遼河油田水平井發(fā)展與應(yīng)用

徐雪楠

摘要：利用水平井提高油井產(chǎn)能和采收率，已成為油田一種經(jīng)濟(jì)有效的挖潛手段和途徑。遼河油田水平井的應(yīng)用已經(jīng)走過(guò)了26年的時(shí)間，從早期的稠油油藏到目前的各類(lèi)油藏，從初期的中高滲厚層砂巖油藏到現(xiàn)在的薄互層油藏、低滲油藏、低品位潛山油藏，從單一的井間挖潛到整體二次開(kāi)發(fā)、分層開(kāi)發(fā)、立體開(kāi)發(fā)，水平井的應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，作用突出、效益顯著，促進(jìn)了核心技術(shù)的發(fā)展，提升了油田開(kāi)發(fā)水平，為遼河油田千萬(wàn)噸穩(wěn)產(chǎn)提供了保障。

關(guān)鍵詞：水平井;遼河油田;開(kāi)發(fā)歷程

1.遼河油田水平井開(kāi)發(fā)歷程

遼河油田每年稠油產(chǎn)量約占全油區(qū)總產(chǎn)量的70%左右。遼河坳陷稠油資源豐富，平面上主要分布于西部凹陷西斜坡帶，由北向南依次為牛心坨油田、高升油田、曙光油田、歡喜嶺油田，其次為西部凹陷東部陡坡帶和中央隆起南部?jī)A沒(méi)帶，由北向南依次為冷家堡油田、小洼油田和海外河油田。目前已探明含油氣面積1097.51 km2，石油地質(zhì)儲(chǔ)量103477×104t，占遼河坳陷全部探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量的46.3%，可采儲(chǔ)量達(dá)21302×104t。遼河油區(qū)的稠油具有高密度、高粘度、高膠質(zhì)加瀝青質(zhì)含量的特點(diǎn)，稠油密度一般為0.92-1.007g/cm3，地層原油粘度一般為50-180000mPa·s，含蠟量一般為2%-7%、膠質(zhì)加瀝青質(zhì)含量一般為26%-53%。

1992年在冷家堡油田冷43塊實(shí)施第一口水平井冷43-平1井，1997年鉆成我國(guó)第一例SAGD成對(duì)水平井，雙水平井SAGD工程正式實(shí)施之后，自1992年以來(lái)，遼河油田水平井的應(yīng)用共經(jīng)歷了四個(gè)階段：

（1）單井技術(shù)攻關(guān)階段（1992-1996年）

該階段以單井技術(shù)攻關(guān)為主，研發(fā)配套了專(zhuān)用鉆完井工具，嘗試開(kāi)展了普通稠油油藏水平井開(kāi)采試驗(yàn)，在5個(gè)區(qū)塊實(shí)施水平井8口，單井產(chǎn)量與周?chē)本喈?dāng)，證明了水平井技術(shù)應(yīng)用的可行性，堅(jiān)定了進(jìn)一步礦場(chǎng)試驗(yàn)的信心。

（2）厚層油藏試驗(yàn)階段（1997-2002年）

該階段在簡(jiǎn)單的厚層油藏開(kāi)展試驗(yàn)，初步掌握了厚層油藏不同完井方式相關(guān)施工參數(shù)和設(shè)計(jì)方法。在8個(gè)區(qū)塊實(shí)施水平井19口，單井產(chǎn)量是周?chē)本?-2.5倍，取得了較好效果，為水平井進(jìn)一步擴(kuò)大試驗(yàn)做好準(zhǔn)備。

（3）突破厚度試驗(yàn)階段（2003-2005年）

該階段在不同厚度油藏開(kāi)展擴(kuò)大試驗(yàn)，在以厚層油藏為主的基礎(chǔ)上，借鑒勝利油田在0.9米油層實(shí)施水平井的啟示，將水平井應(yīng)用領(lǐng)域向薄互層拓展，突破了不同類(lèi)型油藏厚度下限，在36個(gè)區(qū)塊實(shí)施水平井111口，單井產(chǎn)量是同期同區(qū)直井的3-4倍，效果顯著，為水平井規(guī)模實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。

（4）規(guī)模應(yīng)用階段（2006年-目前）

該階段在不同類(lèi)型、不同開(kāi)發(fā)方式的油藏中開(kāi)展水平井規(guī)模實(shí)施。在遼河油田公司的強(qiáng)力推動(dòng)下，開(kāi)展老油田水平井二次開(kāi)發(fā)，在57個(gè)區(qū)塊重建井網(wǎng)、重選方式實(shí)施水平井550口。開(kāi)展了以潛山為主的水平井立體開(kāi)發(fā)，在新發(fā)現(xiàn)的潛山和多年未有效開(kāi)發(fā)的潛山實(shí)施水平井115口。

遼河油田經(jīng)過(guò)這四個(gè)階段的發(fā)展，已由初期的開(kāi)發(fā)塊狀油藏發(fā)展到目前邊水油藏、底水油藏、裂縫型油藏、薄油層油藏等多種類(lèi)型油藏。在進(jìn)行開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，選用了注水、SAGD、蒸汽驅(qū)、火驅(qū)等方法，并在各個(gè)開(kāi)發(fā)階段中進(jìn)行應(yīng)用，水平井技術(shù)在各類(lèi)油藏的應(yīng)用效果非常顯著。

2.遼河油田水平井開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

截至2017年6月，遼河油田共完鉆水平井1559口，投產(chǎn)水平井1408口，油井開(kāi)井931口，日產(chǎn)油6712t，2016年年產(chǎn)原油239.5×104t，累計(jì)生產(chǎn)原油2433×104t。水平井已經(jīng)應(yīng)用于遼河油田勘探開(kāi)發(fā)的各個(gè)領(lǐng)域之中，均取得了較好的成效，單井累產(chǎn)油已達(dá)1.73×104t。

水平井在特殊巖性潛山開(kāi)發(fā)、超稠油蒸汽吞吐開(kāi)發(fā)、超稠油方式轉(zhuǎn)換開(kāi)發(fā)等方面優(yōu)勢(shì)明顯，效果很好。一些直井開(kāi)發(fā)效果差的復(fù)雜油藏，應(yīng)用水平井開(kāi)發(fā)效果較好。

3.遼河油田水平井開(kāi)發(fā)的主要技術(shù)

（1）水平井及復(fù)雜結(jié)構(gòu)井完井工藝技術(shù)

針對(duì)裸眼完井的魚(yú)刺分支井井眼垮塌問(wèn)題，形成了國(guó)內(nèi)先進(jìn)的魚(yú)刺井完井工藝技術(shù)。該技術(shù)是在魚(yú)骨分支井眼中下入篩管，并在篩管頂部采用錨定器加以錨定，防止篩管因重力產(chǎn)生下滑。在錨定器至主井眼的分支井段采用可鉆套管連接，用于支撐錨定器至主井眼間的裸眼井段，防止局部裸眼井段坍塌，造成油氣通道堵塞，同時(shí)可防止分支井眼完井管串退至主井眼，避免影響下步鉆完井施工。通過(guò)實(shí)施該技術(shù)，使分支井眼中的篩管起到支撐井壁和防砂作用，延長(zhǎng)分支井眼壽命，提高分支井開(kāi)采效果。

膨脹管系列技術(shù)具有通徑大、環(huán)空密封可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、懸掛牢靠、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，可在0°-90°井斜中任意位置懸掛，水平井優(yōu)勢(shì)更突出。目前膨脹式尾管懸掛器、膨脹管套管補(bǔ)貼技術(shù)已在遼河進(jìn)行了初步應(yīng)用。

（2）水平井、大斜度井有桿泵舉升技術(shù)

自主研發(fā)了游離結(jié)構(gòu)柱塞非接觸式彈性間隙密封水平井泵，解決了水平井大斜度井段管桿偏磨、泵效低等難題。最大適用井斜角達(dá)到80°，最深泵掛3000m、耐溫220℃，平均檢泵周期由310天延長(zhǎng)至460天，攜砂能力強(qiáng)，泵效高。

（3）水平井防砂技術(shù)

水平井溫固樹(shù)脂加固井壁防砂技術(shù)。當(dāng)樹(shù)脂液擠入地層后迅速吸附到砂粒表面，在砂粒之間形成膠結(jié)點(diǎn)，當(dāng)樹(shù)脂固結(jié)后，將疏散的地層砂固結(jié)成堅(jiān)固的人工井壁，防止自由流動(dòng)的地層砂進(jìn)入井筒，從而達(dá)到防砂的目的。突破了水平井長(zhǎng)井段防砂施工難題，填補(bǔ)了稠油熱采水平井化學(xué)防砂的空白。

水平井礫石充填防砂工藝技術(shù)。實(shí)現(xiàn)了水平井完井和管內(nèi)充填防砂兩種工藝，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過(guò)程中，油井實(shí)現(xiàn)無(wú)砂生產(chǎn)，增油效果顯著，有效解決了部分區(qū)塊細(xì)粉砂治理難題，填補(bǔ)了遼河油田水平井礫石充填防砂技術(shù)空白。

水平井篩管防砂、替泥漿一體化完井技術(shù)。研制出多種完井篩管和防砂管柱，滿(mǎn)足了不同區(qū)塊的防砂需求，為遼河油田水平井開(kāi)發(fā)提供技術(shù)支持。

（4）水平井測(cè)試技術(shù)

隨油管下入全井段溫壓剖面測(cè)試技術(shù)。可以通過(guò)溫度剖面變化狀況及時(shí)確定水平段動(dòng)用不均位置，為提高熱采水平井的開(kāi)發(fā)效果提供了施工依據(jù)。隨連續(xù)油管下入的全井段溫壓剖面測(cè)試技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)帶壓作業(yè)，但成本較高，應(yīng)用受限。

水平井產(chǎn)液剖面測(cè)試技術(shù)。實(shí)現(xiàn)了水平生產(chǎn)井井下溫度、流量、混相值、全水值、磁定位參數(shù)直讀測(cè)試，解決了稀油和普通稠油水平井產(chǎn)液剖面邊生產(chǎn)邊測(cè)試的難題，為水平井堵水提供了依據(jù)。

（5）水平井找堵水工藝技術(shù)

解決了水平井找出水井段確定難，水平段長(zhǎng)、籠統(tǒng)堵水效果差，篩管完井存在管外連通、無(wú)法進(jìn)行有效分段等系列難題。根據(jù)水平井井況和出水位置，研制了耐高溫?zé)o機(jī)凝膠堵劑、液體橋塞、氮?dú)馀菽z等調(diào)堵水材料，形成了4種水平井分段堵水工藝，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水平井出水段的有效封堵。

4.遼河油田水平井開(kāi)發(fā)趨勢(shì)

近年來(lái)，遼河油田水平井的部署不斷朝著多元化的方向發(fā)展，并逐漸遞進(jìn)到老油區(qū)直井井間加密、層間接替。除此之外，從稠油轉(zhuǎn)換開(kāi)發(fā)方式來(lái)說(shuō)，相關(guān)人員進(jìn)行了SAGD的開(kāi)發(fā)試驗(yàn)。在稀油開(kāi)采方式上也開(kāi)始進(jìn)行了直井與水平井組合的可行性研究。水平井已成為遼河油田老區(qū)挖潛建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)方法，在各類(lèi)油藏中起到了關(guān)鍵作用，其中比較主要的包括薄層、裂縫等，均取得了一定成效。近年來(lái)公司著重開(kāi)展?jié)撋介_(kāi)發(fā)和水平井分層開(kāi)發(fā)，并在這些方面取得了一定的成績(jī)。潛山裂縫研究取得突破性進(jìn)展，低品位潛山開(kāi)發(fā)獲得高產(chǎn)。復(fù)雜結(jié)構(gòu)井滾動(dòng)勘探效果顯著，邊曹臺(tái)潛山獲得重大突破。分層開(kāi)發(fā)取得良好開(kāi)端，進(jìn)一步拓展了水平井的應(yīng)用領(lǐng)域。

5.總結(jié)

遼河油田水平井規(guī)模應(yīng)用已達(dá)12年，水平井已經(jīng)成為遼河油田千萬(wàn)噸穩(wěn)產(chǎn)的重要組成部分，但隨著時(shí)間的推移和規(guī)模的增加，如何保持現(xiàn)有水平井開(kāi)發(fā)效果，如何在勘探開(kāi)發(fā)目標(biāo)變差的情況下持續(xù)規(guī)模推進(jìn)水平井應(yīng)用，還面臨著五個(gè)方面的問(wèn)題：老井井況問(wèn)題、潛山核心技術(shù)問(wèn)題、施工關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題、現(xiàn)場(chǎng)施工問(wèn)題和投入高的問(wèn)題。這些問(wèn)題亟待解決，也是下一步遼河油田水平井開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)研究方向。