平衡控水篩管技術(shù)在水平井水錐突破中的應(yīng)用

平衡控水篩管技術(shù)在水平井水錐突破中的應(yīng)用

與直接井和傾斜井相比，平面井的滲漏區(qū)域可以增大，采收率可以提高，因此得到了廣泛的應(yīng)用。由于水平井與非均質(zhì)性地層有較長(zhǎng)的接觸面積以及水平段的井筒流動(dòng)產(chǎn)生的摩阻壓降等原因,使得水平井在水侵上比直井更具風(fēng)險(xiǎn)。由于水的流動(dòng)性會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于烴類流體,因此當(dāng)水平井段的某部位發(fā)生水錐突破時(shí),整個(gè)水平井的正常生產(chǎn)會(huì)受到直接的影響。尤其在海上油田高作業(yè)費(fèi)要求較高的單井產(chǎn)量,當(dāng)產(chǎn)油量由于水體突破造成劇烈下降時(shí),水平井的生產(chǎn)壽命和經(jīng)濟(jì)效益都會(huì)受到影響。并最終影響到油田的采收率。平衡控水篩管(ICD)是一種可以控制水平段井筒分段壓差的新型完井工具,通過各類壓降技術(shù),使得水平段井筒內(nèi)的各段壓差達(dá)到一致,從而達(dá)到控制產(chǎn)液剖面的結(jié)果并達(dá)到控水增油的效果。目前ICD完井技術(shù)在世界各大石油公司普遍使用,特別是在北海油田和中東地區(qū),效果顯著?；葜萦吞镉?008年率先在南海東部海域引入該技術(shù),其應(yīng)用效果較好。1平衡控水篩管icd為控制水平井井筒均衡產(chǎn)液,ICD流入控制器和其上預(yù)裝的防砂篩管沿著水平井筒安裝(圖1),通過將儲(chǔ)層中達(dá)西徑向流轉(zhuǎn)化為ICD內(nèi)的壓降流來實(shí)現(xiàn)均衡的流量剖面,通過增加地層和井筒之間額外但有限的壓降,抑制流經(jīng)高速層段的流量而產(chǎn)生更大的壓降,從而減少流速,消除因跟部-趾部效應(yīng)和滲透率非均質(zhì)性引起的非均勻流動(dòng),起到均衡井筒產(chǎn)液剖面的作用。封隔器和ICD聯(lián)合使用,通過限制各段不同采油指數(shù)達(dá)到均勻泄油,從而起到延緩底水錐進(jìn),延長(zhǎng)無水或底水采油期,提高油氣井產(chǎn)量和采收率的目的。平衡控水篩管(ICD)依據(jù)內(nèi)部壓降控制系統(tǒng)可以分為3類:通道型、噴嘴型和孔板型。通道型主要依靠螺旋通道產(chǎn)生的摩擦阻力來產(chǎn)生流動(dòng)控制所需的壓降,對(duì)原油粘度及油水乳化現(xiàn)象敏感,不適用于原油粘度較大的油藏;噴嘴型靠流速的變化產(chǎn)生的壓頭損失引起壓降;孔板型利用流速變化和摩擦阻力2種壓頭損失來獲得壓降。2反思水平井結(jié)構(gòu)新鉆(老井側(cè)鉆)水平井是南海東部海上油田進(jìn)入開發(fā)中后期主要的增儲(chǔ)挖潛手段,能有效地開發(fā)油柱高度較小的剩余油及油藏物性差、油層薄、儲(chǔ)量小、非均質(zhì)嚴(yán)重或是強(qiáng)底水的未動(dòng)用油藏,極大地減緩油田的產(chǎn)量遞減,保持油田的穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn),提高油田的采收率。惠州油田儲(chǔ)層物性好、油藏天然能量充足、原油粘度低、地飽壓差大、單井產(chǎn)能高,目前多數(shù)主力油田已進(jìn)入開發(fā)后期,面臨的主要問題是剩余油油柱高度較小(2～4m),儲(chǔ)層滲透率高(>1000mD),具有很強(qiáng)的底水或次生邊底水,利用水平井開發(fā)由于產(chǎn)液剖面不均衡而容易發(fā)生早期的底水錐進(jìn)。惠州油田于2008年在2口老井的側(cè)鉆水平井完井中引入ICD技術(shù)。截止2011年7月,惠州油田已有10口井使用ICD完井,其中水平井7口,直井3口,如表1。3油藏物性、剩余油柱高度和長(zhǎng)度對(duì)比PLT(productionloggingtool)產(chǎn)能測(cè)試是直接驗(yàn)證ICD完井效果的主要手段,通過PLT測(cè)試,可以測(cè)得每個(gè)封隔段的產(chǎn)量以及封隔的有效性,從而驗(yàn)證井筒產(chǎn)液剖面是否均衡。由于水平井下入PLT測(cè)試管柱難度較大且海上作業(yè)費(fèi)用較高,故目前沒有在應(yīng)用ICD完井的水平井中進(jìn)行PLT測(cè)試工作,無法直接驗(yàn)證應(yīng)用ICD完井的效果,因此采用與油藏物性相似的未安裝ICD的水平井進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。HZ26-1-9SaSb井與HZ26-1-4Sa是2口于2008年完鉆的2口側(cè)鉆水平井。這2口井都完井在M12強(qiáng)底水油藏。其中HZ26-1-9SaSb井使用通道型平衡控水篩管(ICD)完井,開發(fā)油藏中西部局部構(gòu)造高點(diǎn);根據(jù)領(lǐng)眼井21SaPH井證實(shí)該構(gòu)造高點(diǎn)油藏滲透率為500～800mD,剩余油柱高度7m。HZ26-1-4Sa井使用普通防砂篩管完井,開發(fā)油藏東南部局部高點(diǎn);領(lǐng)眼井12SbPH井證實(shí)該構(gòu)造高點(diǎn)儲(chǔ)層滲透率為500～1000mD,剩余油柱高度8m。2口井無論是油藏物性還是剩余油柱高度都相差不大,可以用來進(jìn)行對(duì)比。HZ26-1-9SaSb井于2008年7月24日投產(chǎn),水平段有效長(zhǎng)度175m,下入6個(gè)機(jī)械式封隔器,把水平井筒分隔為6段,并且在每段中分別下入通道型ICD流入控制器。HZ26-1-4Sa井于2008年10月29日投產(chǎn),水平段有效長(zhǎng)度155m,普通防砂篩管完井。該井初產(chǎn)2300BOPD(日產(chǎn)油桶數(shù)),含水2%。圖2為使用ICD的HZ26-1-9Sb井和未使用ICD的HZ26-1-4Sa井的產(chǎn)量對(duì)比圖,從圖中可以明顯看出,對(duì)于油藏物性、剩余油柱高度和水平井段有效長(zhǎng)度相差不大的兩口井,是否使用ICD完井其生產(chǎn)動(dòng)態(tài)差別明顯。使用ICD完井其初產(chǎn)日產(chǎn)油量高,初產(chǎn)含水率低,液量保持平穩(wěn),開發(fā)后期含水率低,累積產(chǎn)油量高。4圖1:美國(guó)監(jiān)獄警察-區(qū)ICU技術(shù)應(yīng)用于惠州油田7口水平井中,7口水平井的累積產(chǎn)油量與含水率如圖3所示。除HZ19-3-5Sa井含水上升較快,控水效果不明顯之外,其余井穩(wěn)油控水效果優(yōu)于預(yù)測(cè)結(jié)果,特別是HZ19-3-9井,該井投產(chǎn)后一直保持自噴生產(chǎn),油井產(chǎn)量高,含水率低,目前含水率低于55%。5管技術(shù)使用多個(gè)封隔器的地層分區(qū)水平井由于地層物性的差異和井筒摩擦阻力的影響,使得水平井的產(chǎn)液剖面不均勻,易使油井發(fā)生水錐而過早見水。平衡控水篩管技術(shù)使用多個(gè)封隔器將物性差別較大的井段進(jìn)行分隔,并調(diào)整各井段的使用參數(shù),達(dá)到水平段流體的均衡分布。該技術(shù)在惠