小井眼

小井眼在石油工業中套用始於50年代,80到90年代小井眼鑽井技術取得了突破性進展,成為繼水平井之後油氣勘探開發中又一門熱門技術。數年來國內外對小井眼鑽井技術進行了大量的研究,也取得了很多成果,展現了良好的套用與發展前景。在國內,中原油田在小井眼側鑽技術方面形成了一套新的研究方法和技術,在此研究基礎上開發了配套的高效鑽井工具,得到初步套用,取得了良好的效果。

美國能源部(DOE)正在利用天然氣與石油開發技術合作項目開發一個完整的系統,藉此來說明通過小井眼技術可以大大減少獲得地下信息的成本。該項目的主要任務包括:(1)利用當前可用的連續管技術對淺井進行小井眼鑽井;(2)對深井小井眼(最深6000ft)鑽井的可行性進行評估;(3)將井底鑽井設備小型化,並對其進行測試;(4)將測井工具小型化;(5)在地震檢測儀器設備中結合新興的小型感測器技術;(6)通過小井眼來輸送EOR化學藥劑。
1.小井眼鑽井系統
相比於大多較大尺寸的鑽機,小井眼鑽井系統由一個機械旋轉的刮刀鑽頭、一個水力驅動的容積式馬達以及連續管鑽柱等組成。通過對井徑為13/4in(4.45cm)垂直井的小井眼鑽井系統的工業可行性實驗研究,表明該系統適用於連續管鑽井,它在Carthage大理岩與Berea砂岩中的鑽進速度可達100 ft/hr(30.5m/hr)。
2.小井眼測井工具
在常規油田測井工具中標準尺寸最小的直徑為111/16(4.29cm),這對於小井眼來說尺寸仍太大,無法使用。因而,按常規設計了7/8in(2.22 cm)的伽馬測井工具,它足夠小,可用於小井眼中,並且經測試表明,結合密度與井徑測井曲線,它可以提供足夠多的測井資料。雖然目前還沒有適於小井眼尺寸的井徑測量工具,但將其微型化也不是很難。此外,還需要小型輕便的測井電纜以及相關的數據採集系統,而採用連續管傳送測井工具將成為可能。
3.小井眼的經濟效益
小井眼鑽井系統是常規鑽井系統的小型化,它雖然同樣具有常規鑽井技術的特點,卻因尺寸的減小大大地節約了資金,降低了固有成本。比較13/8in(3.49cm)的小井眼油井與通常所鑽的83/4in (0.2m)的油井可以發現,小井眼油井的鑽桿重量與所需的鑽井泥漿量僅為常規油井的1/77與1/42。採用小井眼鑽井,無論是鑽桿的重量、尺寸,鑽機支架結構的大小、地面水池以及罐的容量、套管、鑽井液、水泥以及測井所需的各種耗材的用量都將大大減小。
4.油田套用
利用小井眼鑽井系統在深500ft的沉積盆地的火山岩地層中成功的鑽井完成了一個23/8in(6.03cm)的小井眼。隨著油井完井技術與增產增注方法的改進,有可能在EOR中採用小井眼技術。只要保證小井眼裸眼完井的油井井筒穩定,就可以將其作為注入井,從小井眼中注入流體,而不穩定的地層以及易堵塞的油井應避免採用小井眼。
5.結論
對於油田的勘探開發來說,小井眼技術在經濟與環境上具有明顯的優勢,但該技術尚不成熟,仍處於初期階段,要真正達到油田現場套用還需發展7~10年。

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