朱立國(guó)，王秀平，黃曉東，張磊，陳維余，孫亮，吳清輝，劉鳳霞

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津300452；2.中海石油天津分公司，天津300461）

渤海油田篩管完井水平井分段堵水室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究

朱立國(guó)1，王秀平1，黃曉東2，張磊1，陳維余1，孫亮1，吳清輝1，劉鳳霞1

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津300452；2.中海石油天津分公司，天津300461）

針對(duì)渤海油田篩管完井水平井機(jī)械分段堵水困難的實(shí)際問(wèn)題，圍繞CFD11-1油田，開(kāi)展了CESP管外化學(xué)封隔器、高強(qiáng)度化學(xué)堵劑及分段堵水實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明，“CESP+化學(xué)堵劑”組合堵水能夠?qū)崿F(xiàn)堵劑的定位注入，為海上油田篩管完井水平井分段堵水提供了技術(shù)支撐。

水平井；分段堵水；CECP；化學(xué)堵劑

隨著水平井鉆井及配套技術(shù)的不斷完善，水平井已經(jīng)成為渤海油田開(kāi)發(fā)的重要方式，然而，由于儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、油水粘度比大、邊底水能量足等因素，水平井投產(chǎn)后，出現(xiàn)了含水上升快、產(chǎn)量遞減快等問(wèn)題［1～3］，水平井堵水已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)的研究熱點(diǎn)。目前針對(duì)常規(guī)油井，已形成化學(xué)堵水、機(jī)械卡水以及中心管控水等多種技術(shù)［4］，但針對(duì)篩管完井水平井，由于篩管與井壁之間有環(huán)空，常規(guī)機(jī)械方法難以進(jìn)行有效封隔，注入堵劑會(huì)在環(huán)空中發(fā)生橫向流動(dòng)，導(dǎo)致水平井分段堵水效果不理想［5］。

本文圍繞CFD11-1油田水平井高含水問(wèn)題，開(kāi)展了水平井CESP管外化學(xué)封隔器、高強(qiáng)度化學(xué)堵劑及分段堵水實(shí)驗(yàn)研究，旨在形成一套適合篩管完井水平井分段堵水技術(shù)，為渤海油田水平井穩(wěn)油控水提供技術(shù)支撐。

1　CFD11-1油田基本情況

CFD11-1油田位于渤海西部海域，采用篩管完井水平井開(kāi)發(fā)，油層主要發(fā)育于明化鎮(zhèn)組和館陶組，儲(chǔ)層埋藏淺，巖性較疏松，滲透率100×10-3μm2～5 000×10-3μm2，孔隙度28%～36%，具高孔高滲特征。目前油田平均綜合含水90.1%，動(dòng)用采出程度10.1%。

2　室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究

2.1CESP管外封隔

采用CESP注入模型（見(jiàn)圖1）進(jìn)行管外封隔性能研究。模型主要包括：外部透明玻璃管（長(zhǎng)度1.5 m），內(nèi)徑0.216 m，模擬裸眼尺寸；內(nèi)部割縫管，內(nèi)徑0.140 m，模擬篩管；注入樹(shù)脂管，內(nèi)徑0.073 m，模擬油管，并開(kāi)孔；“O”圈（分布于開(kāi)孔前后），模擬擴(kuò)張式封隔器。

圖1　CESP環(huán)空封隔實(shí)驗(yàn)示意圖

將CESP從樹(shù)脂管注入模型環(huán)空（針型閥均處于關(guān)閉狀態(tài)），關(guān)閉樹(shù)脂管進(jìn)口閥門，靜置4 h后，打開(kāi)針型閥1，進(jìn)行注水，同時(shí)打開(kāi)型閥2，觀察CESP段塞（注入段塞長(zhǎng)度0.5 m）前后壓力變化，段塞移動(dòng)瞬間前后的壓力差即為CESP段塞在水平方向所能承受的最大壓差。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在實(shí)驗(yàn)條件下，0.5 m長(zhǎng)CESP在水平方向所能承受的最大壓差為0.41 MPa，即：每米CESP段塞水平抗壓強(qiáng)度為0.82 MPa。以現(xiàn)場(chǎng)按30 m的段塞為例，能夠抗壓24.6 MPa，滿足現(xiàn)場(chǎng)分段堵水要求。

2.2凝膠堵劑性能

針對(duì)CFD11-1油田，研究出兩種凝膠堵劑配方。

配方1：0.5%KYPAM-6+0.08%JLJ-1A+0.30% JLJ-1B+0.002%TJ-01。

配方2：0.6%KYPAM-6+0.12%JLJ-1A+0.40% JLJ-1B+0.002%TJ-01。

其中，配方1作為主體段塞，配方2作為封口段塞。兩種堵劑基本性能如下：

（1）成膠性能：采用CFD11-1油田水，按凝膠配方配制交聯(lián)聚合物溶液，置于65℃（地層溫度）條件下，觀察不同時(shí)間下的成膠狀況，評(píng)價(jià)兩種配方的成膠性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)圖2）。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，配方1成膠時(shí)間30 h，成膠強(qiáng)度98 225 mPa·s；配方2成膠時(shí)間20 h，成膠強(qiáng)度179 229 mPa·s，滿足現(xiàn)場(chǎng)堵水技術(shù)需求。

（2）長(zhǎng)期穩(wěn)定性能：將成膠后的凝膠體系，繼續(xù)置于65℃條件下長(zhǎng)期放置。分別于1 d、5 d、10 d、20 d、30 d、60 d、90 d、120 d、150 d、180 d，觀察測(cè)定膠體強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)圖3）。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，放置180 d后，配方1粘度保持率67.1%，配方2粘度保持率69.3%。兩種凝膠配方均具有良好的熱穩(wěn)定性。

2.3分段封堵性能

在CESP管外封隔試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷幕A(chǔ)上，按照“2.1 CESP管外封隔”方法，先將CESP注入環(huán)空，固化后，從壓力表3、壓力表4處分別連接兩個(gè)填砂巖心管（見(jiàn)圖4，巖心：30 mm×500 mm），從針型閥1處以2 mL/min的速度向模型注入0.3 PV（PV是指巖心管1的孔隙體積）交聯(lián)聚合物溶液后，將兩填砂巖心管取下，置于65℃條件下放置48 h，測(cè)定、對(duì)比凝膠堵劑注入前后兩填砂管水相滲透率變化情況。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果（見(jiàn)表1）。

圖2　凝膠成膠時(shí)間與成膠強(qiáng)度

圖3　凝膠穩(wěn)定性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖4　分段封堵實(shí)驗(yàn)示意圖

表1　分段封堵實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

物模巖心實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩種凝膠配方對(duì)1#巖心管封堵率分別為86.29%、94.47%，說(shuō)明兩凝膠堵劑具有良好的封堵性能，同時(shí)，兩種配方堵劑對(duì)2#巖心管均無(wú)明顯封堵效果，說(shuō)明CESP對(duì)篩管外環(huán)空起到了較好封隔效果。

3　結(jié)論

（1）CESP在篩管外環(huán)空固化后水平方向抗壓強(qiáng)度為0.82 MPa/m，能夠?qū)λ骄?）針對(duì)CFD油田，研究形成的凝膠堵劑具有良好的封堵率及熱穩(wěn)定性，能夠?qū)δ繕?biāo)油田的出水部位進(jìn)行有效封堵。

進(jìn)行有效分段，為后續(xù)堵劑注入目標(biāo)部位提供保障。

（3）室內(nèi)研究表明，“CESP+化學(xué)堵劑”組合堵水能夠?qū)崿F(xiàn)篩管完井水平井分段堵水，為渤海油田水平井穩(wěn)油控水提供技術(shù)支撐。

［1］范子菲，傅秀娟，方宏光.底水驅(qū)動(dòng)油藏水平井見(jiàn)水以后含水率變化規(guī)律研究［J］.中國(guó)海上油氣（地質(zhì)），1995，9（3）：213-220.

［2］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.

［3］楊振杰，劉建全，謝斌，等.XAN-SP篩管水平井環(huán)空化學(xué)封隔器研究［J］.石油鉆采工藝，2012，34（1）：117-121.

［4］張舒琴，李海濤，韓岐清，等.中心管采油設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2010，32（2）：62-64.

［5］李宜坤，胡頻，馮積累，等.水平井堵水的背景、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)（江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2005，27（3）：757-760.

The experimental study of single location WSO of screen completed horizontal wells in Bohai oilfield

ZHU Liguo1，WANG Xiuping1，HUANG Xiaodong2，ZHANG Lei1，CHEN Weiyu1，SUN Liang1，WU Qinghui1，LIU Fengxia1
（1.CNOOC Enertech-Drilling&Production Co.，Tianjin 300452，China；2.CNOOC Tianjin Branch Company，Tianjin 300461，China）

Due to the difficulty for packer to carry out single location WSO of screen completed horizontal wells in bohai oilfield.CESP，high strength chemical plugging agent and single location WSO experiment is researched to fit for CFD11-1 oilfield.The results show that plugging agents can be injected into the target location by the combination WSO of"CESP+ chemical plugging agent"，it will provide single location WSO technique of screen completed horizontal well in Bohai oilfield.

horizontal well；single location WSO；CECP；chemical plugging agent

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.03.010

TE358.3

A

1673-5285（2015）03-0041-04

2015－01-19

2015－02-25

朱立國(guó)，男（1981-），工程師，2007年畢業(yè)于西北大學(xué)，現(xiàn)主要從事調(diào)剖堵水、三次采油等研究工作，郵箱：zhulg@cnooc.com.cn。