淺析稠油熱采水平井有效完井方式

陳 捷

中國石油遼河油田分公司 多種經(jīng)營處 （遼寧 盤錦 124010）

截至2012年9月底，中國石油遼河油田累計完鉆水平井1170口，累積建成產(chǎn)能411×104t，投產(chǎn)1129口，開井755口，日產(chǎn)油7210t，占遼河油田總產(chǎn)量的23.2%，水平井開采技術(shù)已成為遼河油田開發(fā)建設(shè)和增儲上產(chǎn)的重要手段，特別是稠油油藏開展了新區(qū)高效開發(fā)、老區(qū)井間挖潛、SAGD方式轉(zhuǎn)換以及二次開發(fā)工作，為遼河油田千萬噸穩(wěn)產(chǎn)提供了強有力的支持[1-3]。

由于遼河油田稠油油藏埋藏較淺，上覆巖石的壓實作用弱，油砂松散，采用水平井開發(fā)時，水平井完井方式適應(yīng)與否直接影響到一口井的產(chǎn)量和壽命,理想的完井應(yīng)使油流能最有效地流到地面，同時使建井成本和操作費用降到最低[4-6]。針對稠油油藏地質(zhì)開發(fā)特點及稠油熱采水平井開發(fā)中出現(xiàn)的問題，從水平井完井結(jié)構(gòu)、完井成本、防砂效果、滿足產(chǎn)能要求等方面進行了系統(tǒng)的分析、評價，提出了適合不同類型稠油熱采的水平井完井方式。

1 稠油熱采水平井有效完井方式

1.1 淺層塊狀底水特超稠油油藏水平井完井

曙一區(qū)構(gòu)造位于遼河盆地西部凹陷西斜坡中段。曙一區(qū)杜84塊位于杜84-杜813斷塊區(qū)的北部，其中館陶、興隆臺油層為目前開發(fā)的主力油層，整體構(gòu)造形態(tài)為一向南東方向傾斜的單斜構(gòu)造，地層傾角2～4°。館陶油層為一特殊的邊頂?shù)姿筒兀d隆臺油層為邊底水油藏，2套儲層均為高孔-高滲型儲層，屬于超稠油油藏（表1）。

表1 杜84塊油藏主要地質(zhì)參數(shù)

1.1.1 完井結(jié)構(gòu)分析

杜84塊館陶油層與興隆臺油層膠結(jié)疏松，屬于高孔、高滲、低泥質(zhì)含量儲層，砂巖粒徑大，細粉砂含量少，油井出砂。超稠油油藏水平井完井結(jié)構(gòu)由常規(guī)TBS篩管完井逐步發(fā)展為激光割縫篩管完井，割縫縫寬為0.25～0.4mm，采用的是244.5mm+177.8mm的完井管柱（圖1）。

1.1.2 完井成本分析

一般情況下，應(yīng)在滿足水平井完井技術(shù)條件下，選擇完井費用較低的完井方式，實現(xiàn)水平井高效開發(fā)。由表2可知，300m井段水平井采用割縫篩管完井，單井可節(jié)約196.6萬元，平均每米節(jié)約6600元。雖然前期投入較套管完井成本高，但是套管完井后期射孔費用遠高于篩管完井。因此，對于特超稠油水平井而言采用篩管完井成本較低。由于不需要射孔投產(chǎn)，可以減少鉆完井交井周期天數(shù)，也不容易引起射孔過程中的工程事故。因此，從鉆完井成本分析，特超稠油油藏適合于割縫篩管完井。

表2 水平井不同完井結(jié)構(gòu)成本對比

1.1.3 邊底頂水影響分析

杜84塊興Ⅵ組為底水油藏，油層埋深730～850m，單井有效厚度最厚達40.7m，50℃地面脫氣原油黏度是12.28×104mPa·s；杜84塊興Ⅰ組油層埋深670～690m，50℃原油黏度是 16.8×104mPa·s；館陶油藏油層埋深 530～640m，50℃原油黏度是 23.191×104mPa·s。杜84塊興隆臺油層中深750m時地溫38℃，地溫梯度為3.8℃/100m。因此，在地層條件下，無論是埋藏較淺的館陶油藏、杜84塊興Ⅰ組的原油，還是埋藏較深的杜84塊興Ⅵ組的原油都是不流動的，超稠油呈固體狀態(tài)，這樣在頂水下層、邊底水上層溫度較低處形成了一塊天然致密的“堵水屏障”阻止了頂?shù)姿F進的發(fā)生。從生產(chǎn)情況看，目前水平井生產(chǎn)周期最高的已達到18輪次以上，仍未見水的影響。

1.1.4 防砂效果評價

曙一區(qū)杜84塊館陶儲層平均孔隙度為36.3%，平均滲透率為5.539μm2。杜84塊館陶組儲層巖性主要為中粗砂巖和不等粒砂巖，其次為礫巖、礫狀砂巖和細砂巖等，館陶油層粒度中值平均為0.42mm。杜84塊興Ⅵ組巖性主要為礫狀砂巖和含礫砂巖、其次為礫巖和不等粒砂巖等，粒度中值平均為0.47mm。由于該地區(qū)屬于高孔、高滲的儲層，具有出砂程度輕，砂巖粒徑大，細粉砂含量少的特點。

因此，割縫篩管以其完井方式簡單、滲流面積大的優(yōu)點，在特超稠油開采中得到成功應(yīng)用，并通過不斷實驗，將割縫篩管的縫寬逐步由0.25mm增加到0.4mm，仍滿足生產(chǎn)需要。通過地質(zhì)和實際情況分析，割縫篩管完井在杜84塊特超稠油油藏開發(fā)生產(chǎn)中能夠很好地滿足防砂的需要。

1.1.5 滿足產(chǎn)能要求分析

對于篩管完井的特超稠油油藏，由于鉆井過程中要在保證井壁穩(wěn)定的前提下安全鉆進，雖然采取了一些油層保護措施，但仍對油層產(chǎn)生了一定影響。因此，要對該種完井方式對產(chǎn)能發(fā)揮進行分析[7-9]。超稠油篩管完井水平井在第一周期注汽的主要參數(shù)（表 3）。

由表3可見，水平井與同區(qū)直井相比，提高了注汽速度，注入壓力沒有升高（壓力普遍低1～2MPa），蒸汽鍋爐出口干度可以達到75%以上，說明該完井方式滿足超稠油注汽要求。

由表4可以看出,水平井日產(chǎn)油是直井2～4倍，周期累產(chǎn)油是直井3倍。無論是平均日產(chǎn)液、日產(chǎn)油，還是周期累產(chǎn)液、累產(chǎn)油，以及周期油汽比來看，水平井與直井相比，能夠更好的發(fā)揮油層的潛力，這也說明在滿足水平井注汽要求的同時，地層向井筒供液充足，并且注汽解除了近井地帶的污染，因此，從滿足產(chǎn)能要求分析，篩管完井適合特超稠油油藏。

1.2 薄層特稠油油藏水平井完井

1.2.1 完井結(jié)構(gòu)分析

從油藏角度看水平井除了要開發(fā)前面所述的特超稠油厚層塊狀油藏以外，對于一些應(yīng)用直井蒸汽吞吐開發(fā)效益差的薄層稠油油藏來說，也可以采用水平井的方式進行開發(fā)。最典型的就是歡127塊邊部、錦45塊邊部及洼60塊S1+2油層，這些油藏厚度一般小于15m，采用直井開發(fā)效益差，因而實施水平井開發(fā)，實踐證明區(qū)塊生產(chǎn)能力得到了有效提升，采收率大幅度提高，開發(fā)效果得到明顯改善。

表3 超稠油水平井與直井注汽參數(shù)統(tǒng)計表（第一周期）

洼60塊S1+2油層埋深1320～1590m，以不等粒砂巖和礫狀砂巖為主。油層膠結(jié)疏松，膠結(jié)物以泥質(zhì)為主，其次為碳酸鹽，地層砂粒粒徑不均勻，細粉砂含量高達53%（表5）。

針對洼60塊S1+2油層、歡127東塊等地層砂粒粒徑中值普遍較細，粒徑中值在0.15～0.2mm以下的油藏，由于割縫篩管受加工工藝的限制，以及割縫篩管抗壓、抗外擠性能較差，加之沖蝕作用使縫隙變大，造成割縫篩管強度降低，無法滿足深層特超稠油油藏的防砂完井需求，起不到有效防砂的目的。彈性篩管是選用一定幾何尺寸布孔的套管作基管，由過濾罩、篩網(wǎng)、彈性金屬纖維、帶孔擋板共同構(gòu)成的過濾單元體，焊接在孔眼內(nèi)的凸臺上，過濾罩的外緣與篩管本體采用外焊使過濾單元體與篩管本體牢固的連接在一起。彈性篩管具有防砂有效期長，防砂效果好，防砂、控砂能力強的特點，最小可以防到粒徑為0.15mm的地層砂，能夠滿足此類深層細砂特超稠油油藏油井開發(fā)生產(chǎn)的需要。

與特超油油藏水平井篩管完井不同的是主井眼采用了177.8mm套管、油層段采用177.8mm篩管通徑完井方式（圖2），兩者各有其優(yōu)缺點（表6）。

由于水平井是采用177.8mm通徑管柱完井，消除了因懸掛篩管所遺留的臺階隱患，這樣措施管柱就可以順利地從斜井段平滑地進入水平段，為采油、后續(xù)措施和各項作業(yè)的施工帶來了極大的便利。

表4 超稠油水平井生產(chǎn)參數(shù)統(tǒng)計表（第一周期）

表5 洼60塊平102井沖砂砂樣粒徑分析

1.2.2 完井成本分析

177.8 mm通徑的篩管完井方式相對于244.5mm+177.8mm水平井篩管完井來說，工序更為簡潔，完井技術(shù)更為先進，對后期作業(yè)更為有利，并大大地節(jié)省了成本。

由表7可知，采用套管完井的歡127-平1，射孔完井總費用95.1萬元，高于篩管完井的歡127-平1井66.2萬元。由于該塊出砂嚴重且多為細粉砂，射孔完井的水平井投產(chǎn)后不久即需采取管內(nèi)二次防砂，防砂后將導(dǎo)致井眼尺寸變小，否則油井無法正常生產(chǎn)。此外，對于薄層特稠油油藏來說，這類油藏在開采過程中將面臨出砂、水侵等問題，因此，在砂害和水害兩者之間，防砂是首選，篩管方式完井較適合該類油藏水平井完井。

2 結(jié) 論

（1）科學(xué)合理的水平井完井工藝技術(shù)是水平井開采技術(shù)的關(guān)鍵之一，它對水平井獲得高產(chǎn)，延長油井壽命具有極其重要的作用。

（2）針對不同類型稠油油藏特點，篩選出了適合不同類型稠油熱采水平井完井方式。

（3）通過特超稠油及薄層稠油熱采水平井的完井結(jié)構(gòu)、產(chǎn)能要求、防砂效果等因素的分析和適應(yīng)性評價，各項綜合因素表明，割縫篩管完井適合淺層特超稠油油藏水平井完井，而彈性篩管完井對于埋藏較深的薄層泥質(zhì)砂含量高的稠油熱采水平井具有較強的適應(yīng)性。

表6 稠油油藏水平井完井結(jié)構(gòu)對比表

表7 177.8 mm水平井不同完井結(jié)構(gòu)成本對比表

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