塔河底水油藏水平井變孔徑打孔管分段完井技術(shù)研究

徐 剛，龍 武，萬小勇

黃傳艷，楊利萍(中石化西北油田分公司工程技術(shù)研究院，新疆 烏魯木齊 830011)

塔河底水油藏水平井變孔徑打孔管分段完井技術(shù)研究

徐 剛，龍 武，萬小勇

黃傳艷，楊利萍(中石化西北油田分公司工程技術(shù)研究院，新疆 烏魯木齊 830011)

利用水平井開采塔河油田碎屑巖底水油藏時(shí)，其含水上升速度快、中低含水采油期短，已成為制約水平井生產(chǎn)的瓶頸。為控制水平段產(chǎn)液剖面，抑制底水過快脊進(jìn)，采用了變孔徑打孔管分段完井技術(shù)。根據(jù)電測(cè)解釋結(jié)果確定采用遇液封隔器進(jìn)行調(diào)流控水分段完井段數(shù)，通過研究節(jié)流機(jī)理和底水脊進(jìn)模型，應(yīng)用Petrel和NEETool軟件進(jìn)行動(dòng)靜態(tài)模擬，以最大無水累積產(chǎn)油量為目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化打孔參數(shù)。該技術(shù)在塔河油田YT2-27H井中首次應(yīng)用后取得了良好的效果，豐富了底水油藏水平井高效開發(fā)的手段，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

水平井；變孔徑打孔管；分段完井；入流剖面；底水脊進(jìn)

塔河油田自1998年開始采用水平井進(jìn)行碎屑巖油藏的開發(fā)，截至2012年3月，已鉆成碎屑巖水平井243口，占碎屑巖油藏總井?dāng)?shù)的53%，因而水平井成為塔河碎屑巖油氣藏的主要的開發(fā)方式之一。截止2012年3月，碎屑巖水平井開井199口，日產(chǎn)液7370.6t，日產(chǎn)油2272.4t，綜合含水69.19%。目前水平井中關(guān)井44口井中，有13口井因高含水關(guān)井。含水在60%～80%的占總井?dāng)?shù)21.1%，含水大于80%井占總井?dāng)?shù)的44.2%。上述情況表明高含水已成為影響水平井開發(fā)的主要原因，而中底水脊進(jìn)是含水上升的主要原因[1-2]。如何利用變孔徑打孔管分段完井技術(shù)，對(duì)塔河底水油藏水平井延緩底水脊進(jìn)、延長(zhǎng)無水采油期、提高采收率、節(jié)約完井成本具有非常重要的意義。為此，筆者對(duì)塔河底水油藏水平井變孔徑打孔管分段完井技術(shù)進(jìn)行了研究。

1 打孔管調(diào)流控水原理

1.1打孔管節(jié)流機(jī)理

在分析打孔管節(jié)流作用時(shí)，首先要考慮流體流經(jīng)小孔眼所起到的節(jié)流作用[3]，而小孔眼所產(chǎn)生的節(jié)流作用能夠直接反映到其產(chǎn)液的地層，對(duì)地層的合理分段是進(jìn)行打孔管的孔眼節(jié)流設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。此外，地層壓力的大小、單位長(zhǎng)度地層的產(chǎn)液量對(duì)打孔管的孔眼直徑的大小設(shè)計(jì)起決定性作用。

1.2技術(shù)思路

以油藏滲流和井筒管流為主要研究對(duì)象，分別建立油藏滲流模型和水平井筒管流模型，經(jīng)過離散化處理，把分段完井油藏滲流模型和井筒管流模型進(jìn)行耦合求解[4]，得到分段完井方式下水平井的流率分布和井底流壓分布。通過改進(jìn)水平井底水脊進(jìn)模型，利用已有產(chǎn)能模型取得的結(jié)果，在考慮井筒摩阻的情況下，建立分段完井時(shí)底水脊進(jìn)的三維模型，求解分段完井時(shí)的底水突破時(shí)間與水脊高度。運(yùn)用已有的模型和油藏工程的相關(guān)知識(shí)，以最大無水累積產(chǎn)油量為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)打孔管孔徑進(jìn)行優(yōu)化，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)施工。

2 分段打孔篩管參數(shù)設(shè)計(jì)

YT2-27H井是部署在塔河油田YT2區(qū)塊三疊系下油組構(gòu)造高部位的一口開發(fā)井。塔河油田YT2區(qū)塊為碎屑巖底水油藏，YT2-27H井斜導(dǎo)眼在三疊系下油組鉆遇1.4m(垂厚)差油氣層、7m(垂厚)油氣層，水平軌跡在跟段鉆遇了較高的滲透率層，在指端位置鉆遇較低滲透率層，且水平段最低點(diǎn)位置的避水高度不足3m。

為充分發(fā)揮水平井的優(yōu)勢(shì)，使水平井水平段流量均衡，延緩底水脊進(jìn)，增加無水采油期，最大化儲(chǔ)層產(chǎn)能，減少儲(chǔ)層污染，本井采用分段打孔管控水完井工藝[5]。

圖1 孔眼直徑與日產(chǎn)量變化關(guān)系圖

2.1打孔管孔眼直徑

根據(jù)流動(dòng)單元的劃分結(jié)果、各個(gè)流動(dòng)單元的物性、含油飽和度等參數(shù)，用petrel和NEETool軟件設(shè)計(jì)打孔數(shù)量和相應(yīng)打孔管參數(shù)。為了分析打孔管的節(jié)流效果，根據(jù)鄰井的生產(chǎn)情況，結(jié)合國外調(diào)流控水篩管的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)每根套管上螺旋布4孔的打孔管結(jié)構(gòu)。通過NEETool軟件對(duì)YT2-27H井孔徑進(jìn)行敏感性分析，得出當(dāng)孔眼直徑小于3mm時(shí)，產(chǎn)能隨孔徑變化明顯；當(dāng)孔眼直徑大于或等于3mm時(shí)，產(chǎn)能隨孔徑變化不明顯(見圖1)。

2.2打孔管完井產(chǎn)能及含水變化

根據(jù)滲透率沿水平段分布及地層發(fā)育情況及孔隙度、泥質(zhì)含量、含油飽和度等4條測(cè)井解釋成果曲線的分析，遇油膨脹封隔器坐封位置在4670.0～4680.0m之間，將水平段分成2段進(jìn)行調(diào)流控水分段完井設(shè)計(jì)(見圖2)。

圖2 YT2-27H井水平段調(diào)流控水打孔管分段完井示意圖

水平段中第1段的平均滲透率為104.277×10-3μm2，水平段中第2段的平均滲透率為192.517×10-3μm2，并且最大滲透率高達(dá)3279×10-3μm2，如果采用裸眼完井(或者全段篩管完井)，則底水會(huì)沿著第2段的高滲透脊進(jìn)進(jìn)入水平段內(nèi)，導(dǎo)致水平井提前見水。為了進(jìn)一步分析在不同的孔眼直徑打孔管完井對(duì)產(chǎn)能以及含水率動(dòng)態(tài)變化的影響，以前面的靜態(tài)分析結(jié)果為基礎(chǔ)，開展了YT2-27H井在不同的孔眼直徑打孔管完井條件下的動(dòng)態(tài)分析研究，具體步驟如下：根據(jù)該井的位置以及水平井所處層段的頂部構(gòu)造圖、滲透率和空隙度分布圖建立該井的油藏屬性模型；根據(jù)該區(qū)塊的地層流體高壓物性參數(shù)和相滲數(shù)據(jù)，對(duì)上述屬性模型中的流體物性進(jìn)行賦值，并根據(jù)鉆井方案設(shè)計(jì)中的油水界面分析結(jié)果，定義模型中的油水界面位置；根據(jù)YT2-27H井實(shí)鉆數(shù)據(jù)，最終建立YT2-27H井油藏模型。

依據(jù)水平段各段滲透率的分布情況，將生產(chǎn)壓差定為1MPa，調(diào)整各段的打孔管孔徑，通過優(yōu)化計(jì)算，確定水平段中第1段打孔孔眼采用2.5mm直徑，水平段中第2段打孔孔眼采用6mm直徑，模擬結(jié)果顯示第1段和第2段的產(chǎn)液量基本相同(見圖3)。

裸眼完井(全段完井)與變孔徑打孔管含水上升對(duì)比圖如圖4所示。由圖4可以看出，采用合理的孔徑打孔管完井后，該井的初期含水率下降了19.5%左右，油井生產(chǎn)3個(gè)月后，底水上升情況較裸眼完井時(shí)也有明顯改善。

圖3 單段產(chǎn)量隨時(shí)間的變化圖 圖4 裸眼完井(全段完井)與變孔徑打孔管完進(jìn)含水上升對(duì)比圖

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

YT2-27H井水平段處于YT2區(qū)塊三疊系下油組圈閉較高部位，鄰井生產(chǎn)下油組的僅有YT2-7井，射孔避水高度4m，投產(chǎn)初期即含水41.0%，最終因高含水轉(zhuǎn)層，該階段累產(chǎn)油0.72×104t，累產(chǎn)液2.19×104t。該井采用清水誘噴方式求產(chǎn)，開井34h、產(chǎn)液181m3后見油，目前?5mm油嘴，油壓4.3MPa，日產(chǎn)油42.7t，不含水，說明采用該技術(shù)能夠達(dá)到增產(chǎn)的效果。

[1]王家祿，劉玉章.水平井開采底水油藏水脊脊進(jìn)規(guī)律的物理模擬[J].石油勘探與開發(fā)，2007，34(5)：590-593.

[2]周代余，江同文，馮積累，等.底水油藏水平井水淹動(dòng)態(tài)和水淹模式研究[J].石油學(xué)報(bào)，2004，7(6)：23-25.

[3]萬仁溥，熊友明.現(xiàn)代完井工程[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.

[4]劉想平.油層中滲流與水平井筒內(nèi)流動(dòng)的耦合模型[J].石油學(xué)報(bào)，1999，2(3)：82-86.

[5]萬仁溥.中國不同類型油藏水平井開采技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社,1997.

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.09.021

TE343

A

1673-1409(2012)09-N060-03

2012-06-23

徐剛(1981-)，男，2004年大學(xué)畢業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事修完井方面的研究工作。

[編輯] 李啟棟