定向气井完井方式优选
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摘要
目前，定向井是一类非常重要的井型，特别在海上油气田中，定向井占有很大比例。任意角度定向气井完井方法优选的研究在国内外尚属于一个新的领域，前人的研究多是零散的和不系统的。在前人的研究中，针对垂直气井、水平气井完井方法优选的研究相对较多，而对定向气井的完井研究相对较少。对于油井完井方法的优选，国内外已经进行了长期的、系统的研究，但把它所建立的方法和体系直接运用到气井上来是不可取的、也是不科学的。气井产能分析与油井产能分析相比有其特殊性。定向气井与垂直气井无论是在井壁稳定性判断、出砂判断还是产能方程上都有不同。因此，探索和研究定向气井完井方法的优选对气田的开发具有重要意义，这也是开展本文研究的原因。
本文对定向气井完井方法进行了系统的分析评价，详细、深入地研究了各完井方法的优缺点及其适应的地质条件和影响完井方法选择的各个因素，包括：生产过程中井眼稳定性、生产过程中地层是否出砂、地质和气藏工程特性、井下作业施工、采气工程要求等。判断生产过程中地层是否出砂的防砂判据包括岩心观察、DST测试、临井状态、声波时差法、G／C_b法、组合模量法和力学计算法等，但是单一的判据往往不能完全说明问题，因此，本文在地层出砂的判断中采用了加权法来综合考虑以上这些防砂判据，这保证了判断结果更加科学。
本文针对定向井完井，从完井工程的系统角度出发，形成了一套优选完井方法的具体思路：第一，根据气藏类型和气层的特性并考虑开发开采的技术要求选择完井方法，并将其作为初选方法；第二，推导定向气井各种完井方式下的产能方程，包括砂岩地层、碳酸岩地层、裂缝型地层各种完井方式下的具体产能方程，从而对初选的完井方法进行完井产能预测；第三，根据完井产能预测进行单井动态分析，并根据单井动态分析，结合经济效益评价优选完井方法。由此确保了所优选的完井方法能满足各项工程技术要求。
根据以上思路用VB编程语言研制出了定向气井完井方法优选软件。为定向气井完井提供一个方便的、程序化的、系统的、简单快捷的优选理论和工具。通过软件在实例井的应用，证明其计算方法和完井方式选取是正确可行的，同时也说明本文建立的理论体系是正确的。
Optimization of directional gas well competition methods of all angles is a research belongs to new frontiers in and abroad, which studied by precedents oddly and unsystematically. They are almost directed against vertical gas well and heretical gas well but directional ones. Long and systematic studies have been made to optimization of oil welt competition method selection in and board, but it is absolutely antiscientific and unacceptable to make a use of ways and systems established by them .difference lies between deliverability analysis of gas well and oil well in judgment of hole stability, sand prediction and deliverability equation. Therefore, huge importance must be put on probing and studying optimization of directional gas well competition select, which is also the cause of preceding this research.
The paper, directed against directional gas well competition method, carried out systematic analysis and deep research in strength and weakness and geologic condition of each competition method, factors influencing method selection, including hole stability in production, sand inflow or not, characters of geologic and gas engineering, bore hole operation, gas engineering requirement and so on. The paper combines directional well competition and propounds a series detailed cue aiming at directional gas well in perspective of competition engineering: first, competition methods selection should be in accordance with gas reservoir style, gas layer characters and take technology requirement into consideration, and take this select as the primary one ;second, the paper deduce deliverability equation of all kinds of competitions styles and predict the productivity competition with primary method; third, it carry out single-well performance according to productivity prediction; at last, according to single-well performance, it estimate competition methods with economic benefit. In such way, the paper makes sure the competition method can meet engineering requirement in any dimension. Consideration of each judge method and evidence in condition of sand inflow with weighted method guarantee the judgment results exactly and reliably.
Under such deduce, the paper have gained deliverability equations to directional gas well in all kinds of competition styles, finished analysis of factors influencing productivity and programmed directional gas well competition method optimization soft with VB as to propound a convenient, programmable ,systematic, simple and fast optimized theory and tool. Through applications in sample well, the soft has been confirmed right in calculation methods and competition style select, at same time, insured the theory system founded by my paper.
本文对定向气井完井方法进行了系统的分析评价，详细、深入地研究了各完井方法的优缺点及其适应的地质条件和影响完井方法选择的各个因素，包括：生产过程中井眼稳定性、生产过程中地层是否出砂、地质和气藏工程特性、井下作业施工、采气工程要求等。判断生产过程中地层是否出砂的防砂判据包括岩心观察、DST测试、临井状态、声波时差法、G／C_b法、组合模量法和力学计算法等，但是单一的判据往往不能完全说明问题，因此，本文在地层出砂的判断中采用了加权法来综合考虑以上这些防砂判据，这保证了判断结果更加科学。
本文针对定向井完井，从完井工程的系统角度出发，形成了一套优选完井方法的具体思路：第一，根据气藏类型和气层的特性并考虑开发开采的技术要求选择完井方法，并将其作为初选方法；第二，推导定向气井各种完井方式下的产能方程，包括砂岩地层、碳酸岩地层、裂缝型地层各种完井方式下的具体产能方程，从而对初选的完井方法进行完井产能预测；第三，根据完井产能预测进行单井动态分析，并根据单井动态分析，结合经济效益评价优选完井方法。由此确保了所优选的完井方法能满足各项工程技术要求。
根据以上思路用VB编程语言研制出了定向气井完井方法优选软件。为定向气井完井提供一个方便的、程序化的、系统的、简单快捷的优选理论和工具。通过软件在实例井的应用，证明其计算方法和完井方式选取是正确可行的，同时也说明本文建立的理论体系是正确的。
Optimization of directional gas well competition methods of all angles is a research belongs to new frontiers in and abroad, which studied by precedents oddly and unsystematically. They are almost directed against vertical gas well and heretical gas well but directional ones. Long and systematic studies have been made to optimization of oil welt competition method selection in and board, but it is absolutely antiscientific and unacceptable to make a use of ways and systems established by them .difference lies between deliverability analysis of gas well and oil well in judgment of hole stability, sand prediction and deliverability equation. Therefore, huge importance must be put on probing and studying optimization of directional gas well competition select, which is also the cause of preceding this research.
The paper, directed against directional gas well competition method, carried out systematic analysis and deep research in strength and weakness and geologic condition of each competition method, factors influencing method selection, including hole stability in production, sand inflow or not, characters of geologic and gas engineering, bore hole operation, gas engineering requirement and so on. The paper combines directional well competition and propounds a series detailed cue aiming at directional gas well in perspective of competition engineering: first, competition methods selection should be in accordance with gas reservoir style, gas layer characters and take technology requirement into consideration, and take this select as the primary one ;second, the paper deduce deliverability equation of all kinds of competitions styles and predict the productivity competition with primary method; third, it carry out single-well performance according to productivity prediction; at last, according to single-well performance, it estimate competition methods with economic benefit. In such way, the paper makes sure the competition method can meet engineering requirement in any dimension. Consideration of each judge method and evidence in condition of sand inflow with weighted method guarantee the judgment results exactly and reliably.
Under such deduce, the paper have gained deliverability equations to directional gas well in all kinds of competition styles, finished analysis of factors influencing productivity and programmed directional gas well competition method optimization soft with VB as to propound a convenient, programmable ,systematic, simple and fast optimized theory and tool. Through applications in sample well, the soft has been confirmed right in calculation methods and competition style select, at same time, insured the theory system founded by my paper.
引文
[1] 何鲜．国外深层气藏水平井定向井完井技术．北京：石油工业出版社，2001
[2] 万仁溥，熊友明等．现代完井工程．第二版．北京：石油工业出版社，2000
[3] 熊友明，童敏，舒世洪．略论完井优化问题．1997年6月石油钻探技术．油气开采，第25卷第2期
[4] 李晚冬．水平井与定向井在投资和成本计算上的差异．油气田地面工程，第24卷第1期(2005．1)
[5] 常晓绪．复杂地层深井定向钻井实践．钻采工艺，1996年第19卷第4期
[6] 姚军，刘英才．改进的斜井利水平井IPR方程．石油勘探与开发，1999年8月第26卷第4期
[7] 段玉廷．产层特性与完井方式的选择．西南石油学院学报，第20卷第3期
[8] 袁发勇，张绍礼．裸眼定向井测试工艺探讨．油气井测试，
[9] 牛超群，张玉金．油气井完井射孔技术．石油工业出版社，1994
[10] 高德利，陈勉．谈谈定向井井壁稳定问题．石油钻采工艺，1997年(第19卷)第1期
[11] 王艳辉，刘希胜．定向油气井出砂模型的建立与参数分析．石油大学学报(自然科学版)，1995年第19卷
[12] 李晓东．水平井与定向井在投资利成本计算上的差异．油气田地面工程，第24卷第一期(2005．1)
[13] 柴瑞林．长庆气田天然气井完井方式与完井管柱．天然气工艺，2000，11：
[14] 段玉廷．产层特性与完井方式的选择．西南石油院学报，1998，8：
[15] 熊友明．产层岩石坚同程度判断指标‘C’公式及其应用．西南石油学院学报，1994，5：
[16] [美]M．J埃克诺米德斯，L．T沃特斯，S．邓恩-诺曼著，万仁溥，张琪译．气井建井工程．北京：石油工业出版社，2001
[17] 唐大鹏，时江涛，吕成元，薛建国．长裸眼大斜度多目标定向井钻井技术．石油钻采工艺，2001年第23卷第5期
[18] 王波．井壁力学稳定性与完井方法选择．钻采工艺，1997，6：
[19] 中国石油天然气总公司计划部利规划设计总院编．石油工业建设项目经济评价方案与参数．北京：石油工业出版社，1990
[20] 蔡鹏展．油田开发经济评价．北京：石油工业出版社，1997
[21] 刘向君．井壁力学稳定性原理及影响因素分析．西南石油学院学报，1995，11：51-57
[22] 陈元千，阎为格．表皮系数的分解方法．断块油气田，2003，11：32-35
[23] 刘明球．高压高产气田完井采气工艺技术研究．天然气地球科学，2003，4：
[24] C．U伊克库，冈秦麟等译．天然气开采工程．北京：石油工业出版社，1990
[25] 刘志斌，肖伟．最优化方法．西南石油学院研究生教材．
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[28] 郝玉鸿，李治平．地层产水影响气井产能的定量分析．油气井测试，1998，12：11-13
[28] 王琛．硫的沉积对气井产能的影响．石油勘探与开发，1999，10：56-58
[29] 何自新，郝玉鸿．渗透率对气井产能方程及无阻流量的影响分析．石油勘探与开发，2001，10：46-48
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[31] 加拿大能源保护委员会著，童宪章，陈元千等译．气井试井理论与实践．北京：石油工业出版社，1988
[32] 万仁溥，罗英俊．采油工程手册(上册)．北京：石油工业出版社，2000
[33] 陈元千．表皮系数的分解方法．新疆石油地质，2004，4，160-164
[34] 陈元千，董宁宇．确定高速速度系数β的方法及相关经验公式．断块油气田，1998，11：20-26
[35] 陈元千，董宁宇．确定气井湍流系数和湍流表皮系数的新方法．断块油气田，2001，1：20-23
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[60] 董长银，张琪，陈平．筛管砾石充填气井产能预测研究(Ⅰ)—基本模型．石油钻探技术，2001，2：43-45
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[63] 王琛．硫的沉积对气井产能的影响．石油勘探与开发，1999，10：56-58
[64] 钻井手册(甲方)编写组．钻井手册(甲方)．北京：石油工业出版社，1990
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[2] 万仁溥，熊友明等．现代完井工程．第二版．北京：石油工业出版社，2000
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