歡喜嶺油田水平井綜合技術(shù)的應(yīng)用研究

畢家平

自1993年開(kāi)展水平井先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)以來(lái)，水平井技術(shù)在歡喜嶺采油廠開(kāi)始應(yīng)用，其中在24個(gè)區(qū)塊實(shí)施水平井76口，實(shí)踐證明水平井技術(shù)在油田開(kāi)發(fā)中取得了較好的效果。該文主要對(duì)歡喜嶺油田水平井技術(shù)的發(fā)展歷程以及水平井配套技術(shù)，進(jìn)行綜合研究和總結(jié)，并對(duì)未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行分析。

歡喜嶺；油田；水平井；應(yīng)用技術(shù)；發(fā)展方向

歡喜嶺油田引進(jìn)水平井技術(shù)始于上世紀(jì)90年代初，經(jīng)過(guò)地質(zhì)設(shè)計(jì)人員與鉆井工程人員的共同努力，于1993年完鉆第一口試驗(yàn)水平井——齊40平1井，初期日產(chǎn)油達(dá)32t，該井的成功實(shí)施，標(biāo)志著歡喜嶺油田水平井技術(shù)從室內(nèi)研究走向現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，水平井開(kāi)發(fā)技術(shù)也在實(shí)踐中得到不斷的完善。

水平井技術(shù)是通過(guò)擴(kuò)大油層泄油面積來(lái)提高油井產(chǎn)量、提高油田開(kāi)發(fā)效益的一項(xiàng)開(kāi)發(fā)技術(shù)。水平井技術(shù)適用于油田開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，對(duì)開(kāi)發(fā)初期的區(qū)塊而言，水平井具有產(chǎn)能高、建產(chǎn)能快、回收快的優(yōu)勢(shì)；而在區(qū)塊進(jìn)入開(kāi)發(fā)中、后期，利用水平井泄油面積大、生產(chǎn)壓差小的特點(diǎn)，發(fā)揮水平井能夠抑制含水上升、提高油井產(chǎn)能、提高采收率、節(jié)約鉆井投資等優(yōu)勢(shì)，為已開(kāi)發(fā)油田提供一種經(jīng)濟(jì)有效的挖潛途徑和手段。我國(guó)水平井技術(shù)興起于上世紀(jì)80年代，有效應(yīng)用水平井技術(shù)，對(duì)于推進(jìn)遼河油田的穩(wěn)產(chǎn)具有特別重要的意義。水平井技術(shù)主要應(yīng)用方面有新區(qū)開(kāi)發(fā)、老區(qū)塊二次開(kāi)發(fā)及擴(kuò)邊部署、稠油開(kāi)發(fā)方式轉(zhuǎn)換、稀油水平井挖潛、難采儲(chǔ)量動(dòng)用等諸多方面，實(shí)現(xiàn)了水平井的規(guī)模實(shí)施。隨著應(yīng)用規(guī)模的增大、涉及油藏類型的增多和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的積累，水平井設(shè)計(jì)的方法、程序以及鉆井、完井和采油等配套技術(shù)得到逐步完善。

1.水平井配套技術(shù)

區(qū)塊篩選。歡喜嶺油區(qū)油藏類型眾多,但并非所有的區(qū)塊都適宜于鉆水平井,根據(jù)目前我們水平井技術(shù)水平,結(jié)合歡喜嶺油區(qū)油藏特征及以往成功的經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為在稠油出砂油藏、垂直裂縫性油氣藏、塊狀底水油藏、低滲透油藏適合鉆水平井，并且必須符合一定的地質(zhì)和油藏條件(表1、表2)。

精細(xì)三維地質(zhì)建模。精細(xì)三維地質(zhì)建模技術(shù)能使所建模型能夠和地質(zhì)認(rèn)識(shí)基本吻合，能夠滿足油藏?cái)?shù)值模擬的需要。針對(duì)歡喜嶺油田油藏類型比較多、比較復(fù)雜的原因，油藏三維地質(zhì)模型建立的側(cè)重點(diǎn)有所不同：對(duì)于復(fù)雜斷塊油藏,重點(diǎn)是搞清構(gòu)造斷裂發(fā)育情況,落實(shí)構(gòu)造高點(diǎn)；對(duì)于構(gòu)造比較簡(jiǎn)單的高滲油藏,重點(diǎn)則是搞清儲(chǔ)層內(nèi)部結(jié)構(gòu)和平面、縱向非均質(zhì)性；對(duì)于裂縫性潛山油藏,重點(diǎn)是要搞清裂縫的發(fā)育程度和分布特征,包括裂縫發(fā)育帶、裂縫走向、裂縫傾向、裂縫密度及與斷層和區(qū)域地應(yīng)力的關(guān)系；對(duì)于已經(jīng)投入開(kāi)發(fā)多年的老區(qū)塊，重點(diǎn)是描述剩余油分布，包括水驅(qū)前緣位置的計(jì)算、油井見(jiàn)水原因和水淹狀況分析，對(duì)底水油藏要定量描述水錐半徑,為水平井軌跡優(yōu)化提供依據(jù)。

水平井部署及優(yōu)化設(shè)計(jì)。該技術(shù)主要解決水平井在油藏中的位置,包括水平井井網(wǎng)的選擇、水平井井距的確定、水平段方位、水平段長(zhǎng)度、油層中垂向位置的選擇、井眼軌跡的優(yōu)化以及完井方式的選擇?？偟脑瓌t是要使水平段對(duì)其控制儲(chǔ)量有較高的動(dòng)用能力及采收率，要綜合考慮油層厚度、儲(chǔ)層物性、原油性質(zhì)、所控制的經(jīng)濟(jì)合理的地質(zhì)儲(chǔ)量和產(chǎn)能要求等影響因素，優(yōu)化水平段參數(shù)。對(duì)于老區(qū)調(diào)整水平井,需要根據(jù)剩余油單元類型和規(guī)模、油水界面變化、油氣藏地質(zhì)動(dòng)態(tài)變化、儲(chǔ)層物性和非均質(zhì)性、天然能量大小等，確定水平段合理參數(shù)。如果周圍有老井，可以利用老井，建立“虛擬井”模擬水平段方向上的油藏剖面，再確定水平段最佳縱向位置。

水平井防砂工藝。老區(qū)塊二次開(kāi)發(fā)首先要面對(duì)的就是水平井防砂的難題。早期我們主要運(yùn)用減小縫寬的方法來(lái)提高割縫篩管的防砂能力，但是過(guò)小的縫寬會(huì)降低管體表面的過(guò)流面積，而且因?yàn)楦羁p篩管縫隙較小，對(duì)結(jié)垢十分敏感，容易被原油中所含的蠟質(zhì)、瀝青等雜物所堵塞。通過(guò)運(yùn)用高強(qiáng)度彈性篩管進(jìn)行防砂，它的過(guò)流面積是割縫篩管的8～10倍，而且防砂粒徑最小可到0.1mm，具有強(qiáng)度大、滲透性好、防砂粒徑小等特點(diǎn)，基本滿足了水平井防砂的需要。

水平井注汽工藝。注汽管柱及隔熱方式：早期水平井注汽真空隔熱管不能下入水平段，致使熱量在曲率段損失較大，注入井底干度較低，不利于水平段吸汽。目前我們將真空隔熱管柱下入到水平段內(nèi)，并采用環(huán)空充氮?dú)獾母魺岱绞?，不僅保證了注入井底的蒸汽干度，而且降低了套管和水泥環(huán)的熱應(yīng)力，防止套管高溫?fù)p壞，最大限度的減少了熱量損失，使更多熱量注入油層，保證了注汽效果。采用分段注汽：籠統(tǒng)注汽易導(dǎo)致水平段末端吸汽少甚至不吸汽，對(duì)水平段進(jìn)行分段注汽，保證水平段均勻吸汽，提高了注汽效果。

2開(kāi)發(fā)效果及應(yīng)用前景

目前，歡喜嶺油田已完鉆并成功投產(chǎn)76口水平井。從開(kāi)發(fā)效果來(lái)看，水平井與同期調(diào)整的直井或周圍直井相比，日產(chǎn)油達(dá)到直井的2～5倍，增加可采儲(chǔ)量為直井的2～3倍。從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，上述水平井累計(jì)產(chǎn)油24.9?04t,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。隨著工藝技術(shù)水平的提高和經(jīng)驗(yàn)的積累，水平井技術(shù)在歡喜嶺油田將會(huì)有更廣闊的發(fā)展空間，水平井技術(shù)的應(yīng)用范圍將得到不斷擴(kuò)大。

3.發(fā)展方向

水平井注水。注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中，控制和影響油水運(yùn)動(dòng)的油砂體特點(diǎn)是多方面的。從微觀孔隙結(jié)構(gòu)、砂粒排列的各向異性、各種原理構(gòu)造型式構(gòu)成的紋層、粒度韻律性以及砂體的幾何形態(tài)等都直接影響各類油砂體層內(nèi)的油水運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。這些油砂體的地質(zhì)特征，都決定于砂體的沉積成因環(huán)境。一定沉積成因的儲(chǔ)油砂體，必然有一定的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及宏觀幾何形態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致儲(chǔ)層物性的非均質(zhì)性及滲透的方向性，因此，從砂體沉積成因分類入手認(rèn)識(shí)注水開(kāi)發(fā)中的水淹特點(diǎn)是必須的。相對(duì)于直井，水平注水井由于井底附近基本不存在壓降漏斗，其滲流特點(diǎn)為近似直線流，井底滲濾阻力小，啟動(dòng)壓力低，吸水能力強(qiáng)，注水波及體積大，并可順著河道方向?qū)嵤┳⑺?，因此更適合這一注采原則。

分支水平井。歡喜嶺油田韻律層發(fā)育，具有多套產(chǎn)層，隨著水平井隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)以及鉆井技術(shù)的進(jìn)步，我們考慮用分支水平井進(jìn)行開(kāi)發(fā)。從油藏開(kāi)發(fā)角度來(lái)說(shuō)，分支水平井有利于制定合理的開(kāi)發(fā)方案，以較低成本有效開(kāi)發(fā)多產(chǎn)層油藏；從鉆井角度來(lái)說(shuō)分支水平井共享一個(gè)井口及上部井段，有利于環(huán)境保護(hù)和降低鉆井成本，減少占用土地；從技術(shù)發(fā)展角度講，分支水平井的成功實(shí)施可以為我們將來(lái)實(shí)施多目標(biāo)水平井提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

水平井卡堵水技術(shù)。在已投產(chǎn)的部分水平井中，由于底水錐進(jìn)、邊水侵入而高含水，迫切需要研究適合水平井的卡堵水工藝和配套技術(shù)，提高這部分油井的產(chǎn)能。主要研究方向?yàn)樘岣邷y(cè)井精度，準(zhǔn)確判斷出水點(diǎn)，分析出水原因，開(kāi)展水平井卡堵水工藝管住、配套工具及卡堵水工藝研究。

低滲油藏水平井的壓裂酸化。利用水平井開(kāi)發(fā)低滲油藏，具有單井控制瀉油面積大的優(yōu)勢(shì)，但是由于鉆井周期長(zhǎng)，油層易受到污染，造成滲透率進(jìn)一步下降，需要進(jìn)行壓裂酸化等增產(chǎn)措施。目前我們水平井配套完井工藝及修井作業(yè)技術(shù)不成熟，無(wú)法適應(yīng)水平井后期生產(chǎn)需要。建議開(kāi)展水平井壓裂酸化配套工具與工藝的研究。

[1]萬(wàn)仁溥編譯.水平井開(kāi)采技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1995

[2]李德生等.對(duì)Joshi公式的探討[J].內(nèi)蒙古石油化工，2006.32

[3]劉春澤等.遼河油田水平井完井方式適應(yīng)性分析[J].石油鉆采工藝，2007.29