水平井綜合調堵技術的研究與應用

秦洪巖

(長江大學 遼寧 盤錦 124010)

(中國石油遼河油田公司 遼寧盤錦 124010)

一、區塊概述

曙一區超稠油油藏截至2011年底，曙光油田投產水平井139口(不含館陶)，主要以稠油、超稠油為主，2011年注汽53.0×104t，年產油16.5×104t，年油汽比為0.31。目前日產液1800t，日產油545t，含水70%。截止2010年底，曙光油田水平井(不含館陶)，累積注汽226.13×104t，累產油65.93×104t，階段油汽比為0.29，采注比為0.93，階段單井日產油為8.0t/d。

以興隆臺油藏為例，目前已投產水平井65口，19口高含水，約占總數29.2%。從超稠油周期生產情況來看，高含水是超稠油生產的另一特征，分析其主要原因是：①油井注汽吞吐過程中，當蒸汽進入油層后，遇冷凝結為高溫水，由于儲層巖石斑狀潤濕或點狀潤的存在，導致凝結水在巖石孔隙中的流動性遇阻，成為束縛水以致部分冷凝水無法采出地面；由于注汽過程中的注汽壓力較高，造成地層破裂，形成微小裂縫，蒸汽進入微裂縫后，在開井回采時，油層壓力下降，微裂縫關閉，使冷凝的熱水無法采出，造成油層積水。杜84興I組水平井水平段動用不均衡，“腳尖”區域動用程度高，地下存水量大，油井高含水的問題突出。2011年底杜84興I組七口水平井，累注汽36.64萬噸，累采油9.86萬噸，累采水28.68萬噸，地下存水量7.95萬方。區域內生產同層位直井地下存水14.06萬噸，合計地下存水22.01萬噸。②水平井廣泛應用于邊底水油藏中，能夠擴大油藏滲流面積，降低井筒周圍壓降，從而延長無水采油期，增大無水采油量。但在水平井開發邊底水油藏過程中，因吞吐輪次增加，油層壓力下降，引起邊底水侵，從而導致油井高含水。既增加了采油成本[1]，也影響區塊整體開發效果。

二、水平井調堵技術作用機理

在稠油直井中，油井調剖和堵水，是一項成熟熱采配套工藝技術、是油藏穩產的有效手段[2，3]，但是稠油水平井和普通直井有本質性的區別，由于水平井特殊的完井方式--篩管完井給分段堵水帶來困難，出水點壓力高，堵劑注入沒有選擇性，使堵劑難以注入目標層段；篩管完井必然導致篩管外竄流，原有水竄通道被封堵后，在同一油層可能形成新的突破點或多個突破點，使堵水措施失效，堵水有效期短。為了抑制底水錐進，油田科技工作者進行了許多有益的嘗試[4]。經過大量室內實驗研究，研發水平井調堵技術。該技術利用化學堵水技術，封堵管外油層水竄通道；采用機械堵水工藝，封堵管內出水井段。并且根據具體井況，進行兩者的組合應用，有效封堵，恢復油井產能。同時配合多功能一體管柱可實現不同油藏的分段調堵，適合較大規模推廣應用。

1.作用機理

(1)管外封堵部分

管外封堵部分主要采用凝膠型堵劑，主要由磺甲基聚丙烯酰胺、油溶性樹脂、橡膠粉、纖維素、有機交聯劑、熱穩定劑及高溫發泡劑組成[7～9]。聚丙烯酰胺和有機交聯劑在一定時間內形成強度較大的凝膠。加入的油溶性樹脂、橡膠粉和纖維素等固相，對地層起到暫堵作用。凝膠溶解液中含有的高溫發泡劑利用蒸汽作為氣相發泡，通過賈敏效應和巖石孔隙中泡沫的膨脹作用，增大了水在孔隙介質中的流動阻力。同時，泡沫液中的表面活性劑具有降粘、助排作用。

為保證堵劑封堵強度，在凝膠中添加樹脂顆粒，提高堵劑的耐溫性及封堵強度，有效封堵水竄通道。并且樹脂顆粒可完全通過0.3mm割縫篩管，而不發生堆集堵塞。

(2)管內封堵部分

設計研究水平井高溫堵水封隔器Y 445，其工作原理是液體經進液孔進入活塞內腔，隨著壓力升高啟動活塞剪斷坐封剪釘，然后液體推動坐封活塞使卡瓦與套管錨定，外密封膠筒與套管內壁封隔，同時步進鎖也行走到位，完成最終鎖定。當壓力繼續增剪斷丟手剪釘與封堵部分分開，實現丟手。需要打撈時，下專用打撈工具抓住打撈頭，解封剪釘被剪斷，上提起出。主要技術特點：設有抗阻機構，遇阻不坐封；丟開時不挺管柱，丟開力小；解封時強制卡瓦復位，解封可靠；打撈工具可退。

為了使堵水工具能安全有效的到達井底封隔位置，必須對工具通過造斜段的安全尺寸進行合理的計算。我們根據井眼軌跡的參數，通過理論計算公式確定出高溫注汽橋塞長度在水平井安全尺寸，確保工具下井安全。針對堵水工具在耐溫性、安全性、穩定性幾個方面要求對高溫注汽橋塞的技術參數進行設計研究，并結合超稠油水平井的井況對水平井堵水管柱合理的設計。

三、現場應用及效果分析

本項目2010年以來共進行現場實施12井次，累計措施增油5976噸，平均單井增油498噸，產水下降了55560噸，平均單井降水4630噸，綜合含水下降22%，有效該善了水平井高含水問題。

1.措施后油井注汽壓力明顯上升

統計實施該措施后12口井數據，從注汽參數上看，注汽壓力平均上升2.3MPa，注汽量每井上升56t。說明該技術起到了封竄調剖的作用.

2.持續生產能力加強

總體來看，措施后的12口井，平均吞吐13輪，平均單井周期產油1010噸，產水2473噸，與上周期同期生產對比，平均單井產油量上升了498噸，產水下降了4329噸，綜合含水下降了22%。油井措施后生產情況好于上周期同期.

[1]宋萬超.高含水期油田開發技術和方法[M].北京:地質出版社，2003:2～4.

[2]萬仁溥,羅英俊.采油技術手冊(堵水技術)[M].北京:石油工業出版社,1991：61～139.