稠油水平井分段防砂分段注汽技術研究及應用

趙文勛

摘 要：目前稠油水平井開發大部分采用篩網式濾砂管完井、底部全井段礫石充填防砂、全井段多點均勻注汽工藝。為解決無法根據地層的物性參數實施有針對性治理的難題，研制了水平井分段防砂、分段注汽技術。其原理是一趟管柱實現分段充填，實現全井段均勻改造，同時利用密封件將各層段間完全隔離，可實現水平段封隔、分段均勻注汽或某一段單獨注汽吞吐。該工藝可實現精確防砂，避免壓開水層或水淹層；各層獨立作業，降低施工風險，開采后期可分段注采、分段測調、分段控水。生產實踐表明，該技術實現了長井段水平井均勻改造、分段均勻吸汽，使水平井得到均衡動用，對實現水平井精細開發提供了新的技術思路。

關鍵詞：稠油；水平井；分段防砂、分段注汽；均勻動用

1、研究的目的和意義

濱南采油廠稠油油藏目前投產水平井288口，主要采用篩網式濾砂管完井、底部全井段礫石充填防砂、全井段多點均勻注汽工藝。其中水平段較長井在防砂注汽過程中，不能控制充填礫石在水平段的分布情況，導致吸汽剖面不均勻的現象，影響了水平井的開發效果。為有效提高長井段水平井的動用程度，2012年在單2塊西區油藏評價井單2-平5井，進行了分段充填改造防砂試驗。由于當時沒有成熟的一趟管柱分段充填工藝，采用了最為直接的分段充填方式，即將套管分三段進行射孔、分三段光油管地層充填，最后對全井段懸掛濾砂管防砂的方式。該井目前已生產3個周生產，累計產油5294噸，取得了較好的投產效果。但存在以下兩方面的問題：一是作業占井時間長：占井時間長（20天）、作業費用高（40萬）、施工工序復雜；二是適用范圍?。涸摴に囍贿m合于套管完井水平井，局限性大。需要針對簡易可行的分段防砂、分段注汽技術進行研究。

2、分段防砂、分段注汽管柱設計及優化

水平井分段防砂、分段注汽管柱設計思路主要包括以下幾個方面：借鑒水平井分段壓裂技術，利用一趟管柱，實現由下至上依次擠壓充填施工；充填滑套由服務管柱上的專用開關實施開啟和關閉動作；服務管柱設計定位裝置，給施工操作定位提供信號；層間密封采用服務管柱與留井密封筒配合密封；利用留井密封筒，實施分段均勻注汽。

2.1分段充填管柱結構及主要部件設計

（1）外管柱結構優化設計

外管柱為實現裸眼分段完井；預置留井滑套，提供加砂通道；預置留井密封筒、定位節箍，實現與服務管柱配合密封、定位等功能。設計為由固井管外封隔器總成、充填滑套總成、定位接箍、篩管、絲堵等組成，其中充填滑套總成由密封筒+滑套+密封筒組成。該管柱設計主要包括以下幾個優點：①裸眼充填滑套技術，兩級關閉防止回吐砂；②可驗滑套技術，確?；钻P閉；③大通徑：留井管柱通徑大，便于后期處理.

（2）內管柱結構優化設計

內管柱設計主要由換向工具、充填管、隔液管、充填工具、定位工具、單向開關、雙向開關、隔離密封裝置等組成。實現了管柱定位、對充填滑套的開啟和關閉、層間隔離、實施每一層單獨擠壓充填施工等功能。該管柱設計主要包括以下幾個優點：①水平井精準定、測位；②隔液管與換向工具配合使用，反洗液體走隔液管與充填管的夾壁，防止地層漏失，導致洗井不徹底；③各層獨立作業，避免層間干擾；④雙開關設計，可實現滑套二次關閉。

（3）高壓隔離密封設計

高壓隔離密封主要采用服務管柱密封件與留井密封筒配合密封。密封部件采用金屬硫化密封，從而提高密封件的耐磨性能，同時優選耐高溫高壓密封材料，滿足注汽時320度的高溫需求。進入現場實施前，采用水平方向拖動磨損后密封件耐壓實驗，驗證密封件性能，確保高壓隔離密封滿足施工要求。通過對幾種常用橡膠及復合材料進行耐高溫實驗后的外觀、硬度等進行比較，篩選出全氟橡膠+柔性石墨復合材料作為密封件材質。

2.2分段注汽優化設計

利用管外封隔器、留井密封筒，下入配合密封桿，實現各層段分隔注汽。分段注汽參數設計為：

3 應用實例

通過前期充分準備，在單2平8進行了分段防砂、分段注汽現場實驗。根據測井解釋結果，將單2平8井分為兩段完井，將隔離封隔器下在井徑規則、地層物性相對較差、鉆時較慢層段，確保密封井眼環空；充填滑套下在每段油層頂部。

根據設計結果進行了現場實施。1349.8m-1415.38m段：排量：2m3/min；壓力：15.5-11.5MPa；砂量：24m3（設計22m3）；砂比：10-42%。1427.12m-1516.04m段：排量：2m3/min；壓力：15-10MPa；砂量：40m3 （設計38m3）；砂比：10-40%。

該井第一周期含水上升較快，生產45天后，日產47.4/4.5/90.6%，含水上升到90.6%，后期一直高含水生產。周期生產97天，累采油554噸，累采水2627噸，油汽比0.19。通過測試分析認為下部油層段出水，第二周采取了封下段，注、采上段措施。開井后峰值液量73.7t/d，峰值日油13.5t/d，累計生產262天，累油2291t，累增油2040t，平均日增油7.8t/d。措施后含水穩步下降，措施效果顯著。

4 結 論

（1）該技術可實現長井段水平井均勻改造。實現精確防砂，避免壓開水層或水淹層。

（2）利用密封服務管柱，管外裸眼封隔器、管內密封筒，可實現任意一段注汽、采油，為后期實現分段注采提供了井筒條件。

（3）根據測井解釋資料，利用生產密封與留井密封筒配合密封，下入后期分采管柱實現分段控水采油。通過控制生產滑套開啟程度，人為增加高含水層流動壓差。

（4）配合分段注汽管柱，更容易實現分段均勻注汽。通過均勻注汽模擬計算，下入相應配注器，可實現均勻注汽，達到長井段水平井均勻動用的目的。

（5）利用測試及動態分析資料，通過實施注汽井分段注汽、生產井分段采油，可進行水平井蒸汽驅平面調整，實現水平井均勻汽驅。

（6）底水稠油油藏水平井見水后，利用管外封隔器、隔層的隔離作用，更有利于層間卡、堵水措施的實施。

參考文獻：

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