薛秀敏,蔡維國,吳義飛,董 潔,孫 凡

(1.中國石油大港油田采油工藝研究院,天津300280;2.中國石油大港油田采油三廠)

水平井采油技術(shù)在底水油藏中的研究與應(yīng)用

薛秀敏1,蔡維國1,吳義飛2,董 潔1,孫 凡1

(1.中國石油大港油田采油工藝研究院,天津300280;2.中國石油大港油田采油三廠)

針對(duì)大港灘海油田埕海一區(qū)莊海8館陶油組底水油藏含水上升快、無水采油期短的問題,開展了水平井底水油藏控水完井方法的調(diào)研,在此基礎(chǔ)上,通過對(duì)莊海8館陶油組實(shí)際地質(zhì)情況的分析,綜合考慮防砂及控底水兩方面因素,確定了該區(qū)采用篩管+中心管的完井方式,并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用,取得了初步效果。該工藝的應(yīng)用使水平井底水油藏完井方法有了新突破,為該區(qū)后期油井的完井方式提供了借鑒。

分段采油;底水油藏;水平井;大港灘海油田

大港灘海油田是近年來產(chǎn)能建設(shè)的重要區(qū)塊,由于地面條件的特殊性以及高產(chǎn)能的要求,井型一般為水平井,部分區(qū)塊為底水疏松砂巖油藏,對(duì)于底水砂巖油藏水平井開發(fā)如何延長(zhǎng)其無水采油期、延長(zhǎng)底水突破時(shí)間,對(duì)提高油藏最終采收率尤為重要[1]。本文以灘海油田莊海8區(qū)塊館陶組油藏為例,利用軟件對(duì)水平井各種完井方式進(jìn)行優(yōu)化研究,并通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以探索底水油藏水平井的合理采油方式。

1 概況及存在問題

莊海8館陶油組屬于大港灘海油田埕海一區(qū),埋深為1240～1268m,以正向斷層控制的構(gòu)造油藏為主,不同斷塊油水界面不同;油層膠結(jié)疏松,易出砂;平均孔隙度 30.0%,滲透率 731.5×10-3μm2,屬于高孔、高滲儲(chǔ)層,正常的溫度壓力系統(tǒng)。根據(jù)前期方案研究,為解決出砂問題采用裸眼礫石充填完井。

根據(jù)2007年投產(chǎn)的三口井生產(chǎn)情況及數(shù)據(jù),為防止出砂而進(jìn)行的裸眼礫石充填完井,主要存在以下問題。

(1)無水采油期短。莊海8Ng-H1井沒有無水采油期,莊海8Ng-H2井的無水采油期僅為15天,莊海8Ng-H3井的無水采油期為16天。

(2)含水上升速度快,產(chǎn)量遞減快。其中莊海8Ng-H1井生產(chǎn)25天,含水即上升63%,莊海8Ng-H2井生產(chǎn)90天含水上升為61%,莊海8Ng-H3井生產(chǎn)80天左右含水即上升62%,生產(chǎn)三個(gè)月左右三口井全部達(dá)到高含水,同時(shí)產(chǎn)油量急劇下降。

2 采油方式及相關(guān)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 采油方式優(yōu)化研究

針對(duì)館陶油組疏松砂巖底水油藏水平井,采油方式的優(yōu)化研究要考慮兩方面的因素:一是控制底水,二是防砂。

(1)控制底水。該油組目前最突出的矛盾是底水上升過快,解決這一問題的關(guān)鍵是要實(shí)現(xiàn)水平段均衡采油[2-3]。針對(duì)館陶油組部署的水平井的實(shí)際情況,水平段較長(zhǎng),平均600m以上,確定應(yīng)用分段采油技術(shù),同時(shí)為了更好地平衡產(chǎn)液剖面,配套中心管技術(shù)。

(2)防砂。館陶油組儲(chǔ)層膠結(jié)疏松,易出砂,前期投產(chǎn)井應(yīng)用裸眼礫石充填完井,防砂效果良好。由于同時(shí)要考慮控制底水上升問題,因此應(yīng)用軟件對(duì)可以應(yīng)用的完井方式進(jìn)行了分析研究。對(duì)裸眼礫石充填防砂工藝、篩管+射孔的完井防砂以及篩管三種完井方式的產(chǎn)液剖面均勻程度以及突破時(shí)間進(jìn)行了對(duì)比分析,見圖1。

由圖1可見:篩管完井產(chǎn)量為721.5m3/d,裸眼礫石充填完井方式為347m3/d、射孔為309m3/d;射孔流量剖面更均一,突破后水脊剖面將會(huì)整體上移,波及范圍和采收率高。

圖1 篩管、裸眼礫石、優(yōu)化射孔產(chǎn)液剖面

從圖2可以看出:三種完井方式都在在避水高度最低點(diǎn)首先突破;突破時(shí)間:篩管完井11天、裸眼礫石充填24天、優(yōu)化射孔42天。

圖2 篩管、裸眼礫石、優(yōu)化射孔底水突破時(shí)間

所以,從以上兩方面分析來看,優(yōu)化射孔完井與裸眼礫石充填以及篩管相比,無水采油期稍長(zhǎng),但延緩底水突破時(shí)間能力有限;優(yōu)化射孔完井產(chǎn)液剖面明顯優(yōu)于裸眼礫石充填以及篩管完井,有利于底水沿整個(gè)水平井段均勻推進(jìn),對(duì)提高波及范圍和采收率十分有利。

僅僅就控水方面來看,優(yōu)化射孔要優(yōu)于裸眼礫石充填以及篩管完井。考慮實(shí)現(xiàn)分段問題,裸眼礫石充填完井無法實(shí)現(xiàn)分段;射孔+篩管能夠?qū)崿F(xiàn)分段,但是施工復(fù)雜;篩管易于實(shí)現(xiàn)分段,工藝簡(jiǎn)單,并且投資成本較低。就是否容易分段以及投資兩方面考慮,篩管完井要優(yōu)于裸眼礫石充填以及篩管+射孔的完井方式。莊海8Ng油組地層砂粒徑均勻,可以應(yīng)用篩管進(jìn)行防砂。因此綜合分析研究,確定采油方式為:篩管完井,利用封隔器實(shí)現(xiàn)分段,同時(shí)結(jié)合中心管技術(shù)。

2.2 中心管參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

以莊海8Ng-H8井為例,該井油層中深:斜深3640m,垂深 1271m,最大井斜 93.27°,最大狗腿度6.18°,水平段長(zhǎng)599m,通過整個(gè)水平段的巖性分析,確定分三段進(jìn)行開采,首先開采最末端,應(yīng)用軟件對(duì)中心管參數(shù)進(jìn)行了確定。

在充分考慮了避水高度、鉆井污染等因素下,得到的流量剖面和各段突破時(shí)間表明末端流量高,較容易先見水,因此投產(chǎn)該油藏時(shí)的中心管結(jié)構(gòu)為前段預(yù)孔管,后端為盲管的組合結(jié)構(gòu)。

確定中心管結(jié)構(gòu)以后,對(duì)中心管長(zhǎng)度以及管徑進(jìn)行優(yōu)選,模擬了五種長(zhǎng)度以及四種管徑總共20種方案,見圖3～圖7。各種指標(biāo)隨中心管內(nèi)徑及結(jié)構(gòu)的敏感性分析如下。

圖3 流量均勻系數(shù)變化曲線

圖4 產(chǎn)量變化曲線

圖5 突破時(shí)間均勻度變化曲線

圖6 突破時(shí)間變化曲線

圖7 無水累積采油量變化曲線

由于投產(chǎn)油藏各點(diǎn)的避水高度不同,特別是趾端比較低,而趾端產(chǎn)液量最大[4-5],趾端見水時(shí)間高于井筒其它各段,趾端加入中心管可有效阻止底水從該段突進(jìn),根據(jù)圖6及圖7分析,突破時(shí)間以及無水累積產(chǎn)油量在中心管管徑內(nèi)徑62mm時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn),大于62mm無水累積產(chǎn)油量及突破時(shí)間隨管徑增加而降低,因此確定中心管內(nèi)徑為62mm。

根據(jù)圖3可以看出,中心管管徑一定時(shí),流量均勻系數(shù)隨中心管長(zhǎng)度增加而增加;圖4表明產(chǎn)量隨長(zhǎng)度增加而下降;圖5及6表明突破時(shí)間均勻度隨長(zhǎng)度增加而減小,但突破時(shí)間隨長(zhǎng)度增加越來越大;圖7表明無水累積采油量隨長(zhǎng)度先增加后減小。綜合以上分析,末端處的盲管加得越長(zhǎng),產(chǎn)量損失會(huì)越大,而突破時(shí)間增加不了多少,因此為使無水累積采油量最大,推薦趾端盲管長(zhǎng)度80m。

綜合上面分析,推薦莊海8Ng-H8井只投產(chǎn)末端段的中心管方案為:中心管結(jié)構(gòu)前段預(yù)孔管,尾部盲管;預(yù)孔管長(zhǎng)度130m;末端盲管長(zhǎng)度80m;中心管內(nèi)徑62mm,外徑73mm。利用兩組封隔器實(shí)現(xiàn)分段開采,上提中心管即可實(shí)現(xiàn)逐段上返開采。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果分析

目前在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施了一口井,6mm油嘴生產(chǎn),日產(chǎn)液80m3、日產(chǎn)油30t,油壓 1.4MPa,套壓 0;截止目前,該井產(chǎn)油 26.57t/d,產(chǎn)液 51.1t/d,含水48%,無水采油期為51d,與該油組前期投產(chǎn)的三口井對(duì)比,延長(zhǎng)了40d左右,且目前含水上升較緩慢。目前含水條件下的累產(chǎn)油為9517t(見圖8和圖9),分段采油技術(shù)的應(yīng)用取得了良好效果。

圖8 含水上升變化

圖9 不同含水情況下的累產(chǎn)油

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

(1)對(duì)于底水油藏水平井,結(jié)合地質(zhì)與油藏特征進(jìn)行采油方式的優(yōu)化研究,對(duì)延緩底水錐進(jìn)具有一定的效果;分段平衡采油技術(shù)是適合底水油藏水平井的,可以延緩底水上升時(shí)間,延長(zhǎng)無水采油期。

(2)根據(jù)單井實(shí)際情況,做好完井參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)底水油藏水平井的開發(fā)效果是至關(guān)重要的。

(3)分段平衡采油技術(shù)首次在大港灘海油田應(yīng)用,對(duì)延緩底水錐進(jìn)具有一定的效果,同時(shí)為其他底水油藏開發(fā)提供了借鑒與指導(dǎo)。

[1] 陳偉.水平井平衡采油工藝技術(shù)[J].斷塊油氣田,2008,(3):15-17.

[2] 周全興.現(xiàn)代水平井采油技術(shù)[M].天津:天津大學(xué)出版社,1997:98-102.

[3] 喻高明,凌建軍,蔣明煊.砂巖底水油藏底水錐進(jìn)影響因素研究[J].江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào),1996,18(3):59-62.

[4] 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),2004,25(6):73-77.

[5] 宋顯民,張立民,孫成林,等.水平井采油配套技術(shù)研究與應(yīng)用[J].石油鉆采工藝,2007,29(2):111-114.

編輯:李金華

TE341

A

2010-08-20

薛秀敏,工程師,1978年生,2005年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(北京)油氣田開發(fā)專業(yè),獲碩士學(xué)位,現(xiàn)從事采油工藝相關(guān)工作。

1673-8217(2011)01-0108-03