潘 豪，咼 義，曹硯鋒，黃 輝，張澤昊，邱 浩，宋 陽(yáng)

（1.中海油研究總院有限責(zé)任公司，北京 100028；2.海洋石油高效開發(fā)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100028；3.中海石油（中國(guó)）有限公司深圳分公司，廣東深圳 518067；4.思達(dá)斯易能源技術(shù)（集團(tuán)）有限公司，廣東深圳 518067）

在邊底水油藏開發(fā)過程中，因?yàn)榈貙游镄浴⒕圮壽E和長(zhǎng)水平段等原因，導(dǎo)致底水難以均勻推進(jìn)，一旦水平井生產(chǎn)段局部水淹，其含水率將快速上升，且長(zhǎng)期保持高含水率狀態(tài)生產(chǎn)。近十年來，隨著ICD、AICD 控水推廣應(yīng)用，一定程度上緩解了水平井含水率過快上升的問題[1]。但從原理和實(shí)際應(yīng)用上看：（1）ICD 控水管柱雖然初期能保持沿水平生產(chǎn)段的生產(chǎn)剖面相對(duì)均衡，但隨著邊底水的推進(jìn)，后期并不能阻止高滲段底水流入井筒。（2）雖然AICD 從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上能根據(jù)流體特征（黏度或密度）的變化在中后期自動(dòng)抑水，將高滲段大量的地層水阻擋在井筒外，但由于對(duì)流入井筒的原油的阻力較小，因此，AICD 在初期均衡生產(chǎn)剖面作用有限，容易導(dǎo)致底水快速抵近井筒形成“水淹區(qū)”。

新型復(fù)合型控水裝置C -AICD（Composite autonomous inflow water device）設(shè)計(jì)理念在機(jī)械控水完井領(lǐng)域先進(jìn)，能發(fā)揮ICD 或AICD 的優(yōu)勢(shì)，避免了目前單獨(dú)使用ICD 或AICD 的劣勢(shì)，實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)初期（低含水率時(shí)）均衡生產(chǎn)剖面，中后期（中高含水率時(shí)）根據(jù)流體特征的變化自動(dòng)抑水，以全壽命控水的理念，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)井控水穩(wěn)油。該工具也可與篩管、封隔器及充填工藝相配合，實(shí)現(xiàn)控水和防砂的雙重目的[2-4]。為測(cè)試CAICD 實(shí)際應(yīng)用效果，開展了C-AICD 在海上水平井的首次應(yīng)用試驗(yàn)。

1 C-AICD 在南海底水油藏水平井A 井的應(yīng)用

底水油藏水平井A 井是2020 年4 月部署的一口南海東部的調(diào)整井，開發(fā)層位H1B，該油藏已部署多口水平生產(chǎn)井，這些先期生產(chǎn)井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)顯示：含水率上升速度很快，油井開發(fā)效果并不理想。初期分析認(rèn)為，該油藏有效厚度約7 m，儲(chǔ)層物性好，屬于中-高孔、中-特高滲儲(chǔ)集層，底水能量強(qiáng)，這樣地層條件很容易導(dǎo)致底水在水平井生產(chǎn)段形成局部水淹，導(dǎo)致油井開發(fā)效果差。因此，考慮該井應(yīng)用C-AICD 控水技術(shù)[5-8]。

1.1 鉆前C-AICD 管柱設(shè)計(jì)

在實(shí)鉆前，C-AICD 管柱設(shè)計(jì)主要是初步確定CAICD 篩管長(zhǎng)度、水平段分段數(shù)和C-AICD 類型。H1B油藏垂深約2 047 m，且為正常溫壓系統(tǒng)，具體參數(shù)（見表1、表2）。

表1 油藏基礎(chǔ)參數(shù)和配產(chǎn)

表2 井筒參數(shù)

1.1.1 C-AICD 篩管長(zhǎng)度 A 井設(shè)計(jì)裸眼段長(zhǎng)293 m（2 649～2 942 m），通常C-AICD 控水篩管總長(zhǎng)度與裸眼段長(zhǎng)度一致（單根控水篩管見圖1）。因此，C-AICD篩管長(zhǎng)度也為293 m。

圖1 復(fù)合式控水篩管結(jié)構(gòu)示意

1.1.2 水平段分段數(shù) 水平段的分段數(shù)與沿水平段滲透率各向異性、井眼軌跡和飽和度等分布有關(guān)。鉆前設(shè)計(jì)主要參考沿水平段滲透率的情況來決定分隔水平段的膨脹封隔器的位置。根據(jù)油藏模型中的數(shù)據(jù)，將A井水平段分為3 段。

1.1.3 C-AICD 類型 基于油藏配產(chǎn)指標(biāo)，設(shè)計(jì)各段安裝不同的C-AICD 類型的完井管柱方案，分析不同方案下的附加壓降和累增油量，綜合選擇C-AICD 的類型。數(shù)值模擬軟件計(jì)算結(jié)果（見表3、表4）。

高產(chǎn)液井智能控水一直存在著難題。一方面需要C-AICD 碟片腔體部分（類似AICD）實(shí)現(xiàn)中后期智能堵水，另一方面，C-AICD 碟片腔體部分（類似AICD）在中后期高含水率條件下限制了流入量，難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的較高產(chǎn)液量。因此，需要開展不同C-AICD 的方案比選，在不同目標(biāo)產(chǎn)液量條件下，優(yōu)選累產(chǎn)油量高，CAICD 附加壓降在生產(chǎn)操作范圍內(nèi)的方案。

根據(jù)表3、表4 數(shù)據(jù)推薦C-AICD-8 方案（入口開孔數(shù)為9 孔/根），因?yàn)椋海?）相比C-AICD-6 方案增油效果，兩者相差不大；（2）當(dāng)產(chǎn)液量為2 857 m3/d 或2 380 m3/d 時(shí)，C-AICD 壓降滿足生產(chǎn)要求。

表3 不同方案下的C-AICD 累產(chǎn)量

1.2 鉆后C-AICD 管柱設(shè)計(jì)優(yōu)化

在實(shí)鉆后，根據(jù)A 井水平段實(shí)際長(zhǎng)度和隨鉆測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，以及鉆井軌跡，對(duì)C-AICD 管柱開展優(yōu)化。

1.2.1 C-AICD 篩管長(zhǎng)度 A 井實(shí)際的裸眼段長(zhǎng)315 m（2 632～2 947 m），但部分段鉆井軌跡不理想，距離油水界面太近，考慮使用59 m 盲管封堵，因此，C-AICD篩管長(zhǎng)度為256 m。

1.2.2 水平段分段數(shù) 根據(jù)沿井筒的測(cè)井資料成果和實(shí)際軌跡，調(diào)整水平井分段數(shù)為5。

（1）水平段前段2 632～2 678 m 是相對(duì)高滲透段，需適度壓制。

（2）水平段中段2 745.7～2 803.2 m 為高滲透段，需重點(diǎn)防范。

（3）井筒軌跡與油水界面距離不同，造成的局部易見水。水平段尾段2 870.9～2 947 m 向下傾伏，距離油水界面相對(duì)近，易先見水。

（4）結(jié)合探邊數(shù)據(jù)，中后段下方可能存在油水過渡帶，但該段總體滲透率低，故建議微調(diào)分段長(zhǎng)度。

1.2.3 C-AICD 類型 根據(jù)水平段實(shí)際滲透率情況、油水距離和鉆井軌跡，基于油藏配產(chǎn)指標(biāo)，模擬分析C-AICD-8 型管柱設(shè)計(jì)，微調(diào)了C-AICD-8 的前置開孔數(shù)為3～9 孔/根/段，以促進(jìn)沿水平段流入剖面更加均勻?？厮蟮囊毫髁科拭嫦鄬?duì)于不控水的情況更加均勻。

通過鉆后數(shù)據(jù)，模擬優(yōu)化后的C-AICD 管柱為控水篩管25 根，膨脹封隔器4 個(gè)，具體（見表5）。

表5 A 井鉆后C-AICD 管柱設(shè)計(jì)

2 控水效果后評(píng)估

2.1 本井實(shí)際和預(yù)測(cè)值對(duì)比分析

（1）方法1：相同累產(chǎn)油量下的含水率對(duì)比。在相同累產(chǎn)油條件下（基于截止2020 年10 月統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在2020 年7 月20 日時(shí)，實(shí)際累產(chǎn)油與預(yù)計(jì)累產(chǎn)油相同），實(shí)際含水率低于鉆后預(yù)測(cè)含水率含量13.1%（見圖2）。

圖2 預(yù)測(cè)和實(shí)際的相同累產(chǎn)油量下的含水率對(duì)比

（2）方法2：累產(chǎn)量對(duì)比。自投產(chǎn)至今10 個(gè)月時(shí)間里（2020 年4 月6 日-2021 年2 月6 日），相對(duì)于鉆后預(yù)測(cè)值，實(shí)際累計(jì)增產(chǎn)油0.88×104m3，實(shí)際累計(jì)減少產(chǎn)水量14.9×104m3（見圖3）。

圖3 預(yù)測(cè)和實(shí)際的綜合含水率對(duì)比

2.2 鄰井對(duì)比分析法

試驗(yàn)井A 井特征是：（1）位于背斜翼部低部位；（2）油柱高度低，可動(dòng)用儲(chǔ)量少。根據(jù)同層位井的數(shù)據(jù)可知，最接近A 井地質(zhì)條件的是B 井（采用ICD 控水井），但A 井油柱高度最低，油藏條件更惡劣（見表6）。

表6 鄰井相關(guān)參數(shù)統(tǒng)計(jì)

通過鄰井定性對(duì)比可知：由表6 可知，B 井地質(zhì)條件好于A 井，且采用ICD 控水，但并沒有A 井表現(xiàn)好（B 井因?yàn)橄嗤郛a(chǎn)油下累產(chǎn)水更多），因此，體現(xiàn)了C-AICD 較好的控水作用（見圖4）。通過本井鉆前鉆后對(duì)比法和鄰井對(duì)比法可知：截止目前，A 井體現(xiàn)出較好的控水效果，并比ICD 控水井表現(xiàn)更好。

圖4 累產(chǎn)油和累產(chǎn)水曲線

2.3 開發(fā)效果預(yù)測(cè)

通過Petrol RE 數(shù)值模擬預(yù)測(cè)，C-AICD 比不采取控水措施（篩管完井）條件下延長(zhǎng)了生產(chǎn)時(shí)間，不控水時(shí)（普通篩管完井）累計(jì)產(chǎn)油為492 785 桶，累計(jì)產(chǎn)水為16 270 430 桶。C-AICD 控水條件下的累計(jì)產(chǎn)油為609 496 桶，累計(jì)產(chǎn)水為24 088 006 桶，相比于不控水增油量1.85×104m3。

3 結(jié)論

C-AICD 設(shè)計(jì)理念先進(jìn)，是結(jié)合ICD 和AICD 控水原理經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)而形成的控水工具，可類似實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)早期均衡生產(chǎn)剖面，中后期根據(jù)流體特征的變化自動(dòng)抑水的功能，進(jìn)一步提高單井采收率。

C-AICD 控水技術(shù)首次在海上底水油藏應(yīng)用，基于實(shí)際數(shù)據(jù)分析可知，相對(duì)于預(yù)測(cè)值和周邊鄰井，A 井已經(jīng)表現(xiàn)出控水效果，并比ICD 控水井表現(xiàn)更好，實(shí)際增油量已達(dá)到0.9×104m3，預(yù)計(jì)增油量1.85×104m3。

C-AICD 的試驗(yàn)探索也為其他海上邊底水油藏經(jīng)濟(jì)有效的開發(fā)積累了經(jīng)驗(yàn)。隨著新型控水工具的推廣試驗(yàn)及后續(xù)的優(yōu)化改進(jìn)，將更加有力的支持海上油田高效開發(fā)。