水平井分段控水技術(shù)研究與應(yīng)用

水平井分段控水技術(shù)研究與應(yīng)用

近年來，根據(jù)油田開發(fā)的需要，東興油田在高沙堡、六贊、老師廟等平坦光滑的砂巖油藏了272口水平井，對迅速生產(chǎn)和提高油田開發(fā)效果起到了積極作用。然而，隨著油田的開發(fā)，水平井的含水量迅速增加。目前，平均總含水量達到95.7%，嚴重影響了水平井的開發(fā)效果。為了降低或控制水平井的含水量，延長水平井的生產(chǎn)時間，近年來研究了相應(yīng)的水穩(wěn)定油控制技術(shù)：水平井內(nèi)斷面調(diào)節(jié)和二次井完井技術(shù)、水平井內(nèi)斷面控制和采前處理技術(shù)以及水平井外斷面提取技術(shù)。經(jīng)過2a多的研究、改進和完善,各項技術(shù)均得到了發(fā)展,并在現(xiàn)場應(yīng)用中取得了初步的效果。1封閉水平井段水平井分段調(diào)流控水技術(shù)是采用調(diào)流控水防砂篩管與封隔器配合使用,將水平井段封隔成多個分段。根據(jù)儲層物性、生產(chǎn)動態(tài)或找水結(jié)果等資料確定每段下入控水篩管或油管,通過調(diào)節(jié)每段控水篩管的“水嘴”大小,控制每段的產(chǎn)液量,實現(xiàn)均衡產(chǎn)液的目的。1.1主柱結(jié)構(gòu)該管柱(見圖1)由丟手接頭、Y441封隔器、扶正器、Y341封隔器、調(diào)流控水篩管、導(dǎo)錐絲堵組成。1.2篩管流道的確定調(diào)流控水篩管是在篩管每個過濾單元安裝可調(diào)油嘴(起到恒流器作用),采用封隔器分段及配置不同直徑的噴嘴系列,適當(dāng)增加地層液體流入井筒的流動阻力,均衡水平井各段篩管的生產(chǎn)壓差和產(chǎn)液量,達到調(diào)整產(chǎn)液剖面,延緩邊底水突進的目的。噴嘴的大小根據(jù)設(shè)計產(chǎn)能和井底流動阻力計算結(jié)果,運用專門的調(diào)流噴嘴優(yōu)化設(shè)計軟件確定。準備好各種不同孔徑的調(diào)流噴嘴后,根據(jù)需要現(xiàn)場調(diào)配安裝噴嘴,依次下入。篩管流道由可設(shè)定流量的恒流器控制流量。噴嘴壓降與產(chǎn)液量的關(guān)系式中:Q為產(chǎn)液量,L·min-1;D為噴嘴當(dāng)量直徑,m;△p為噴嘴壓降,MPa。1.3封隔器坐封將工藝管柱緩慢下放至設(shè)計位置,向井筒正向打壓,壓力為5,10,15MPa,每個壓力點要穩(wěn)壓5min,完成封隔器坐封。向油管內(nèi)投入準45mm鋼球,待球到位后,從油管緩慢正打壓8~12MPa,直至壓力突然下降,套管返水,丟掉丟手,完成卡封施工,下泵分采。1.4死區(qū),保油開基1)沿整個水平井段均衡生產(chǎn)壓差,均衡出油,消除死區(qū),提高產(chǎn)油量和采收率。2)延緩邊底水突進,見水后能夠穩(wěn)油控水,延長油井生產(chǎn)期。3)集防砂、穩(wěn)油控水為一體,通過篩管噴嘴可實現(xiàn)均勻注酸。1.5入調(diào)流控水篩管水平井管內(nèi)分段調(diào)流控水二次完井技術(shù)在L102-P2井進行了試驗。結(jié)合該井地質(zhì)情況,卡封28#和29#上半段,下入調(diào)流控水篩管生產(chǎn)27#、28#下半段,控制29#下半段和30#,關(guān)閉28#和29#上半段。2008年12月下入調(diào)流控水篩管后,產(chǎn)液量由180m3·d-1下降至130m3·d-1;含水率由99%下降為98.1%;產(chǎn)油量上升并穩(wěn)定在2.7t·d-1左右;動液面由450m下降至1450m;產(chǎn)氣量由0增加至最高5896m3·d-1,平均產(chǎn)氣量達到3000m3·d-1。2集中指揮調(diào)度管柱下空氣壓縮水平井管內(nèi)分段遙控分采技術(shù)是將由遙控分采控制器和封隔器組配的管柱下入井內(nèi)后,通過地面進行加壓,改變分采控制器間的開關(guān)位置狀態(tài),實現(xiàn)分段找水、堵水和采油于一體的新技術(shù)。2.1主柱結(jié)構(gòu)該管柱由丟手接頭、Y441封隔器、遙控分采控制器、扶正器、Y341封隔器、導(dǎo)錐絲堵等組成(見圖2)。2.2技術(shù)原理2.2.1生產(chǎn)參數(shù)的測定通過封隔器將水平井段分隔為若干段,每個井段對應(yīng)安裝遙控分采控制器。通過套管內(nèi)憋壓打開設(shè)計層段開關(guān),關(guān)閉其他分采開關(guān),測設(shè)生產(chǎn)參數(shù)。最后根據(jù)測試各段的生產(chǎn)資料確定需要生產(chǎn)和關(guān)閉的井段,通過向套管打壓來開啟生產(chǎn)井段分采開關(guān)和關(guān)閉封堵井段分采開關(guān)。2.2.2控制板的獨立信號井下各控制器能在地面打壓時反饋各自獨立不同的信號,每個控制器的泄壓壓降和時間分別不同,每個遙控分采控制器都有獨立壓力和穩(wěn)壓時間示位信號。2.2.3防砂在遙控分采控制器進液孔安裝繞絲篩管,以達到防砂目的。2.3采出液含水率調(diào)整按設(shè)計要求配好管柱下至設(shè)計深度,封隔器坐封、丟手成功后起出上部油管。首先下泵生產(chǎn)第一個層段,通過地面采出情況了解該層段的產(chǎn)液、含水率、液面等情況。當(dāng)生產(chǎn)一段時間以后,如果采出液含水率較高,就需要進行調(diào)層開采。在調(diào)層時可不動管柱,由套管環(huán)空向井內(nèi)泵入液體,當(dāng)壓力達到設(shè)計值時,液壓調(diào)層控制器開關(guān)換向,換層生產(chǎn),即關(guān)閉原生產(chǎn)層,打開原關(guān)閉的中間層位,這時可以通過地面采出情況了解該層段的產(chǎn)液、含水率、液面等情況。生產(chǎn)穩(wěn)定以后,如果采出液含水率下降,則表示目前狀況為開采低含水率油層,封堵了高含水率水層。如果生產(chǎn)一段時間以后,采出液含水率仍然較高,則可以重復(fù)以上的調(diào)層方法進行換層生產(chǎn)直至找到低含水率層進行開采。2.4指標(biāo)工作壓力為35MPa;控制器控制壓力小于或等于20MPa;生產(chǎn)層段小于或等于5層。2.5技術(shù)特點液壓換層分段開采,施工方便,不需要檢泵作業(yè);每個分采控制器的開啟壓力和穩(wěn)壓時間不同,可區(qū)分各控制器的狀態(tài);具有防砂功能。2.6第二段28002婦人,第三段2009年9月12日,在M7-P2井試驗遙控分采技術(shù),將該井水平生產(chǎn)井段分為3段,第一段為2857~2878m,第二段為2900~2920m,第三段為2920~2950m。各控制器在下井之前均處于關(guān)閉狀態(tài),坐封時,管柱內(nèi)憋壓并穩(wěn)壓,坐封封隔器并打開第三段開關(guān),生產(chǎn)第三段,產(chǎn)液量由102m3·d-1降至15m3·d-1,產(chǎn)油量由1t·d-1上升至3.63t·d-1,含水率由99%下降至75.8%,動液面由495m下降至1383m,見到了明顯的控水增油效果,試驗取得了成功。3水平井篩管分段試采對于篩管完井水平井,由于管外沒有進行固井和分段,處于全井連通狀態(tài),因此需要采用先擠注ACP將水平井篩管段管外分隔為若干段,然后在管內(nèi)進行分段試采。3.1井水平井管外開挖技術(shù)3.1.1主柱結(jié)構(gòu)篩管水平井管外分段管柱由K344封隔器、扶正器、定壓閥、水平井球座組成。篩管水平井管外分段管柱見圖3。3.1.2化學(xué)封隔層濾料acp篩管水平井管外分段技術(shù)是借助油管和封隔器實現(xiàn)堵劑的定向注入(見圖3),然后在篩管與井壁之間的環(huán)空放置可形成化學(xué)封隔層的可固化液(ACP),形成不滲透的高強度段塞,達到隔離篩管外環(huán)空區(qū)域的目的。通過在管外擠注ACP將水平篩管段管外分隔為若干段。3.2采井技術(shù)3.2.1插裝閥組成調(diào)層開關(guān)管柱篩管水平井管內(nèi)分采管柱由液壓丟手頭、扶正器、Y441封隔器、開關(guān)閥、K341封隔器、導(dǎo)錐絲堵組成。調(diào)層開關(guān)管柱由連續(xù)油管、安全接頭、開關(guān)工具、洗井工具、導(dǎo)向單流閥組成。管柱圖分別見圖4、圖5。3.2.2閉開關(guān)閥實現(xiàn)分段開采通過下入連續(xù)油管及開關(guān)閥配套開關(guān)工具,打開或關(guān)閉開關(guān)閥實現(xiàn)不同層段的分段開采,達到找水和開采低含水率層段的目的。使用連續(xù)油管開關(guān)工具換層試采,對應(yīng)開關(guān)閥狀態(tài)明確,可多次重復(fù)開關(guān),多段分采。3.3調(diào)層帶調(diào)層調(diào)層管道氣舉生產(chǎn)將擠注ACP管柱按圖4示平穩(wěn)下放至設(shè)計位置,套管灌滿液。關(guān)套管閘門,正擠水測地層吸收量,滿足施工要求后正擠前置液、ACP溶液,聚合物溶液、清水等,施工最高壓力控制在20MPa以下。擠注施工完成后緩慢上提管柱一段距離后關(guān)井候凝48h,起出管柱。下入分采控水管柱,封隔器坐封、丟手成功后起出上部油管。將氣舉管柱與丟手頭對接,在油管內(nèi)下入調(diào)層管柱(調(diào)層開關(guān)工具+連續(xù)油管),先下至2#開關(guān)閥位置,打開2#開關(guān)閥,進行氣舉生產(chǎn)(氣舉生產(chǎn)過程中每小時測量含水率和液量)。再通過連續(xù)油管調(diào)層開關(guān)工具關(guān)閉2#開關(guān)閥,然后上提開關(guān)工具打開1#開關(guān)閥,氣舉生產(chǎn)(氣舉生產(chǎn)過程中每小時測量含水率和液量)。根據(jù)氣舉試采生產(chǎn)請況,再決定生產(chǎn)和關(guān)閉層段。3.4開關(guān)閥狀態(tài)調(diào)整通過擠注ACP實現(xiàn)管外分段;管內(nèi)采用機械方式打開或關(guān)閉開關(guān)閥,對應(yīng)開關(guān)閥狀態(tài)明確直觀;可多次重復(fù)開關(guān)、可多段分采;可后期進行分段酸化改造及擠注堵劑施工。3.5邊界閥口下入管柱、連續(xù)油管、配套工具、閥組成調(diào)整產(chǎn)油2009年5月以來已經(jīng)在G104-5P79采用篩管水平井管外分段管內(nèi)分采技術(shù)。首先根據(jù)測試結(jié)果決定擠堵劑封堵2110m以下水平段,擠注ACP將上段由管外分隔為2段。下入分采管柱,坐封、丟手,下入氣舉管柱與丟手頭對接,然后下入連續(xù)油管及配套工具,先下至1#開關(guān)閥位置,打開1#開關(guān)閥,進行氣舉生產(chǎn),累計排液量100m3,有油花。再通過連續(xù)油管調(diào)層開關(guān)工具關(guān)閉1#開關(guān)閥,打開2#開關(guān)閥,該井動液面1464m,產(chǎn)液量由152.6m3·d-1降至16.5m3·d-1,產(chǎn)油量由2t·d-1升至4.8t·d-1,含水率由98.7%降至70.9%。產(chǎn)液量明顯下降,產(chǎn)油量上升,含水率下降。4m7-p2p井1)調(diào)流控水篩管完井技術(shù)在L102-P2井試驗取得了較好