水平井平衡采油工藝技術

師文政(中國石油 長慶油田 采油七場 745700)

引言

水平井是斜角接近直角，且井身沿水平方向鉆進一定長度的井。由于在油層中水平延伸了一段距離，這種井與油層接觸的面積大幅增加，因此具有泄油面積大、所需壓差低的優(yōu)點，投資周期短、經濟效益高，受到各大油田的重視，水平井采油技術的研究也在各油田相繼展開。隨著采油技術的發(fā)展，水平井在開發(fā)低滲透薄層油藏、邊底水油藏、枯竭油藏、致密氣藏等領域的重要性日益凸顯，對保證油田產能起著重要作用[1]。但是對于長井段的水平井，由于存在不均衡壓差及井筒摩阻，在水平段兩端采油強度高，中間采油強度低，進而使水平井各井段的采油率不均衡[2]。因此，如何最大程度地保證水平井各井段能均衡采油是水平井開發(fā)中的重要課題，研究水平井平衡采油工藝技術將對水平井的開發(fā)產生積極作用。

目前水平井平衡采油工藝技術主要有裸眼完井技術、篩孔/割縫襯管完井技術、篩孔/割縫襯管帶管外封隔器完井技術和襯管注水泥固井射孔完井技術。由于鉆水平井的造斜率不同，這些方法有各自的適用范圍及優(yōu)缺點。

一、裸眼完井技術

裸眼完井是套管下至生產層頂部進行固井，生產層段裸露的完井方法。在最早的水平井中，第一批完井采用裸眼完井。根據鉆開生產層和下入套管的時間先后，裸眼完井又分為先期裸眼完井和后期裸眼完井。先期裸眼完井是鉆頭鉆至油層頂界附近后，下技術套管注水泥固井；水泥漿上返至預定的設計高度后，再從技術套管中下入直徑較小的鉆頭，鉆穿水泥塞，鉆開油層至設計井深完井。后期裸眼完井是不更換鉆頭，直接鉆穿油層至設計井深，然后下技術套管至油層頂界附近，注水泥固井。裸眼完井要求地層巖性必須完整、井壁不會坍塌且?guī)r層不會脫落。其優(yōu)點是費用低、沒有產量損失、使用裸眼封隔器可進行增產作業(yè)。缺點是可能造成井眼堵塞，嚴重時甚至造成部分井段報廢；生產可控性差；修井作業(yè)難等[2]。

二、篩孔/割縫襯管完井技術

篩孔/割縫襯管是將割縫襯管懸掛在技術套管上，依靠懸掛封隔器封隔管外的環(huán)形空間[3]。許多長半徑、中半徑及短半徑水平井采用該方法。割縫襯管可分為三種類型。第一種是沿襯管軸線銑出不同寬度和長度的割縫；第二種是在管體上鉆不同直徑的孔；第三種是預制礫石充填襯管。其優(yōu)點為：割縫襯管起著保持油層與井眼間的流體通道作用，使儲層不受污染，并能提供足夠的流通面積，防止儲層坍塌；選擇適當尺寸的割縫和篩孔可以控制部分出砂；在松軟地層可使用繞絲篩管控制出砂，而礫石充填篩管可以有效進行砂控。其缺點是：不可控制生產；廢棄部分生產井段困難；不可進行生產測井。

三、套管外封隔器完井技術

套管外封隔器完井技術是依靠套管外封隔器或水泥封隔水平井段。封隔方法有：使用套管外封隔器，封隔油層的底部和頂部；隔離裂縫；固井注水泥封隔全井段或部分井段；采用密封皮碗或油管封隔局部液流。這種封隔可以在生產中減少產層或層段之間的干擾；減少采油中的含水、含氣量；提高產量；有助于礫石填充、增產和壓裂作業(yè)；提高對油藏的評價能力。由于管外封隔器同割縫襯管一道使用在裸眼井中，很難預測其密封效果，只能起到以下作用：在石灰?guī)r裂縫地層中實現(xiàn)層段的隔離；隔絕水層和氣層；達到部分準確的生產測井；完成部分選擇性的增產作業(yè)。

四、襯管注水泥固井射孔完井技術

襯管注水泥固井射孔完井技術是目前國內應用最為普遍的完井技術。這種完井技術能可以對水平井進行分段增產及注水作業(yè)，是一種非常實用的完水平井井技術[4]。這種技術的優(yōu)點是可以在任何油層有效地完成封隔，可以達到準確的生產測井，能夠完成選擇性的增產作業(yè)或選擇性生產。其缺點是水平井襯管固井和射孔費用高，目前固井質量難以保證。

五、壓裂技術

依據安全施工的要求及壓裂完井效果評價，對裸眼完井、篩孔/割縫襯管完井、襯管注水泥固井射孔完井等各種技術進行分析，得出了雙封隔器單卡壓裂技術及套管外分流壓裂技術。

1.雙封隔器單卡壓裂技術

雙封隔器單卡壓裂技術的優(yōu)點是提高多段壓裂的針對性，在水平井方面解決了水力錨在水平狀態(tài)下工作和有效咬合及工具順利通過彎曲段等問題。這項技術的關鍵在于可以防止壓后砂卡管柱，利用導壓噴砂封隔器的節(jié)流壓差坐封壓裂管柱，采取上提方式，一趟管柱完成各層段的壓裂。

2.套管外分流壓裂技術

該技術施工的基礎需要制定合理的射孔方案，技術關鍵是準確判斷壓開的裂縫數(shù)目、轉向分流及炮眼的有效封堵。其優(yōu)勢在于采用下入分流壓裂管柱，與預先下井的套管短節(jié)相配合，在低密度布孔的條件下，利用限流壓裂原理進行大排量施工，利用吸液炮眼產生的摩阻，大幅度提高井底壓力，迫使壓裂液分流，達到一次施工同時壓開多個層段的目的。

結語

通過闡述水平井平衡采油的5種工藝技術及這些技術的優(yōu)缺點，并分析它們的適用油藏條件，說明在選擇合適的完井技術之前，要充分考慮油藏地質類型、鉆井方式及增產措施等問題，水平井平衡采油工藝技術在應用上要做到因地制宜。

[1]萬仁溥.水平井開采技術[M]．北京：石油工業(yè)出版社,1995：116-120.

[2]周全興.現(xiàn)代水平井采油技術[M].天津:天津大學出版社,1997:98-102.

[3]張毅.采油工藝技術新進展[M].北京:中國石化出版社,2005:215-220.

[4]熊友明,潘迎德.各種射孔系列完井方式下水平井產能預測研究[J].西南石油學院學報,1996,18(2):56-62.