油水井聯(lián)動配套工藝效果分析及認識

楊潔(遼河油田遼興油氣開發(fā)公司，遼寧 盤錦 124010 )

0 引言

奈曼油田構造上處于奈曼旗凹陷中央洼陷帶中北段的雙河背斜內(nèi)，主要含油目的層九佛堂組。主體為斷背斜構造，內(nèi)部被小斷塊復雜化，扇三角洲沉積，低孔、特低滲透儲層，構造-巖性油藏，埋深1 300～2 500 m。 目前區(qū)塊油井開井176 口，日產(chǎn)油230 t，綜合含水62.2%；水井開井44 口，日注量852 m3，累積注采比1.01。由于該區(qū)塊壓裂投產(chǎn)，地下縫網(wǎng)復雜，示蹤劑監(jiān)測資料顯示，注水水竄方向單一，大多沿裂縫方向突進，且水竄后推進速度快，導致油井單向受效比例較高。另外，該區(qū)塊注水井段長，且層多層薄，滲透率極差較大，造成縱向水驅(qū)程度低。統(tǒng)計近幾年的吸水剖面，相對吸水量大于40%的高吸水層占比達42.1%。自分層系開發(fā)以來由于注采井網(wǎng)不完善、水淹、水竄等問題導致自然遞減率居高不下。針對這些生產(chǎn)矛盾，需要積極轉(zhuǎn)變觀念，以強化區(qū)塊穩(wěn)產(chǎn)為目標，以提高油水井能力為中心，加強油水井聯(lián)動，在推進精細注水、水井深部調(diào)剖工藝的同時，配合實施油井找堵水、撈封、鉆塞回采等低成本配套工藝，以達到措施挖潛效益最大化[1]。

1 油水井聯(lián)動配套工藝研究

1.1 穩(wěn)油控水工藝

目前水井方面主要通過精細注水和調(diào)剖工藝來穩(wěn)油控水。

精細注水工藝方面主要通過加強轉(zhuǎn)分注、換管柱、細分注水、層段重組等工作，進一步提升水驅(qū)動用程度，同時也使得自然遞減率持續(xù)下降。但隨著開發(fā)的不斷深入，多級分注井逐年增多，對分注工藝也提出了更高的要求。為滿足區(qū)塊多級細分注水的需求，研究并推廣應用橋式同心分注工藝，并結(jié)合生產(chǎn)實際問題優(yōu)化設計注水配套工具[2]。此外因奈曼區(qū)塊地理位置較為偏遠，研究試驗無纜智能分層注水工藝。該工藝主要由地面控制系統(tǒng)、遠程控制系統(tǒng)及智能配水器組成。利用壓力波信號方式遙控井下動作，實現(xiàn)分注井注入量精準調(diào)配，并且可實現(xiàn)注入井井口和井下注入層之間流量、壓力、溫度等數(shù)據(jù)的雙向傳輸功能，達到注入井遠程調(diào)控的目的[3]。

針對奈曼區(qū)塊水驅(qū)方向性強，水驅(qū)動用不均衡的問題，選擇注采井網(wǎng)相對完善、水淹水竄較為嚴重的區(qū)域分批次開展水井復合凝膠調(diào)剖工藝試驗。結(jié)合區(qū)塊儲層地質(zhì)特征及以往調(diào)剖經(jīng)驗，近三年共實施化學調(diào)剖10 個井組，針對縱向小層存在吸水差異和水淹水竄井組分別形成了“調(diào)”“堵”兩種技術思路。不斷優(yōu)化完善調(diào)剖配方，形成適合奈曼區(qū)塊且成膠性能穩(wěn)定的深部調(diào)剖配方體系?，F(xiàn)場可根據(jù)不同井況設計不同的藥劑段塞，從試驗結(jié)果來看，水井調(diào)剖能夠有效封堵油藏水驅(qū)優(yōu)勢通道。但鑒于區(qū)塊層間和平面矛盾突出，地層在長期注入水沖刷下，已形成了大孔道，部分井組單一的調(diào)剖措施較難達到預期效果。井組中部分油井仍存在高含水現(xiàn)象，因此需要加強生產(chǎn)動態(tài)分析和生產(chǎn)層位的優(yōu)化，將油井找堵水與水井調(diào)剖和水井分注相結(jié)合，以此提高整個井組的穩(wěn)油控水效果。

1.2 油井找堵水工藝

奈曼油田含油井段長，九上段跨度400 m、九下段跨度600 m，縱向儲量動用不均衡。隨著油田注水開發(fā)不斷深入，部分油井見水過早、含水偏高，一定程度上限制了油井產(chǎn)量，嚴重的還會影響地層儲量動用程度。研究發(fā)現(xiàn)，油井見水大致可分以下幾種類型：一是注入水或者邊水沿高滲透層突進，在縱向上形成單層推進，橫向上形成指進，使得油井過早水淹；二是由于油井生產(chǎn)壓差過大，使得原來的油水界面靠近井底，造成底水錐進；三是因為固井質(zhì)量不合格或者層間串通引起的上下層水竄槽，使得油井見水；四是地質(zhì)原因，比如區(qū)塊儲層裂縫較為發(fā)育，易造成油水層互通，使得油井含水上升。無論哪種油井見水方式，水層落實不清楚，油井只能繼續(xù)高含水生產(chǎn)，甚至還會導致停抽。針對上述問題，開展油井找堵水工藝研究，確定出水層位，制定合理方案，實施油井找堵水作業(yè)。

在油田注水開發(fā)后期，機械找堵水工藝與其他堵水工藝相比，具有適應性強、成本低、見效快、堵層可調(diào)等優(yōu)點[4]，為區(qū)塊穩(wěn)油控水提供了有力的技術支撐。奈曼油田以往一般依靠小修作業(yè)逐級使用封隔器封隔層位來排查出水層位，工藝較為簡單，能夠準確找出出水層位，但施工周期長，作業(yè)成本過高，如果每個層位含水均較高，造成作業(yè)費用浪費。因此近年來，不斷開展油井機械找堵水工藝的優(yōu)化研究，力求實現(xiàn)穩(wěn)油控水的目的。

1.2.1 液控開關找堵水工藝研究

為了降低落實出水層位的作業(yè)費用以及施工周期，研究液控開關找堵水工藝。液控開關找堵水管柱與生產(chǎn)管柱連接在一起，一次下井完成，施工工序少，操作簡單，節(jié)省作業(yè)時間。但檢泵時，該找堵水管柱需與生產(chǎn)管柱一起起出。該工藝關鍵部位—液控開關主要由單流凡爾、閥體、閥芯、軌跡滑套、控制銷釘、復位彈簧等零件構成，工具成本較低。當開關需要改變工作狀態(tài)時，用打壓泵(或水泥車)向閥內(nèi)打壓，開關每打一次壓，中心管和軌跡滑套都要上下往復運動，每運動一次，就會按照設計的規(guī)律改變一次開/關的狀態(tài)。該工藝設計需滿足在地面打壓后能夠靈活穩(wěn)定切換開/關生產(chǎn)狀態(tài)，防止因?qū)娱g壓力導致誤操作的要求，確保工作過程順利，不出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象。

液控找水開關管柱可以一趟管柱實現(xiàn)找水和堵水措施，不僅可以在5 寸半套管中應用，也可以在4 寸側(cè)鉆井中實施，能夠解決常見的找堵水難題，通過每層現(xiàn)場實際生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)能夠直觀確定出水層位。但由于液控找水開關的開/ 關狀態(tài)是由地面打壓達到額定數(shù)值來實現(xiàn)的，級數(shù)越高，各層壓力可能存在一定程度的差異，就會導致在判斷出水層位時容易出現(xiàn)誤差，同時也對封隔器密封性提出了更高的要求。

1.2.2 壓控開關找堵水工藝研究

壓控開關找堵水工藝主要通過壓控開關和封隔器配套使用來實現(xiàn)找堵水作業(yè)。壓控開關通過接收地面指令進行開關動作的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)井下任意分隔層段的開啟或關閉，在正常下泵生產(chǎn)狀態(tài)下獲取任意層段或組合層段的產(chǎn)液量和含水情況，從而判斷出高含水層段，實現(xiàn)找堵水的目的。壓控開關的關鍵點在于如何利用機電一體化及壓力傳感接收技術，獲取有效的信號，設定科學合理的壓電碼開展壓力操控[5]。

在壓控開關組成部分中，控制器主要負責接收井口打壓使井下產(chǎn)生壓控信號，并判斷是否有效，當判斷出接收到的為有效信號時，控制電機會驅(qū)動開關閥做出對應的開/關等動作。通?？刂破髋c開關閥通過工作筒連接在一起。井口打壓時，每層下入的壓控開關均會接收和處理這些壓控信號，只有要求做對應動作層位的壓控開關接到的壓控信號與下井前預設的指令信號一致時，該層的壓控開關才會執(zhí)行相應命令的動作[6-7]。

1.2.3 有纜智能開關找堵水工藝研究

有纜智能開關找堵水工藝主要通過電纜封隔器對油層進行分段，并在預設的位置下入電控智能開關，電纜跟隨油管下入至井內(nèi)，進行供電并傳輸信號及指令。在地面即可控制井下智能開關按照接收到的指令進行開/關的狀態(tài)調(diào)節(jié)。這不僅可以解決對各油層生產(chǎn)能力認識不清楚的問題，還可以隨時對井下溫度、壓力等生產(chǎn)參數(shù)進行錄取，監(jiān)測油井生產(chǎn)狀態(tài)，完成不動管柱多油層的找堵水工藝[8]。該工藝結(jié)構上包括執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、對接系統(tǒng)三個主要部分。執(zhí)行系統(tǒng)主要采用電動控制，完成電動開關工作狀態(tài)的調(diào)整，實現(xiàn)任意層段的調(diào)控；控制系統(tǒng)主要用來完成供電、通訊和數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?；對接系統(tǒng)主要用來完成管柱錨定及管柱與電纜的對接等。

1.3 層系歸位配套工藝

近幾年，奈曼油田以平面上完善注采井網(wǎng)，縱向上提高水驅(qū)儲量控制程度為思路，分區(qū)、分砂巖組開展剩余油挖潛，措施有效率得到顯著提升。針對水竄嚴重、注采關系完善的井組，開展強凝膠調(diào)堵。注水井實施調(diào)剖的同時，對應油井通過撈封、鉆塞回采等低成本措施完成層系歸位，進一步完善注采對應關系，以此提高油水井聯(lián)動措施效果，實現(xiàn)在有效注水的前提下保持穩(wěn)產(chǎn)的目標。

2 油水井聯(lián)動配套工藝現(xiàn)場試驗情況

近三年來，通過油水井聯(lián)動工藝在奈曼油田成功實施配套工作量33 井次，其中水井調(diào)剖措施平均單井組含水下降5.3%，平均單井調(diào)剖措施有效期延長109 天，平均單井組日增油1.8 t。油井找堵水工藝平均單井含水下降17.8%，平均單井日增油0.74 t。三年來水驅(qū)動用程度由35.6%提高到45.9%，實現(xiàn)累增油5 600 余噸，穩(wěn)油控水初見成效。

2.1 油井找堵水工藝現(xiàn)場試驗

2019—2021 年，針對奈曼油田油井生產(chǎn)井段長、找水難度大、封隔器找水有效率低等問題，推廣應用機械找堵水工藝?，F(xiàn)場累計實施18 井次，平均含水由94.2% 降至76.4%，平均單井有效期131 天，有效期內(nèi)累計增油1 495 t，見到一定的措施效果。例如奈1-62-40 井于2019 年11 月進行工具入井現(xiàn)場施工，順利完成地層溫度、壓力監(jiān)測和驗封測試，該井措施后日產(chǎn)油由1.4 t 提高至3.4 t，含水由84%下降至69%，為找堵水工藝推廣提供了現(xiàn)場經(jīng)驗支撐。奈1-66-34 井于2020 年5 月實施找堵水工藝后日產(chǎn)油由0.7 噸提高至2.2 t，含水由46%下降至37%，有效期內(nèi)累增油300 余噸。奈1-54-58 井于2021 年4 月實施機械找堵水作業(yè)，該井措施前日產(chǎn)液10.7 t，日產(chǎn)油0.2 t，含水98%，措施后一個月日產(chǎn)液10.3 t，日產(chǎn)油1.2 t，含水88%。當對應水井奈1-54-54 井實施深部調(diào)剖工藝措施后，奈1-54-58 井日產(chǎn)油量再次得到提升，由調(diào)剖前的1.4 t 提高到2.8 t，含水由84%降至61%，取得顯著的油水井聯(lián)動措施增產(chǎn)效果。

2.2 層系歸位配套工藝實施情況

2020 年，共有6 個井組實施化學調(diào)剖措施。結(jié)合油井層系歸位，配套實施油井撈封、鉆塞回采等，6 個井組日產(chǎn)液由調(diào)剖前的123.5 t 上升至調(diào)剖后的151.9 t，日產(chǎn)油由調(diào)剖前的38.9 t 上升至調(diào)剖后的49.1 t，含水由68.5%下降至67.7%，階段累增油2 000 余噸。其中奈1-62-38 井注水層位九下Ⅱ1，對應油井6 口，其中有兩口層系歸位井分別實施撈封合采和堵水后與注水井對應，該兩口層系歸位井階段累計增油188.5 t。奈1-52-50 井組注水層位九上Ⅱ+Ⅲ，一線對應油井6 口，其中有兩口井分別實施撈封合采后與注水井對應，該兩口層系歸位井階段累計增油790 t。

2021 年，繼續(xù)延續(xù)油水井聯(lián)動技術思路。注水井實施調(diào)剖的同時，對應油井依舊通過撈封等措施完成層系歸位。共實施6 個井組調(diào)剖，調(diào)剖前井組日產(chǎn)液130.6 t，日產(chǎn)油39.7 t，綜合含水69.6%，調(diào)剖后日產(chǎn)液142.7 t，日產(chǎn)油56 t，綜合含水60.8%。其中奈1-52-50 井組調(diào)剖同時對相應的水竄井實施撈封合采，實施后該調(diào)剖井組日產(chǎn)油由7.0 t 上升至20.3 t，綜合含水由78.5%下降至61.1%，階段增油1 109 t，見到顯著措施效果，有效證明了井組內(nèi)應用油水井聯(lián)動配套工藝能夠挖潛措施效益最大化。

3 結(jié)論及認識

(1)繼續(xù)積極推進區(qū)塊精細注水，有效補充奈曼區(qū)塊地層能量的同時，可通過結(jié)合層段重組、選注等措施，進一步提升區(qū)塊水驅(qū)動用程度。

(2)繼續(xù)推廣注水井調(diào)剖工藝，適時擴大試驗范圍，優(yōu)化施工參數(shù)，確保整個施工過程的可控性和有效性，形成適合奈曼低滲透儲層調(diào)剖技術體系，進一步提高水驅(qū)采收率。

(3) 優(yōu)化后的機械找堵水工藝通過找堵水開關與封隔器等井下配套工具組配，能夠有效確定出水層位，可實施多級找水、堵水、調(diào)層等生產(chǎn)工藝。可以有效降低工人勞動量，緩解油井含水上升趨勢，提升油井生產(chǎn)能力。

(4)油水井聯(lián)動配套工藝，在對水井進行分注、調(diào)剖等措施的同時，對應油井有針對性的開展找堵水、撈封、鉆塞回采等措施，能夠?qū)崿F(xiàn)疊加效應，提升井組單一措施的效果，進一步實現(xiàn)整體穩(wěn)油控水效果，具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。