水平井綜合調(diào)堵技術(shù)的研究與應(yīng)用

秦洪巖

(長(zhǎng)江大學(xué) 遼寧 盤錦 124010)

(中國(guó)石油遼河油田公司 遼寧盤錦 124010)

一、區(qū)塊概述

曙一區(qū)超稠油油藏截至2011年底，曙光油田投產(chǎn)水平井139口(不含館陶)，主要以稠油、超稠油為主，2011年注汽53.0×104t，年產(chǎn)油16.5×104t，年油汽比為0.31。目前日產(chǎn)液1800t，日產(chǎn)油545t，含水70%。截止2010年底，曙光油田水平井(不含館陶)，累積注汽226.13×104t，累產(chǎn)油65.93×104t，階段油汽比為0.29，采注比為0.93，階段單井日產(chǎn)油為8.0t/d。

以興隆臺(tái)油藏為例，目前已投產(chǎn)水平井65口，19口高含水，約占總數(shù)29.2%。從超稠油周期生產(chǎn)情況來(lái)看，高含水是超稠油生產(chǎn)的另一特征，分析其主要原因是：①油井注汽吞吐過(guò)程中，當(dāng)蒸汽進(jìn)入油層后，遇冷凝結(jié)為高溫水，由于儲(chǔ)層巖石斑狀潤(rùn)濕或點(diǎn)狀潤(rùn)的存在，導(dǎo)致凝結(jié)水在巖石孔隙中的流動(dòng)性遇阻，成為束縛水以致部分冷凝水無(wú)法采出地面；由于注汽過(guò)程中的注汽壓力較高，造成地層破裂，形成微小裂縫，蒸汽進(jìn)入微裂縫后，在開井回采時(shí)，油層壓力下降，微裂縫關(guān)閉，使冷凝的熱水無(wú)法采出，造成油層積水。杜84興I組水平井水平段動(dòng)用不均衡，“腳尖”區(qū)域動(dòng)用程度高，地下存水量大，油井高含水的問(wèn)題突出。2011年底杜84興I組七口水平井，累注汽36.64萬(wàn)噸，累采油9.86萬(wàn)噸，累采水28.68萬(wàn)噸，地下存水量7.95萬(wàn)方。區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)同層位直井地下存水14.06萬(wàn)噸，合計(jì)地下存水22.01萬(wàn)噸。②水平井廣泛應(yīng)用于邊底水油藏中，能夠擴(kuò)大油藏滲流面積，降低井筒周圍壓降，從而延長(zhǎng)無(wú)水采油期，增大無(wú)水采油量。但在水平井開發(fā)邊底水油藏過(guò)程中，因吞吐輪次增加，油層壓力下降，引起邊底水侵，從而導(dǎo)致油井高含水。既增加了采油成本[1]，也影響區(qū)塊整體開發(fā)效果。

二、水平井調(diào)堵技術(shù)作用機(jī)理

在稠油直井中，油井調(diào)剖和堵水，是一項(xiàng)成熟熱采配套工藝技術(shù)、是油藏穩(wěn)產(chǎn)的有效手段[2，3]，但是稠油水平井和普通直井有本質(zhì)性的區(qū)別，由于水平井特殊的完井方式--篩管完井給分段堵水帶來(lái)困難，出水點(diǎn)壓力高，堵劑注入沒(méi)有選擇性，使堵劑難以注入目標(biāo)層段；篩管完井必然導(dǎo)致篩管外竄流，原有水竄通道被封堵后，在同一油層可能形成新的突破點(diǎn)或多個(gè)突破點(diǎn)，使堵水措施失效，堵水有效期短。為了抑制底水錐進(jìn)，油田科技工作者進(jìn)行了許多有益的嘗試[4]。經(jīng)過(guò)大量室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究，研發(fā)水平井調(diào)堵技術(shù)。該技術(shù)利用化學(xué)堵水技術(shù)，封堵管外油層水竄通道；采用機(jī)械堵水工藝，封堵管內(nèi)出水井段。并且根據(jù)具體井況，進(jìn)行兩者的組合應(yīng)用，有效封堵，恢復(fù)油井產(chǎn)能。同時(shí)配合多功能一體管柱可實(shí)現(xiàn)不同油藏的分段調(diào)堵，適合較大規(guī)模推廣應(yīng)用。

1.作用機(jī)理

(1)管外封堵部分

管外封堵部分主要采用凝膠型堵劑，主要由磺甲基聚丙烯酰胺、油溶性樹脂、橡膠粉、纖維素、有機(jī)交聯(lián)劑、熱穩(wěn)定劑及高溫發(fā)泡劑組成[7～9]。聚丙烯酰胺和有機(jī)交聯(lián)劑在一定時(shí)間內(nèi)形成強(qiáng)度較大的凝膠。加入的油溶性樹脂、橡膠粉和纖維素等固相，對(duì)地層起到暫堵作用。凝膠溶解液中含有的高溫發(fā)泡劑利用蒸汽作為氣相發(fā)泡，通過(guò)賈敏效應(yīng)和巖石孔隙中泡沫的膨脹作用，增大了水在孔隙介質(zhì)中的流動(dòng)阻力。同時(shí)，泡沫液中的表面活性劑具有降粘、助排作用。

為保證堵劑封堵強(qiáng)度，在凝膠中添加樹脂顆粒，提高堵劑的耐溫性及封堵強(qiáng)度，有效封堵水竄通道。并且樹脂顆粒可完全通過(guò)0.3mm割縫篩管，而不發(fā)生堆集堵塞。

(2)管內(nèi)封堵部分

設(shè)計(jì)研究水平井高溫堵水封隔器Y 445，其工作原理是液體經(jīng)進(jìn)液孔進(jìn)入活塞內(nèi)腔，隨著壓力升高啟動(dòng)活塞剪斷坐封剪釘，然后液體推動(dòng)坐封活塞使卡瓦與套管錨定，外密封膠筒與套管內(nèi)壁封隔，同時(shí)步進(jìn)鎖也行走到位，完成最終鎖定。當(dāng)壓力繼續(xù)增剪斷丟手剪釘與封堵部分分開，實(shí)現(xiàn)丟手。需要打撈時(shí)，下專用打撈工具抓住打撈頭，解封剪釘被剪斷，上提起出。主要技術(shù)特點(diǎn)：設(shè)有抗阻機(jī)構(gòu)，遇阻不坐封；丟開時(shí)不挺管柱，丟開力?。唤夥鈺r(shí)強(qiáng)制卡瓦復(fù)位，解封可靠；打撈工具可退。

為了使堵水工具能安全有效的到達(dá)井底封隔位置，必須對(duì)工具通過(guò)造斜段的安全尺寸進(jìn)行合理的計(jì)算。我們根據(jù)井眼軌跡的參數(shù)，通過(guò)理論計(jì)算公式確定出高溫注汽橋塞長(zhǎng)度在水平井安全尺寸，確保工具下井安全。針對(duì)堵水工具在耐溫性、安全性、穩(wěn)定性幾個(gè)方面要求對(duì)高溫注汽橋塞的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，并結(jié)合超稠油水平井的井況對(duì)水平井堵水管柱合理的設(shè)計(jì)。

三、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果分析

本項(xiàng)目2010年以來(lái)共進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施12井次，累計(jì)措施增油5976噸，平均單井增油498噸，產(chǎn)水下降了55560噸，平均單井降水4630噸，綜合含水下降22%，有效該善了水平井高含水問(wèn)題。

1.措施后油井注汽壓力明顯上升

統(tǒng)計(jì)實(shí)施該措施后12口井?dāng)?shù)據(jù)，從注汽參數(shù)上看，注汽壓力平均上升2.3MPa，注汽量每井上升56t。說(shuō)明該技術(shù)起到了封竄調(diào)剖的作用.

2.持續(xù)生產(chǎn)能力加強(qiáng)

總體來(lái)看，措施后的12口井，平均吞吐13輪，平均單井周期產(chǎn)油1010噸，產(chǎn)水2473噸，與上周期同期生產(chǎn)對(duì)比，平均單井產(chǎn)油量上升了498噸，產(chǎn)水下降了4329噸，綜合含水下降了22%。油井措施后生產(chǎn)情況好于上周期同期.

[1]宋萬(wàn)超.高含水期油田開發(fā)技術(shù)和方法[M].北京:地質(zhì)出版社，2003:2～4.

[2]萬(wàn)仁溥,羅英俊.采油技術(shù)手冊(cè)(堵水技術(shù))[M].北京:石油工業(yè)出版社,1991：61～139.