稠油水平井分段防砂分段注汽技術(shù)研究及應(yīng)用

趙文勛

摘 要：目前稠油水平井開發(fā)大部分采用篩網(wǎng)式濾砂管完井、底部全井段礫石充填防砂、全井段多點均勻注汽工藝。為解決無法根據(jù)地層的物性參數(shù)實施有針對性治理的難題，研制了水平井分段防砂、分段注汽技術(shù)。其原理是一趟管柱實現(xiàn)分段充填，實現(xiàn)全井段均勻改造，同時利用密封件將各層段間完全隔離，可實現(xiàn)水平段封隔、分段均勻注汽或某一段單獨注汽吞吐。該工藝可實現(xiàn)精確防砂，避免壓開水層或水淹層；各層獨立作業(yè)，降低施工風(fēng)險，開采后期可分段注采、分段測調(diào)、分段控水。生產(chǎn)實踐表明，該技術(shù)實現(xiàn)了長井段水平井均勻改造、分段均勻吸汽，使水平井得到均衡動用，對實現(xiàn)水平井精細(xì)開發(fā)提供了新的技術(shù)思路。

關(guān)鍵詞：稠油；水平井；分段防砂、分段注汽；均勻動用

1、研究的目的和意義

濱南采油廠稠油油藏目前投產(chǎn)水平井288口，主要采用篩網(wǎng)式濾砂管完井、底部全井段礫石充填防砂、全井段多點均勻注汽工藝。其中水平段較長井在防砂注汽過程中，不能控制充填礫石在水平段的分布情況，導(dǎo)致吸汽剖面不均勻的現(xiàn)象，影響了水平井的開發(fā)效果。為有效提高長井段水平井的動用程度，2012年在單2塊西區(qū)油藏評價井單2-平5井，進(jìn)行了分段充填改造防砂試驗。由于當(dāng)時沒有成熟的一趟管柱分段充填工藝，采用了最為直接的分段充填方式，即將套管分三段進(jìn)行射孔、分三段光油管地層充填，最后對全井段懸掛濾砂管防砂的方式。該井目前已生產(chǎn)3個周生產(chǎn)，累計產(chǎn)油5294噸，取得了較好的投產(chǎn)效果。但存在以下兩方面的問題：一是作業(yè)占井時間長：占井時間長（20天）、作業(yè)費用高（40萬）、施工工序復(fù)雜；二是適用范圍?。涸摴に囍贿m合于套管完井水平井，局限性大。需要針對簡易可行的分段防砂、分段注汽技術(shù)進(jìn)行研究。

2、分段防砂、分段注汽管柱設(shè)計及優(yōu)化

水平井分段防砂、分段注汽管柱設(shè)計思路主要包括以下幾個方面：借鑒水平井分段壓裂技術(shù)，利用一趟管柱，實現(xiàn)由下至上依次擠壓充填施工；充填滑套由服務(wù)管柱上的專用開關(guān)實施開啟和關(guān)閉動作；服務(wù)管柱設(shè)計定位裝置，給施工操作定位提供信號；層間密封采用服務(wù)管柱與留井密封筒配合密封；利用留井密封筒，實施分段均勻注汽。

2.1分段充填管柱結(jié)構(gòu)及主要部件設(shè)計

（1）外管柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

外管柱為實現(xiàn)裸眼分段完井；預(yù)置留井滑套，提供加砂通道；預(yù)置留井密封筒、定位節(jié)箍，實現(xiàn)與服務(wù)管柱配合密封、定位等功能。設(shè)計為由固井管外封隔器總成、充填滑套總成、定位接箍、篩管、絲堵等組成，其中充填滑套總成由密封筒+滑套+密封筒組成。該管柱設(shè)計主要包括以下幾個優(yōu)點：①裸眼充填滑套技術(shù)，兩級關(guān)閉防止回吐砂；②可驗滑套技術(shù)，確?；钻P(guān)閉；③大通徑：留井管柱通徑大，便于后期處理.

（2）內(nèi)管柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

內(nèi)管柱設(shè)計主要由換向工具、充填管、隔液管、充填工具、定位工具、單向開關(guān)、雙向開關(guān)、隔離密封裝置等組成。實現(xiàn)了管柱定位、對充填滑套的開啟和關(guān)閉、層間隔離、實施每一層單獨擠壓充填施工等功能。該管柱設(shè)計主要包括以下幾個優(yōu)點：①水平井精準(zhǔn)定、測位；②隔液管與換向工具配合使用，反洗液體走隔液管與充填管的夾壁，防止地層漏失，導(dǎo)致洗井不徹底；③各層獨立作業(yè)，避免層間干擾；④雙開關(guān)設(shè)計，可實現(xiàn)滑套二次關(guān)閉。

（3）高壓隔離密封設(shè)計

高壓隔離密封主要采用服務(wù)管柱密封件與留井密封筒配合密封。密封部件采用金屬硫化密封，從而提高密封件的耐磨性能，同時優(yōu)選耐高溫高壓密封材料，滿足注汽時320度的高溫需求。進(jìn)入現(xiàn)場實施前，采用水平方向拖動磨損后密封件耐壓實驗，驗證密封件性能，確保高壓隔離密封滿足施工要求。通過對幾種常用橡膠及復(fù)合材料進(jìn)行耐高溫實驗后的外觀、硬度等進(jìn)行比較，篩選出全氟橡膠+柔性石墨復(fù)合材料作為密封件材質(zhì)。

2.2分段注汽優(yōu)化設(shè)計

利用管外封隔器、留井密封筒，下入配合密封桿，實現(xiàn)各層段分隔注汽。分段注汽參數(shù)設(shè)計為：

3 應(yīng)用實例

通過前期充分準(zhǔn)備，在單2平8進(jìn)行了分段防砂、分段注汽現(xiàn)場實驗。根據(jù)測井解釋結(jié)果，將單2平8井分為兩段完井，將隔離封隔器下在井徑規(guī)則、地層物性相對較差、鉆時較慢層段，確保密封井眼環(huán)空；充填滑套下在每段油層頂部。

根據(jù)設(shè)計結(jié)果進(jìn)行了現(xiàn)場實施。1349.8m-1415.38m段：排量：2m3/min；壓力：15.5-11.5MPa；砂量：24m3（設(shè)計22m3）；砂比：10-42%。1427.12m-1516.04m段：排量：2m3/min；壓力：15-10MPa；砂量：40m3 （設(shè)計38m3）；砂比：10-40%。

該井第一周期含水上升較快，生產(chǎn)45天后，日產(chǎn)47.4/4.5/90.6%，含水上升到90.6%，后期一直高含水生產(chǎn)。周期生產(chǎn)97天，累采油554噸，累采水2627噸，油汽比0.19。通過測試分析認(rèn)為下部油層段出水，第二周采取了封下段，注、采上段措施。開井后峰值液量73.7t/d，峰值日油13.5t/d，累計生產(chǎn)262天，累油2291t，累增油2040t，平均日增油7.8t/d。措施后含水穩(wěn)步下降，措施效果顯著。

4 結(jié) 論

（1）該技術(shù)可實現(xiàn)長井段水平井均勻改造。實現(xiàn)精確防砂，避免壓開水層或水淹層。

（2）利用密封服務(wù)管柱，管外裸眼封隔器、管內(nèi)密封筒，可實現(xiàn)任意一段注汽、采油，為后期實現(xiàn)分段注采提供了井筒條件。

（3）根據(jù)測井解釋資料，利用生產(chǎn)密封與留井密封筒配合密封，下入后期分采管柱實現(xiàn)分段控水采油。通過控制生產(chǎn)滑套開啟程度，人為增加高含水層流動壓差。

（4）配合分段注汽管柱，更容易實現(xiàn)分段均勻注汽。通過均勻注汽模擬計算，下入相應(yīng)配注器，可實現(xiàn)均勻注汽，達(dá)到長井段水平井均勻動用的目的。

（5）利用測試及動態(tài)分析資料，通過實施注汽井分段注汽、生產(chǎn)井分段采油，可進(jìn)行水平井蒸汽驅(qū)平面調(diào)整，實現(xiàn)水平井均勻汽驅(qū)。

（6）底水稠油油藏水平井見水后，利用管外封隔器、隔層的隔離作用，更有利于層間卡、堵水措施的實施。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊海波，余金陵，魏新芳，等.水平井免鉆塞篩管頂部注 水泥完井技術(shù)[J].石油鉆采工藝，2011，33（3）：28-30.

[2]朱駿蒙 .水平井裸眼礫石充填防砂完井工藝在勝利海上 油田的應(yīng)用[J].石油鉆采工藝，2010，32（2）：106-108.

[3]楊立平. 海洋石油完井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 石 油鉆采工藝，2008，30（1）：1-6.