11.99mm。与现有技术相比，筛管40的内径更大，也就能在筛管40内放置直径更大的抽油泵和检测管柱，进一步提高了管柱的生产效能。在一个可选的例子中，筛管40内能够同时下入φ160mm抽油泵和监测管柱的，有效提高了sagd水平井的生产效率，满足了sagd水平井长水平井段的钻探要求。
64.进一步的，筛管40为激光割缝筛管，该激光割缝筛管的割缝沿筛管40的轴向开设，缝长为35mm，缝间距为35mm，筛管40的圆周方向开设有55条割缝，各条割缝平行设置。
65.优选的，该激光割缝筛管的割缝呈梯形，割缝的外缝对应梯形的顶边(割缝在筛管外壁的宽度)，内缝对应梯形的底边(割缝在筛管内壁的宽度)，其中，外缝宽0.5mm，内缝宽0.8-1mm。
66.筛管40采用上述结构，既使得筛管40具有足够的过流面积比值，保证流体能够更容易地从地层进入筛管，使得由筛管40进入的流体流速更快，产量更高；同时又保证了筛管40具有足够的强度，在地层中能够承受拉伸载荷、径向挤压载荷、压缩载荷三个压力，并且在三个不同压力在最大载荷时筛管40也不会变形，实现效益最大化。
67.在该实施方式一个可选的例子中，在步骤4中，筛管40外套设有多个弹性扶正器，多个弹性扶正器沿筛管40的轴向顺序间隔设置，相邻的两个弹性扶正器的间距为20m。
68.在本发明中，四开井身结构的各项具体参数可以通过工程计算软件计算，本发明的四开井身结构在油藏垂深大于600m，水平段长度大于600m，在油藏中能够将套管全部下入到完钻井深，与传统sagd水平生产井相比，其具有如下效果：
69.首先，本发明利用采用φ339.7mm技术套管30和φ244.5mm筛管40，能够满足在循环预热阶段注汽、生产、监测三管柱的同时下入。
70.其次，采用φ339.7mm技术套管30，该技术套管30的通径为309.7mm，能够满足sagd生产阶段下入φ160mm抽油泵和监测系统。
71.再次，采用φ244.5mm筛管40，筛管40的通径增加，能够减少水平段长度增加导致的井筒内流体增加的流动阻力。
72.最后，由于增加了水平段长度，sagd阶段日产油将增加。
73.请参考图2，现结合一实施例，详细说明本发明提出的超稠油油藏sagd水平生产井四开井身结构的完井方法的具体实施过程：
74.步骤1，进行一开次，使用直径为φ914.1mm的一开钻头钻入，一开钻头型号为p2，钻深为22m，起出一开钻头，下入直径为φ762mm的导管10，导管10壁厚为15mm，注入一开水泥浆(g级水泥+35～40％石英砂的水泥浆)固井至地面。
75.步骤2，进行二开次：使用直径为φ660.4mm的二开钻头钻入，二开钻头型号为p2，钻深为202m，起出二开钻头，下入直径为φ508mm的表层套管20，表层套管20壁厚为12.7mm，钢级为j-55，bc扣型，使用弹性扶正器，间距为50m，注入二开水泥浆(g级水泥+35～40％石英砂+早强剂的水泥浆)固井至地面。
76.步骤3，进行三开次，使用直径为φ444.5mm的三开钻头钻入，进行三开的钻具组合包括444.5三开钻头、a962马达、浮阀、短无磁、mwd和长无磁(其中，a962马达、浮阀、短无磁、mwd和长无磁均为现有技术，其结构和使用方法在此不进行赘述)，三开钻头型号为xhp2，本阶段开始造斜，由于生产井需要稳斜段，因此要求稳斜段全角变化率控制在1
°
/30m以内，除稳斜段，其余井段全角变化率控制在6
°
/30m以内。自造斜点到中完采用mwd随钻导向，确保中完时准确入靶。钻深至966m起出三开钻头，下入直径为φ339.7mm的技术套管30，技术套管30壁厚为13.06mm，钢级为tp125h，tpcq扣型，使用弹性扶正器及刚性滚轮扶正器，间距为20-50m，注入三开水泥浆(g级水泥+石英砂+降失水剂+早强剂+微膨胀防窜剂+分散剂)固井至地面。
77.步骤4，进行四开次，使用直径为φ309mm的四开钻头钻入，进行四开的钻具组合包括309四开钻头、xceed、mwd和长无磁(xceed、mwd和长无磁均为现有技术，其结构和使用方法在此不进行赘述)，四开钻头型号为pdc，本阶段为水平钻入，由于sagd水平生产井要求水平段完全水平，因此指向式旋转导向工具。钻深至1667m起出四开钻头，下入直径为φφ244.5mmmm的激光割缝筛管，壁厚为11.99mm，钢级为tp125h，tpcq扣型，使用弹性扶正器，间距为20m。激光割缝筛管外缝款0.5mm，内缝宽0.8mm，缝长为35mm，缝间距为35mm，一周55条缝，平行割缝。
78.需要说明的是，在本实施例中，在步骤1至步骤4中，利用相应钻头下钻、下入相应管柱以及注入相应水泥浆固井的具体操作过程，均可以参考现有技术，在此不进行赘述。
79.在本实施例中，以某油田一中深层超稠油油藏为例，该中深层超稠油油藏目的层顶深为550m，底深为670m，采取现有的sagd技术开发，该油藏传统井身结构水平段长度最大为500m，最高日产油为120t/d(吨/每天)，采取本发明完井方法开发的水平井，水平段长度为700m，最高日产油能够达到200t/d(吨/每天)以上。
80.针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本发明进行解释，以便于能够更好地理解本发明，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。