孫龍波，肖 波，劉賢玉，鄧華根，謝茂成

（1.中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江 524057；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)湛江分公司，廣東湛江 524057）

水平井由于具有提高泄油面積、減少鉆井?dāng)?shù)、提高產(chǎn)能等諸多優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于我國海上淺水和深水油田開發(fā)[1-3]。但對于邊/底水油藏而言，水平井在開發(fā)生產(chǎn)過程中油水界面逐年抬升，產(chǎn)液剖面很難均衡，一些不合理的生產(chǎn)制度有時甚至?xí)斐删植克F[4，5]，控水作業(yè)困難，導(dǎo)致油田采收率急劇下降，嚴(yán)重制約了海上油氣田穩(wěn)定高效的開發(fā)，影響了油田生產(chǎn)的綜合效益。

針對海上邊/底水油藏而言，采用合理高效的控水技術(shù)是保障油田穩(wěn)定高產(chǎn)的關(guān)鍵[6]。常用的變密度篩管控水、中心管控水、ICD 篩管控水以及AICD 篩管控水技術(shù)[7-9]都不能在油田生產(chǎn)全過程高效控水，控水能力有限，不能有效解決邊底水油藏控水的突出問題。為了解決該問題，引入C-AICD+輕質(zhì)抑制體智能控水技術(shù)，無需使用封隔器就能實現(xiàn)分段控水，可實現(xiàn)全周期井筒產(chǎn)油最大化，在潿洲A 油田進(jìn)行了現(xiàn)場應(yīng)用，作業(yè)順利，取得滿意的穩(wěn)油控水效果。

1 C-AICD+抑制體智能控水工藝

1.1 工藝原理

傳統(tǒng)的ICD[7]為被動限流裝置，通過增加附加壓降來限制流量，其限流能力是固定的，存在生產(chǎn)后期油井見水后不能自動調(diào)整的缺點；傳統(tǒng)的AICD[8，9]通過流體黏度的變化來調(diào)節(jié)閥門的開度，高黏度流體閥門開啟程度大，低黏度流體開啟閥門開度小，進(jìn)而實現(xiàn)暢水限油的目的，但在生產(chǎn)初期未見水前，限流效果較差，不能平衡油水界面，兩種方法都無法滿足生產(chǎn)全過程控水的要求。C-AICD 作為一種復(fù)合型控水裝置[10，11]（見圖1），充分融合AICD 與ICD 的優(yōu)勢，復(fù)合篩管在生產(chǎn)早期可通過ICD 平衡油水界面，后期通過AICD 抑制高含水層段（見圖2、圖3），可實現(xiàn)“早期限流，后期抑水”的目的。

圖1 復(fù)合控水篩管C-AICD 結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 C-AICD 早期控水示意圖

圖3 C-AICD 后期控水示意圖

傳統(tǒng)的控水方式常常要結(jié)合常規(guī)封隔器，根據(jù)地質(zhì)條件的不同分段控水，而C-AICD+抑制體智能控水技術(shù)通過抑制體充填環(huán)空，實現(xiàn)連續(xù)封隔，防止環(huán)空竄流，細(xì)化控水單元，實現(xiàn)了全井段的精細(xì)調(diào)控；同時抑制體可擠注裂縫，抑制優(yōu)勢通道，防止裂縫水竄，降低局部突進(jìn)。能夠有效杜絕常規(guī)封隔器只能建立有限封隔倉，無法應(yīng)對多段非均質(zhì)地層，封隔倉內(nèi)物性差異大，環(huán)空竄流，不能有效平衡產(chǎn)液剖面等問題。

1.2 管柱組合

C-AICD+抑制體智能控水防砂工藝外管柱（自下而上）為浮鞋+變扣+盲管短節(jié)+MTB82 防液鎖密封筒+C-AICD 控水篩管+盲管+MTC101 密封筒+FS152-101封隔器+服務(wù)工具+鉆桿；內(nèi)管柱結(jié)構(gòu)（自下而上）為定位到密封環(huán)+密封桿+上短節(jié)+無接箍沖管+無接箍沖管短節(jié)。

2 主要工具及材料

2.1 抑制體

抑制體為一種SE-C005 SCOP 聚合物（見圖4，表1），粒徑范圍在212～1 180 μm，清潔無雜質(zhì)，對地層無污染，可用于H2S/CO2環(huán)境，圓度、球度以及堆積滲透率高，具有親油疏水特性，充填到需要控水的井段，能夠有效提高調(diào)流控水精度，實現(xiàn)無限級控水，且無需下入封隔器分段控水，大大減小管柱下入風(fēng)險。在水平段調(diào)流控水篩管與井壁之間的環(huán)空充填聚合物抑制劑，在井筒中產(chǎn)生各向同性的流動阻力，其親油疏水特性，抑制了邊底突進(jìn)并保持較高的原油通過能力，且抑制體強度高，避免了地層擠壓破碎導(dǎo)致滲透率下降。

表1 新型聚合物抑制體性能參數(shù)

圖4 新型聚合物抑制體

2.2 C-AICD 復(fù)合篩管

所使用的C-AICD 復(fù)合篩管直徑為101.6 mm，材質(zhì)為1Cr-L80，濾網(wǎng)材質(zhì)為ss316，扣型為LTC。防砂精度為120 μm，根據(jù)儲層的非均質(zhì)性和控水要求，使用的復(fù)合篩管有2 孔、3 孔、4 孔以及6 孔。其結(jié)構(gòu)分為內(nèi)流控制部分和過濾部分，內(nèi)流控制部分由AICD 和ICD組合而成，能夠?qū)崿F(xiàn)自動控水。

2.3 FS152-101 封隔器

FS152-101 封隔器為管內(nèi)投球式液壓坐封，坐封壓力8.274～15.168 MPa，壓力等級為34.474 MPa，溫度等級為180 ℃。通過投入32 mm 坐封球，利用固井泵送球到位后逐步打壓至坐封壓力，穩(wěn)壓15 min 剪切銷釘，坐封封隔器；關(guān)閉萬能防噴器，環(huán)空加壓，驗封封隔器。

2.4 密封桿

密封桿材質(zhì)為35CrMo，長度為2 850 mm，其接于篩管下端和防砂管柱一起下入井內(nèi)至插入密封筒后，通過管柱的長度以及鎖緊套判斷，驗證密封桿插入密封筒內(nèi)，密封原理為硫化環(huán)密封。

2.5 其他工具

其他工具主要有：浮鞋、磨銑延伸筒、S101A 型充填滑套、K114 型快速接頭、MTB82 防液鎖密封筒、SF73A 型防抽吸閥以及DWA73 型定位工具等。

3 施工步驟

（1）下防砂管柱。下入防砂管柱，下入最后一根101.6 mm NU 盲管，測上提下放懸重，用卡瓦座于井口，在盲管母扣上安裝通孔護(hù)絲，安裝下沖管工作臺，更換吊卡；下入內(nèi)服務(wù)管柱，測沖管上提下放懸重，連接試插入沖管，下放密封桿至底部防液鎖密封筒內(nèi)，下壓2 t 試探到位后，拆甩試插入沖管并根據(jù)井口方入調(diào)配沖管長度，確保插入到位，并連接充填工具總成，打通浮鞋。

（2）正替完井液。下到位后，先用軟管將鉆具內(nèi)灌滿完井液，再接頂驅(qū)上提管柱至中和點坐卡瓦，小排量正循環(huán)完井液打通，循環(huán)正常后，接循環(huán)頭用泥漿泵替入完井液，將整個井筒替成完井液，控制排量不超過0.5 m3/min，洗井壓力不超過3.447 MPa，循環(huán)期間更換長吊環(huán)。記錄排量和壓力，泥漿工程師計算替入量并觀察返出情況，返出干凈完井液后即可停泵。

（3）防砂管線試壓。地面防砂準(zhǔn)備打砂主管線、泥漿泵相關(guān)管線、方井口、返出至沉砂池等管線，設(shè)置防砂泵出口的安全閥壓力為20.684 MPa，防砂泵試運轉(zhuǎn)并用海水清掃干凈防砂管線，然后打入完井液走方井口及打砂主管線通水，觀察返出持續(xù)清潔后對流程試壓；試壓2.068 MPa×5 min，27.579 MPa×15 min，試壓合格后，校正相關(guān)電子傳輸設(shè)備參數(shù)。

（4）坐封封隔器。投32 mm 鋼球等待20 min，泥漿泵泵送坐封球（泵速控制在0.16 m3/min）至鉆桿升壓，起壓后迅速停泵，避免撞擊球座；正打壓3.447 MPa×1 min 穩(wěn)壓；繼續(xù)打壓至8.274 MPa×5 min；繼續(xù)打壓12.411 MPa×5 min；繼續(xù)打壓至17.926 MPa×10 min，泄壓至0；泵送球時，嚴(yán)格控制頂替排量在0.6 m3/min以內(nèi)，避免壓力突升。觀察坐封壓力是否平穩(wěn)，壓力若有波動則加長穩(wěn)壓時間。

（5）驗掛、丟手、驗封。在坐封位置做標(biāo)記“Z”，下壓10 t，過提10 t，管柱不移動則判斷坐掛成功；下放工具懸重至管柱中和點，正轉(zhuǎn)15～20 圈實施機械丟手，上提管柱判斷丟手；上提管柱0.5 m，灌滿環(huán)空后，關(guān)閘板防噴器，環(huán)空加壓3.447 MPa×1 min，繼續(xù)升壓至6.895 MPa×10 min 驗封，穩(wěn)壓合格后緩慢泄壓。

（6）標(biāo)記充填位置，反循環(huán)測試。驗封合格后，繼續(xù)上提工具0.5 m，至負(fù)荷顯示，然后繼續(xù)上提至負(fù)荷下降，下壓10 t 定位，并標(biāo)記充填位置“CT”；從充填位置“CT”上提1.9 m 標(biāo)記反洗位置“FX”，并在反循環(huán)位置，進(jìn)行反循環(huán)測試，排量1、2、3、4 以及5 BPM 下，循環(huán)時間2～3 min，記錄循環(huán)壓力。

（7）充填摩阻及漏失測試，礫石充填作業(yè)。在充填位置進(jìn)行充填通道摩阻測試和漏失，防噴器處于打開狀態(tài)，測試不同排量下的循環(huán)壓力和漏失量；在充填位置，返出經(jīng)高架槽回泥漿池，經(jīng)過對比泵排量和相應(yīng)的返出排量，確定地層的漏失量，根據(jù)循環(huán)測試結(jié)果選擇充填排量；選擇合理充填排量，轉(zhuǎn)入充填作業(yè)。充填過程中泥漿工程師連續(xù)監(jiān)測返出情況，前期返出經(jīng)高架槽回泥漿池計量，專人監(jiān)測返出是否含有抑制體。

（8）反洗井。當(dāng)充填排量降至1 BPM，泵壓達(dá)到7 MPa，停止加抑制體、停泵，地面管線倒成反循環(huán)流程，保持防噴器關(guān)閉，開泵，迅速上提管柱至“FX”，用泥漿池1.03 g/cm3充填液反循環(huán)沖砂（排量1 300 L/min）至出口干凈無抑制體，返出回沉砂池。

（9）上提管柱起出服務(wù)工具，觀察懸重并隨時補充工作液，保持井筒液體高度。

4 技術(shù)關(guān)鍵

（1）采用密度與油層鉆開泥漿相同密度鹽水作為攜砂液體，設(shè)計充填砂選擇抑制體體積密度0.61 g/cm3，設(shè)計砂比4%。

（2）以C-AICD 篩管內(nèi)外壓差為基準(zhǔn)，計算初始充填排量，充填期間控制充填泵壓低于循環(huán)測試允許最大漏失壓力，當(dāng)施工壓力超過該壓力限制時，采取階梯緩慢降排量，保證泵壓低于該臨界值，直至排量降至150 L/min；當(dāng)流量降到150 L/min 時，立即啟動反循環(huán)洗井程序，如果地層漏失嚴(yán)重，循環(huán)測試返回流量小于150 L/min，則考慮堵漏措施。

（3）充填作業(yè)中要保證足夠的充填液供應(yīng)，反循環(huán)期間要將管柱迅速提至反循環(huán)位置，期間要根據(jù)指令導(dǎo)好閥門，隨時觀察壓力及返出情況，各服務(wù)商要保持溝通，密切配合，不得隨意脫崗；管柱的整個下入過程中，要操作平穩(wěn)，嚴(yán)禁猛提猛放，鎖死轉(zhuǎn)盤及頂驅(qū)，防止封隔器意外脫手。

5 現(xiàn)場應(yīng)用

潿洲A 油田開發(fā)層位位于淺層角二段地層，油藏類型為構(gòu)造加斷層，屬于強底水油藏，埋深淺，巖性疏松，泥質(zhì)含量高。某井（參數(shù)見表2）為部署在構(gòu)造高部位一口水平采油井，開采過程中容易引起底水突破，根部和趾部最易發(fā)生水淹。結(jié)合該油田的生產(chǎn)經(jīng)驗，該井控水難度大，常規(guī)的ICD、AICD 應(yīng)用效果較差，無法滿足生產(chǎn)全過程的控水需求，考慮使用C-AICD+抑制體智能控水技術(shù)，根據(jù)相應(yīng)層段設(shè)計相應(yīng)篩管孔密來降低底水錐進(jìn)的風(fēng)險，實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的智能控水。

表2 潿洲A 油田某井基礎(chǔ)參數(shù)

5.1 C-AICD 完井生產(chǎn)管柱設(shè)計

基于前期油藏測井解釋以及射孔數(shù)據(jù)，根據(jù)地層滲透率大小以及油水飽和度等參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)層段劃分，對完井管柱進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化。

以該井為例，高風(fēng)險段控水設(shè)計：前段2 458～2 496 m、中前段2 543～2 613 m，為低伽馬，鉆速高風(fēng)險段，需要強力壓制，C-AICD 復(fù)合篩管設(shè)置為2 孔；2 496～2 543 m，屬于次高鉆速風(fēng)險段，需重點關(guān)注和適當(dāng)壓制，設(shè)置為3 孔；后段2 723～2 784 m 油藏分析距油水界面較近，需要壓制，設(shè)置為3 孔。特殊充填段設(shè)計：根部2 420.6～2 458 m 軌跡低、鉆速高，但為了進(jìn)一步降低該段后期充填摩阻，提高充填效果，設(shè)置為4 孔；中后段2 611.4～2 659.2 m 非射孔段，設(shè)計為C-AICD（6孔）；低風(fēng)險產(chǎn)油段設(shè)計：中后段2 659.2～2 723 m，為高井軌跡，低鉆速，次高伽馬低風(fēng)險段，設(shè)置為6 孔，保證暢流。

全井段存在高風(fēng)險控水段、特殊充填段以及低風(fēng)險產(chǎn)油段三個不同的特征井段，通過強力壓制、特殊考慮、保證暢流等不同的應(yīng)對方案，實現(xiàn)早期平衡產(chǎn)液剖面，后期自動抑水，起到最佳控水增油效果。

5.2 C-AICD+抑制體控水應(yīng)用效果分析

油藏預(yù)測該井產(chǎn)油量39 m3/d，產(chǎn)液量104 m3/d，含水率77.6%，C-AICD+抑制體智能控水技術(shù)在該井成功實施后，導(dǎo)入油田生產(chǎn)測試，生產(chǎn)基本穩(wěn)定，含水率進(jìn)入相對穩(wěn)定期，日產(chǎn)油較高，測試產(chǎn)液量穩(wěn)定在149 m3/d，產(chǎn)氣量771 m3/d，含水率49%，相比于油藏預(yù)測含水率77.6%，含水率下降了28.6%，控水增油效果顯著。

6 結(jié)論

（1）C-AICD+抑制體智能控水技術(shù)，無需下入常規(guī)封隔器，就能實現(xiàn)環(huán)空封隔，防止環(huán)空竄流，實現(xiàn)全井段智能化精細(xì)化調(diào)控，同時可充填裂縫，杜絕裂縫水竄，降低了底水局部突進(jìn)。

（2）C-AICD 復(fù)合篩管是結(jié)合了ICD 和AICD 控水優(yōu)勢，實現(xiàn)全井段智能控水，現(xiàn)場應(yīng)用發(fā)現(xiàn)相比于油藏預(yù)測含水率77.6%下降了28.6%，有明顯控水穩(wěn)油效果。

（3）C-AICD+抑制體智能控水技術(shù)的成功實施，對北部灣后期開發(fā)過程中，角二段防砂和控水矛盾突出的問題提供了成功經(jīng)驗，為后續(xù)增油上產(chǎn)、不斷突破創(chuàng)新提供了信心。