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        歡喜嶺油田水平井綜合技術(shù)的應(yīng)用

        2014-10-31 10:43:49孟月月
        環(huán)球市場信息導(dǎo)報 2014年5期
        關(guān)鍵詞:水平井油藏油田

        孟月月

        自1993年開展水平井先導(dǎo)實驗以來,水平井技術(shù)在歡喜嶺采油廠開始應(yīng)用,其中在24個區(qū)塊實施水平井76口,實踐證明水平井技術(shù)在油田開發(fā)中取得了較好的效果。該文主要對歡喜嶺油田水平井技術(shù)的發(fā)展歷程以及水平井配套技術(shù),進(jìn)行綜合研究和總結(jié),并對未來發(fā)展方向進(jìn)行分析。

        歡喜嶺油田引進(jìn)水平井技術(shù)始于上世紀(jì)90年代初,經(jīng)過地質(zhì)設(shè)計人員與鉆井工程人員的共同努力,于1993年完鉆第一口試驗水平井——齊40-平1井,初期日產(chǎn)油達(dá)32t,該井的成功實施,標(biāo)志著歡喜嶺油田水平井技術(shù)從室內(nèi)研究走向現(xiàn)場實施,水平井開發(fā)技術(shù)也在實踐中得到不斷的完善。

        水平井技術(shù)是通過擴(kuò)大油層泄油面積來提高油井產(chǎn)量、提高油田開發(fā)效益的一項開發(fā)技術(shù)。水平井技術(shù)適用于油田開發(fā)的全過程,對開發(fā)初期的區(qū)塊而言,水平井具有產(chǎn)能高、建產(chǎn)能快、回收快的優(yōu)勢;而在區(qū)塊進(jìn)入開發(fā)中、后期,利用水平井泄油面積大、生產(chǎn)壓差小的特點,發(fā)揮水平井能夠抑制含水上升、提高油井產(chǎn)能、提高采收率、節(jié)約鉆井投資等優(yōu)勢,為已開發(fā)油田提供一種經(jīng)濟(jì)有效的挖潛途徑和手段。我國水平井技術(shù)興起于上世紀(jì)80年代,有效應(yīng)用水平井技術(shù),對于推進(jìn)遼河油田的穩(wěn)產(chǎn)具有特別重要的意義。水平井技術(shù)主要應(yīng)用方面有新區(qū)開發(fā)、老區(qū)塊二次開發(fā)及擴(kuò)邊部署、稠油開發(fā)方式轉(zhuǎn)換、稀油水平井挖潛、難采儲量動用等諸多方面,實現(xiàn)了水平井的規(guī)模實施。隨著應(yīng)用規(guī)模的增大、涉及油藏類型的增多和實際經(jīng)驗的積累,水平井設(shè)計的方法、程序以及鉆井、完井和采油等配套技術(shù)得到逐步完善。

        1水平井配套技術(shù)

        區(qū)塊篩選。歡喜嶺油區(qū)油藏類型眾多,但并非所有的區(qū)塊都適宜于鉆水平井, 根據(jù)目前我們水平井技術(shù)水平,結(jié)合歡喜嶺油區(qū)油藏特征及以往成功的經(jīng)驗,認(rèn)為在稠油出砂油藏、垂直裂縫性油氣藏、塊狀底水油藏、低滲透油藏適合鉆水平井,并且必須符合一定的地質(zhì)和油藏條件。

        精細(xì)三維地質(zhì)建模。精細(xì)三維地質(zhì)建模技術(shù)能使所建模型能夠和地質(zhì)認(rèn)識基本吻合,能夠滿足油藏數(shù)值模擬的需要。針對歡喜嶺油田油藏類型比較多、比較復(fù)雜的原因,油藏三維地質(zhì)模型建立的側(cè)重點有所不同:對于復(fù)雜斷塊油藏,重點是搞清構(gòu)造斷裂發(fā)育情況,落實構(gòu)造高點;對于構(gòu)造比較簡單的高滲油藏,重點則是搞清儲層內(nèi)部結(jié)構(gòu)和平面、縱向非均質(zhì)性;對于裂縫性潛山油藏,重點是要搞清裂縫的發(fā)育程度和分布特征,包括裂縫發(fā)育帶、裂縫走向、裂縫傾向、裂縫密度及與斷層和區(qū)域地應(yīng)力的關(guān)系;對于已經(jīng)投入開發(fā)多年的老區(qū)塊,重點是描述剩余油分布,包括水驅(qū)前緣位置的計算、油井見水原因和水淹狀況分析,對底水油藏要定量描述水錐半徑,為水平井軌跡優(yōu)化提供依據(jù)。

        水平井部署及優(yōu)化設(shè)計。該技術(shù)主要解決水平井在油藏中的位置,包括水平井井網(wǎng)的選擇、水平井井距的確定、水平段方位、水平段長度、油層中垂向位置的選擇、井眼軌跡的優(yōu)化以及完井方式的選擇??偟脑瓌t是要使水平段對其控制儲量有較高的動用能力及采收率,要綜合考慮油層厚度、儲層物性、原油性質(zhì)、所控制的經(jīng)濟(jì)合理的地質(zhì)儲量和產(chǎn)能要求等影響因素,優(yōu)化水平段參數(shù)。對于老區(qū)調(diào)整水平井,需要根據(jù)剩余油單元類型和規(guī)模、油水界面變化、油氣藏地質(zhì)動態(tài)變化、儲層物性和非均質(zhì)性、天然能量大小等,確定水平段合理參數(shù)。如果周圍有老井,可以利用老井,建立“虛擬井”模擬水平段方向上的油藏剖面,再確定水平段最佳縱向位置。

        水平井防砂工藝。老區(qū)塊二次開發(fā)首先要面對的就是水平井防砂的難題。早期我們主要運(yùn)用減小縫寬的方法來提高割縫篩管的防砂能力,但是過小的縫寬會降低管體表面的過流面積,而且因為割縫篩管縫隙較小,對結(jié)垢十分敏感,容易被原油中所含的蠟質(zhì)、瀝青等雜物所堵塞。通過運(yùn)用高強(qiáng)度彈性篩管進(jìn)行防砂,它的過流面積是割縫篩管的8-10倍,而且防砂粒徑最小可到0.1mm,具有強(qiáng)度大、滲透性好、防砂粒徑小等特點,基本滿足了水平井防砂的需要。

        水平井注汽工藝。①注汽管柱及隔熱方式:早期水平井注汽真空隔熱管不能下入水平段,致使熱量在曲率段損失較大,注入井底干度較低,不利于水平段吸汽。目前我們將真空隔熱管柱下入到水平段內(nèi),并采用環(huán)空充氮氣的隔熱方式,不僅保證了注入井底的蒸汽干度,而且降低了套管和水泥環(huán)的熱應(yīng)力,防止套管高溫?fù)p壞,最大限度的減少了熱量損失,使更多熱量注入油層,保證了注汽效果。②采用分段注汽:籠統(tǒng)注汽易導(dǎo)致水平段末端吸汽少甚至不吸汽,對水平段進(jìn)行分段注汽,保證水平段均勻吸汽,提高了注汽效果。

        2開發(fā)效果及應(yīng)用前景

        目前,歡喜嶺油田已完鉆并成功投產(chǎn)76口水平井。從開發(fā)效果來看,水平井與同期調(diào)整的直井或周圍直井相比,日產(chǎn)油達(dá)到直井的2-5倍,增加可采儲量為直井的2-3倍。從經(jīng)濟(jì)效益來看,上述水平井累計產(chǎn)油24.9×104t,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。隨著工藝技術(shù)水平的提高和經(jīng)驗的積累,水平井技術(shù)在歡喜嶺油田將會有更廣闊的發(fā)展空間,水平井技術(shù)的應(yīng)用范圍將得到不斷擴(kuò)大。

        3發(fā)展方向

        水平井注水。注水開發(fā)過程中,控制和影響油水運(yùn)動的油砂體特點是多方面的。從微觀孔隙結(jié)構(gòu)、砂粒排列的各向異性、各種原理構(gòu)造型式構(gòu)成的紋層、粒度韻律性以及砂體的幾何形態(tài)等都直接影響各類油砂體層內(nèi)的油水運(yùn)動特點。這些油砂體的地質(zhì)特征,都決定于砂體的沉積成因環(huán)境。一定沉積成因的儲油砂體,必然有一定的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及宏觀幾何形態(tài),進(jìn)而導(dǎo)致儲層物性的非均質(zhì)性及滲透的方向性,因此,從砂體沉積成因分類入手認(rèn)識注水開發(fā)中的水淹特點是必須的。相對于直井,水平注水井由于井底附近基本不存在壓降漏斗,其滲流特點為近似直線流,井底滲濾阻力小,啟動壓力低,吸水能力強(qiáng),注水波及體積大,并可順著河道方向?qū)嵤┳⑺?,因此更適合這一注采原則。

        分支水平井。歡喜嶺油田韻律層發(fā)育,具有多套產(chǎn)層,隨著水平井隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)以及鉆井技術(shù)的進(jìn)步,我們考慮用分支水平井進(jìn)行開發(fā)。從油藏開發(fā)角度來說,分支水平井有利于制定合理的開發(fā)方案,以較低成本有效開發(fā)多產(chǎn)層油藏;從鉆井角度來說分支水平井共享一個井口及上部井段,有利于環(huán)境保護(hù)和降低鉆井成本,減少占用土地;從技術(shù)發(fā)展角度講,分支水平井的成功實施可以為我們將來實施多目標(biāo)水平井提供寶貴經(jīng)驗。

        水平井卡堵水技術(shù)。在已投產(chǎn)的部分水平井中,由于底水錐進(jìn)、邊水侵入而高含水,迫切需要研究適合水平井的卡堵水工藝和配套技術(shù),提高這部分油井的產(chǎn)能。主要研究方向為提高測井精度,準(zhǔn)確判斷出水點,分析出水原因,開展水平井卡堵水工藝管住、配套工具及卡堵水工藝研究。

        低滲油藏水平井的壓裂酸化。利用水平井開發(fā)低滲油藏,具有單井控制瀉油面積大的優(yōu)勢,但是由于鉆井周期長,油層易受到污染,造成滲透率進(jìn)一步下降,需要進(jìn)行壓裂酸化等增產(chǎn)措施。目前我們水平井配套完井工藝及修井作業(yè)技術(shù)不成熟,無法適應(yīng)水平井后期生產(chǎn)需要。建議開展水平井壓裂酸化配套工具與工藝的研究。

        (作者單位:中國石油遼河油田公司鉆采工藝研究院)

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