低滲透油田高含水水平井堵水技術的現場試驗

計紅（大慶油田有限責任公司第十采油廠）

隨著油田開發時間的延長，為實現提產增效的目標，近年投產水平井不斷增多。以M低滲透油田為例，目前共有水平井65 口，平均含水率為66.9%，其中31 口水平井綜合含水率達到65.0%以上，占水平井總數的47.7%，油井含水上升直接影響開發效果[1-3]。截至目前，LH 油田曾采用水平井產液剖面測試技術對水平井進行找水測試，利用渦輪流量計和同軸線相位法計算各水平段的產液量和含水率，對主要的出水井段實施封堵，實現降低油井產水量[4]。為使低滲透油田高含水水平井達到控水挖潛的目的，開展了堵水工藝技術現場試驗。

1 堵水技術應用

針對水平井井身結構特點，采取了具備密封可靠、防卡、防竄、可安全解封的水平井堵水工藝，水平井堵水管柱由上工具與下工具兩部分組成（圖1）。針對堵水管柱易卡的問題，研制具有封堵、扶正功能堵水管柱，實現其有效封堵、扶正、逐級解封；針對堵水管柱易竄的問題，研制具有錨定功能堵水管柱，實現其錨定及安全低力解封；針對高含水層位判定不清的問題，試用液壓控制開關輪換生產，實現高含水層精確找水[5]。

1.1 堵水管柱上工具

上工具為Y445-110 mm封隔器，由液壓坐封機構、液壓丟開機構、密封機構、步進鎖定機構、雙向卡瓦組成，如圖2所示。它具有集管柱丟手、錨定、封隔器密封一體化的功能，設有抗阻機構，實現遇阻不坐封、壓縮式膠筒扶正，確保工具密封可靠。

圖1 水平井堵水管柱

圖2 Y445-110 mm封隔器

1.2 堵水管柱下工具

下工具為多級Y341-110 mm平衡分級解封封隔器，由液壓坐封機構、平衡機構、兩段式解封機構組成，如圖3所示。它設有抗阻機構，實現遇阻不坐封、解封剪釘不受力；解封時分為兩段式，可實現逐級低力解封。

圖3 Y341-110 mm封隔器

2 實施找水工藝

水平井找水功能主要通過液壓控制開關實現，它主要由機械和電氣兩大部分組成。其中：機械部分包括工作筒、上接頭、下接頭、開關器等組件；電氣部分包括壓力傳感器、數據存儲器、檢測電路、電動機以及電池等組件，如圖4所示。

圖4 液壓控制開關結構

2.1 液壓控制開關工作原理

該裝置利用電信號和壓力波動信號，通過接收器轉換為數字量送入檢測電路，當檢測電路判斷其信號與自身預設編程碼一致時，便發送控制指令使電動機工作[6]，完成其打開和關閉動作，液壓控制開關技術參數統計如表1所示。

表1 液壓控制開關技術參數統計

開關器自身編碼分為兩部分：層段命令和開關命令，通過不同的壓力與時間組合，對不同層段開關器進行控制，實現各層段堵水目的，圖5為兩級壓電控制開關壓力碼示意圖。

2.2 液壓控制開關使用步驟

下井前預設液壓控制開關壓力碼，隨堵水管柱下入預定位置；各段單獨生產，監測各層產液含水；各段輪換生產時，地面打壓調整。通過對相應層段的產液、含水等數據分析，最終確定堵水方案[7-9]。

圖5 兩級壓電控制開關壓力碼示意圖

3 應用情況與效益

3.1 試驗井概況

選取試驗井1，其有效厚度2.5 m，連通厚度2.5 m，水平段長765 m，水平段垂深763.3 m；水平段共7 段，深度為1 158.0～1 754.0 m，連通5 口水井。

3.1.1 生產情況

井1 投產初期日產液量12.8 t，日產油量3.5 t，含水率72.7%；試驗前日產液量13.3 t，日產油量0.4 t，含水率97.0%，如圖6所示。

圖6 井1生產情況

3.1.2 連通水井情況

連通注水井5 口，平均泵壓15.1 MPa，平均油壓10.8 MPa，日配注75 m3，日實注75 m3，累計注水量2.07×104m3，井1連通水井情況統計見表2。

表2 井1連通水井情況統計

3.1.3 施工方案設計

設計三段輪換堵水，根據各段產量和含水變化，確定堵水層段，實現水平井堵水目的[10-11]，設計管柱示意圖見圖7，井1 層段設計參數統計見表3。

圖7 設計管柱示意圖

表3 井1層段設計參數統計

3.2 現場試驗

2018年6月進入現場施工，下井前預設液壓控制開關輪換找水生產周期，施工后根據各層生產情況判定堵水層位為第二、三層。2018 年11 月，根據開關器編碼打壓封堵第二層，井1液壓控制開關輪換生產情況統計見表4。

表4 井1液壓控制開關輪換生產情況統計

3.3 試驗效果

該井試驗前日產液量13.6 t，日產油量0.6 t，含水率95.6%，試驗后初期日產液量6.4 t，日產油量2.3 t，含水率64.1%。目前日降液9.6 t，降液率達70.6%，日增油1.6 t，增油率為267%，累計降液1 006.4 t，累計增油159 t。按當時原油價2 954.8美元/t計算，增加產油創效46.98萬元；堵水管柱投入費用為15萬元，直接創經濟效益31.98萬元。

4 結論

1）水平井堵水管柱下工具實現了管柱丟手、錨定、封隔器密封功能一體化，它具有密封性能好、坐封阻力小、解封拉力低的特點，滿足了低滲透油田水平井機械堵水對封隔器性能的要求。

2）液壓控制開關能夠通過地面壓力控制，實現各層輪換生產、有效判別高含水層位，滿足了低滲透油田水平井機械堵水找水要求。

3）應用高含水水平井堵水管柱，可解決常規機械堵水工藝無法實現水平井堵水的問題。