水平井平衡采油工藝技術

師文政(中國石油 長慶油田 采油七場 745700)

引言

水平井是斜角接近直角，且井身沿水平方向鉆進一定長度的井。由于在油層中水平延伸了一段距離，這種井與油層接觸的面積大幅增加，因此具有泄油面積大、所需壓差低的優點，投資周期短、經濟效益高，受到各大油田的重視，水平井采油技術的研究也在各油田相繼展開。隨著采油技術的發展，水平井在開發低滲透薄層油藏、邊底水油藏、枯竭油藏、致密氣藏等領域的重要性日益凸顯，對保證油田產能起著重要作用[1]。但是對于長井段的水平井，由于存在不均衡壓差及井筒摩阻，在水平段兩端采油強度高，中間采油強度低，進而使水平井各井段的采油率不均衡[2]。因此，如何最大程度地保證水平井各井段能均衡采油是水平井開發中的重要課題，研究水平井平衡采油工藝技術將對水平井的開發產生積極作用。

目前水平井平衡采油工藝技術主要有裸眼完井技術、篩孔/割縫襯管完井技術、篩孔/割縫襯管帶管外封隔器完井技術和襯管注水泥固井射孔完井技術。由于鉆水平井的造斜率不同，這些方法有各自的適用范圍及優缺點。

一、裸眼完井技術

裸眼完井是套管下至生產層頂部進行固井，生產層段裸露的完井方法。在最早的水平井中，第一批完井采用裸眼完井。根據鉆開生產層和下入套管的時間先后，裸眼完井又分為先期裸眼完井和后期裸眼完井。先期裸眼完井是鉆頭鉆至油層頂界附近后，下技術套管注水泥固井；水泥漿上返至預定的設計高度后，再從技術套管中下入直徑較小的鉆頭，鉆穿水泥塞，鉆開油層至設計井深完井。后期裸眼完井是不更換鉆頭，直接鉆穿油層至設計井深，然后下技術套管至油層頂界附近，注水泥固井。裸眼完井要求地層巖性必須完整、井壁不會坍塌且巖層不會脫落。其優點是費用低、沒有產量損失、使用裸眼封隔器可進行增產作業。缺點是可能造成井眼堵塞，嚴重時甚至造成部分井段報廢；生產可控性差；修井作業難等[2]。

二、篩孔/割縫襯管完井技術

篩孔/割縫襯管是將割縫襯管懸掛在技術套管上，依靠懸掛封隔器封隔管外的環形空間[3]。許多長半徑、中半徑及短半徑水平井采用該方法。割縫襯管可分為三種類型。第一種是沿襯管軸線銑出不同寬度和長度的割縫；第二種是在管體上鉆不同直徑的孔；第三種是預制礫石充填襯管。其優點為：割縫襯管起著保持油層與井眼間的流體通道作用，使儲層不受污染，并能提供足夠的流通面積，防止儲層坍塌；選擇適當尺寸的割縫和篩孔可以控制部分出砂；在松軟地層可使用繞絲篩管控制出砂，而礫石充填篩管可以有效進行砂控。其缺點是：不可控制生產；廢棄部分生產井段困難；不可進行生產測井。

三、套管外封隔器完井技術

套管外封隔器完井技術是依靠套管外封隔器或水泥封隔水平井段。封隔方法有：使用套管外封隔器，封隔油層的底部和頂部；隔離裂縫；固井注水泥封隔全井段或部分井段；采用密封皮碗或油管封隔局部液流。這種封隔可以在生產中減少產層或層段之間的干擾；減少采油中的含水、含氣量；提高產量；有助于礫石填充、增產和壓裂作業；提高對油藏的評價能力。由于管外封隔器同割縫襯管一道使用在裸眼井中，很難預測其密封效果，只能起到以下作用：在石灰巖裂縫地層中實現層段的隔離；隔絕水層和氣層；達到部分準確的生產測井；完成部分選擇性的增產作業。

四、襯管注水泥固井射孔完井技術

襯管注水泥固井射孔完井技術是目前國內應用最為普遍的完井技術。這種完井技術能可以對水平井進行分段增產及注水作業，是一種非常實用的完水平井井技術[4]。這種技術的優點是可以在任何油層有效地完成封隔，可以達到準確的生產測井，能夠完成選擇性的增產作業或選擇性生產。其缺點是水平井襯管固井和射孔費用高，目前固井質量難以保證。

五、壓裂技術

依據安全施工的要求及壓裂完井效果評價，對裸眼完井、篩孔/割縫襯管完井、襯管注水泥固井射孔完井等各種技術進行分析，得出了雙封隔器單卡壓裂技術及套管外分流壓裂技術。

1.雙封隔器單卡壓裂技術

雙封隔器單卡壓裂技術的優點是提高多段壓裂的針對性，在水平井方面解決了水力錨在水平狀態下工作和有效咬合及工具順利通過彎曲段等問題。這項技術的關鍵在于可以防止壓后砂卡管柱，利用導壓噴砂封隔器的節流壓差坐封壓裂管柱，采取上提方式，一趟管柱完成各層段的壓裂。

2.套管外分流壓裂技術

該技術施工的基礎需要制定合理的射孔方案，技術關鍵是準確判斷壓開的裂縫數目、轉向分流及炮眼的有效封堵。其優勢在于采用下入分流壓裂管柱，與預先下井的套管短節相配合，在低密度布孔的條件下，利用限流壓裂原理進行大排量施工，利用吸液炮眼產生的摩阻，大幅度提高井底壓力，迫使壓裂液分流，達到一次施工同時壓開多個層段的目的。

結語

通過闡述水平井平衡采油的5種工藝技術及這些技術的優缺點，并分析它們的適用油藏條件，說明在選擇合適的完井技術之前，要充分考慮油藏地質類型、鉆井方式及增產措施等問題，水平井平衡采油工藝技術在應用上要做到因地制宜。

[1]萬仁溥.水平井開采技術[M]．北京：石油工業出版社,1995：116-120.

[2]周全興.現代水平井采油技術[M].天津:天津大學出版社,1997:98-102.

[3]張毅.采油工藝技術新進展[M].北京:中國石化出版社,2005:215-220.

[4]熊友明,潘迎德.各種射孔系列完井方式下水平井產能預測研究[J].西南石油學院學報,1996,18(2):56-62.