單彥魁

（中海油深圳分公司深水工程技術(shù)中心，廣東深圳518067）

南海東部海域基本都屬于砂巖油田，縱向上層狀邊水油藏和底水油藏交互存在，具有儲集層物性好、海相砂巖連通性好、水體能量充足的特點(diǎn)，單井產(chǎn)液量高（可達(dá)2800m3/d），強(qiáng)水驅(qū)、高液量開采使得油井含水普遍上升快。底水油藏?zé)o水采油期短，見水后含水比較快，低—中含水期比較短，高含水期累計產(chǎn)油量大，高含水期為油藏最主要的生產(chǎn)時期，如XJ23-1油田開發(fā)初期投產(chǎn)的10口開發(fā)井，投產(chǎn)3個月，油田含水上升到70%，投產(chǎn)12個月，含水達(dá)到93%。邊水油藏?zé)o水采油期相對較長，但在開發(fā)中—后期，油藏下部水淹，成為次生底水油藏，控水難度也很大。

南海東部油田主要嘗試了以下幾種控水方式：①分段變密度篩管控水，利用不同的孔密來調(diào)節(jié)不同部位的壓差節(jié)流，其調(diào)節(jié)壓差范圍比較小，效果有限；②中心管控水，通過在篩管內(nèi)插入中心管，平衡水平井段生產(chǎn)壓差，在油井生產(chǎn)初期—中期有一定的控水效果，但生產(chǎn)中—后期使用效果并不明顯；③連續(xù)封隔體控水，用連續(xù)封隔體替代遇液膨脹封隔器，以控制高滲出水段的水沿軸向流動后進(jìn)入井筒，施工工藝較復(fù)雜，效果不明顯；④流入控制閥控水（ICD）。

1 ICD控水完井技術(shù)原理

水平井進(jìn)行生產(chǎn)時會出現(xiàn)產(chǎn)液剖面不均勻的現(xiàn)象，主要是因?yàn)椋焊盒?yīng)，跟端井底流壓低，生產(chǎn)壓差大；儲層非均質(zhì)性影響，高滲帶產(chǎn)液量高，低滲帶產(chǎn)液量低；鉆井軌跡影響，鉆遇泥巖段或者距離邊、底水近[1]。

圖1 水平井中調(diào)節(jié)的油藏壓降曲線示意圖

通過與裸眼封隔器、盲管配合使用，通過ICD在砂面和下部完井管柱之間形成可設(shè)計的附加壓降[2]，提高水平井跟端附加壓降，抑制跟趾效應(yīng)，見圖1。同時，在非均質(zhì)油藏中，提高ICD附加壓降，限制高滲帶產(chǎn)液量；降低ICD附加壓降，不抑制低滲帶的產(chǎn)液量；對于鉆遇的泥巖段采用盲管封隔，使水平井的流入剖面趨于均衡，防止水錐局部突破，油水界面均勻推進(jìn)[3]。ICD根據(jù)結(jié)構(gòu)不同包括以下幾種類型：螺線孔道型[4]、噴嘴型[5]、孔板型[6]和混合型[7-8]，見圖2。螺線孔道型主要是流體通過流道時產(chǎn)生的摩擦阻力實(shí)現(xiàn)附加壓降，噴嘴型和孔板型是通過節(jié)流效應(yīng)產(chǎn)生附加壓降，由于過流面積小，容易被流體中的顆粒堵塞或沖蝕。

2 ICD控水完井設(shè)計方法

圖2 螺線孔道型、噴嘴型、孔板型和混合型ICD示意圖

在非均質(zhì)油藏中建立油藏滲流模型和井筒流動模型，考慮不同孔數(shù)ICD對砂面到井筒流體產(chǎn)生的附加壓力降，通過對井筒進(jìn)行離散化和油藏、井筒耦合模型的建立求解，獲得不同ICD附加壓降下的井筒流入動態(tài)，對比不同情況下的井筒流率，獲得較為優(yōu)化的均衡流量剖面。

在鉆井過程中通過隨鉆測井和測量獲得以下參數(shù)：井眼軌跡、泥質(zhì)含量、含水飽和度、滲透率、孔隙度，見圖3。在實(shí)際ICD孔數(shù)調(diào)節(jié)選擇上需要考慮以下幾點(diǎn)：

（1）構(gòu)造部位與井眼軌跡變化，對于強(qiáng)底水油藏一般采用貼頂鉆進(jìn)，以獲得較高的避水高度，對于構(gòu)造低部位和避水高度較低的井段調(diào)低ICD孔數(shù)，并用管外封隔器進(jìn)行層段封隔，如控水段1，見圖4；

圖3 井眼軌跡、泥質(zhì)含量、含水率、滲透率和孔隙度分布圖

圖4 ICD控水完井設(shè)計圖

（2）跟部效應(yīng)，跟部井底流壓低，生產(chǎn)壓差相對較大，根據(jù)勢的疊加原理跟部流量一般較大，對跟部進(jìn)行適當(dāng)控水，如控水段2；

（3）滲透率及孔隙度影響，對于高滲條帶或者裂縫發(fā)育井段，需要進(jìn)行適當(dāng)控水，如控水段3；

（4）泥質(zhì)含量影響，大段泥巖不僅會對水平井產(chǎn)能有影響，也易水化、縮徑，可能造成防砂管柱下不到位，生產(chǎn)過程中也易垮塌而造成篩管堵塞，在鉆井過程中要盡量避免鉆遇大段泥巖，如果鉆遇泥巖在完井中也要采取相應(yīng)措施，如增加盲管段和管外封隔器對泥巖段進(jìn)行封隔，如盲管段1。

3 ICD控水完井施工及工藝措施

南海東部在ICD控水防砂作業(yè)中出現(xiàn)過ICD控水部分無倒角下放遇阻不能通過尾管掛，控水篩管堵塞導(dǎo)致產(chǎn)液量不足等問題，如果發(fā)生ICD控水篩管被堵塞的情況，擠入酸液或者連續(xù)油管作業(yè)酸洗均不能有效地恢復(fù)產(chǎn)量，為了避免此類情況，主要采取的工藝措施有：

（1）如采用免破膠的完井液體系（含有固相顆粒），要進(jìn)行地層、完井液和ICD控水篩管的匹配性實(shí)驗(yàn)，ICD控水篩管過流面積小，如直接返排可能產(chǎn)生堵塞；

（2）在完鉆后要過振動篩徹底循環(huán)干凈，振動篩篩布目數(shù)應(yīng)大于ICD篩管目數(shù)，并在裸眼段替入新漿；

（3）要用循環(huán)結(jié)束前井筒內(nèi)返出的完井液做篩管通過性實(shí)驗(yàn)（PST）；

（4）ICD篩管下入過程中要嚴(yán)密觀察管柱內(nèi)液面情況，發(fā)現(xiàn)井筒內(nèi)液體不能正常流入管柱內(nèi)的情況要停下來分析原因；

（5）下入沖洗管用弱酸完井液替出免破膠完井液體系，并洗井干凈，同時監(jiān)測井筒漏失情況。

4 ICD控水完井應(yīng)用效果分析

南海東部油田控水完井中分段變密度篩管控水應(yīng)用14口，中心管控水應(yīng)用57口井，ICD完井控水技術(shù)應(yīng)用40口，連續(xù)封隔體控水技術(shù)試驗(yàn)1口井，其中ICD控水應(yīng)用效果最好，是近年控水井中主要采用的完井方式，在同等產(chǎn)液量條件下，可實(shí)現(xiàn)單井增油1.9×104m3。

惠州油田在南海東部率先使用ICD控水完井，通過對比2口油藏物性相似的水平井，發(fā)現(xiàn)使用ICD完井的井初產(chǎn)日產(chǎn)油量高，初產(chǎn)含水率低，開發(fā)后期含水率低，累積產(chǎn)油量高[9]。

西江R3油藏為典型的底水油藏，儲層巖性主要為細(xì)—中粒長石巖屑砂巖和巖屑長石砂巖，儲層膠結(jié)疏松，縱向上夾層分布較少，且底水能量強(qiáng)。該油藏共有5口生產(chǎn)井，其中A03H和A04H井于2008年投產(chǎn)，分別采用篩管完井和中心管完井，A18H井是2009年12月投產(chǎn)，采用ICD控水完井，A18H井位于A03H井的尾端中部，平面距離大約180m。可以明顯看到在初—中期A18H井含水率較低，含水上升率最低，A04H井次之，A03H井最差，見圖5。當(dāng)3口井在達(dá)到相同累積產(chǎn)油量34×104m3時，A18H、A4H和A3H井產(chǎn)水量分別為140×104m3、180.9×104m3和214.6×104m3。

5 結(jié)論及建議

（1）ICD控水設(shè)計要綜合考慮井眼軌跡、泥質(zhì)含量、含水飽和度、滲透率、孔隙度等因素的影響，抑制跟趾效應(yīng)、高滲條帶的影響，以達(dá)到均衡采液的理想目標(biāo)；

圖5 3口不同完井方式井累積產(chǎn)油與含水率對比圖

（2）ICD篩管過流面積小，前期要做好地層、完井液和篩管的匹配性研究，要采取下入沖洗管循環(huán)清洗井筒、做PST實(shí)驗(yàn)等措施避免篩管的堵塞，一旦堵塞可實(shí)現(xiàn)回復(fù)產(chǎn)能的措施較少；

（3）ICD控水篩管完井在強(qiáng)邊底水、高液量的油井開采中可以起到良好的控水采油效果。