水平井分段控水技術研究與應用

水平井分段控水技術研究與應用

近年來，根據油田開發(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，延長水平井的生產時間，近年來研究了相應的水穩(wěn)定油控制技術：水平井內斷面調節(jié)和二次井完井技術、水平井內斷面控制和采前處理技術以及水平井外斷面提取技術。經過2a多的研究、改進和完善,各項技術均得到了發(fā)展,并在現場應用中取得了初步的效果。1封閉水平井段水平井分段調流控水技術是采用調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。根據儲層物性、生產動態(tài)或找水結果等資料確定每段下入控水篩管或油管,通過調節(jié)每段控水篩管的“水嘴”大小,控制每段的產液量,實現均衡產液的目的。1.1主柱結構該管柱(見圖1)由丟手接頭、Y441封隔器、扶正器、Y341封隔器、調流控水篩管、導錐絲堵組成。1.2篩管流道的確定調流控水篩管是在篩管每個過濾單元安裝可調油嘴(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壓差和產液量,達到調整產液剖面,延緩邊底水突進的目的。噴嘴的大小根據設計產能和井底流動阻力計算結果,運用專門的調流噴嘴優(yōu)化設計軟件確定。準備好各種不同孔徑的調流噴嘴后,根據需要現場調配安裝噴嘴,依次下入。篩管流道由可設定流量的恒流器控制流量。噴嘴壓降與產液量的關系式中:Q為產液量,L·min-1;D為噴嘴當量直徑,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壓差,均衡出油,消除死區(qū),提高產油量和采收率。2)延緩邊底水突進,見水后能夠穩(wěn)油控水,延長油井生產期。3)集防砂、穩(wěn)油控水為一體,通過篩管噴嘴可實現均勻注酸。1.5入調流控水篩管水平井管內分段調流控水二次完井技術在L102-P2井進行了試驗。結合該井地質情況,卡封28#和29#上半段,下入調流控水篩管生產27#、28#下半段,控制29#下半段和30#,關閉28#和29#上半段。2008年12月下入調流控水篩管后,產液量由180m3·d-1下降至130m3·d-1;含水率由99%下降為98.1%;產油量上升并穩(wěn)定在2.7t·d-1左右;動液面由450m下降至1450m;產氣量由0增加至最高5896m3·d-1,平均產氣量達到3000m3·d-1。2集中指揮調度管柱下空氣壓縮水平井管內分段遙控分采技術是將由遙控分采控制器和封隔器組配的管柱下入井內后,通過地面進行加壓,改變分采控制器間的開關位置狀態(tài),實現分段找水、堵水和采油于一體的新技術。2.1主柱結構該管柱由丟手接頭、Y441封隔器、遙控分采控制器、扶正器、Y341封隔器、導錐絲堵等組成(見圖2)。2.2技術原理2.2.1生產參數的測定通過封隔器將水平井段分隔為若干段,每個井段對應安裝遙控分采控制器。通過套管內憋壓打開設計層段開關,關閉其他分采開關,測設生產參數。最后根據測試各段的生產資料確定需要生產和關閉的井段,通過向套管打壓來開啟生產井段分采開關和關閉封堵井段分采開關。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采出液含水率調整按設計要求配好管柱下至設計深度,封隔器坐封、丟手成功后起出上部油管。首先下泵生產第一個層段,通過地面采出情況了解該層段的產液、含水率、液面等情況。當生產一段時間以后,如果采出液含水率較高,就需要進行調層開采。在調層時可不動管柱,由套管環(huán)空向井內泵入液體,當壓力達到設計值時,液壓調層控制器開關換向,換層生產,即關閉原生產層,打開原關閉的中間層位,這時可以通過地面采出情況了解該層段的產液、含水率、液面等情況。生產穩(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。如果生產一段時間以后,采出液含水率仍然較高,則可以重復以上的調層方法進行換層生產直至找到低含水率層進行開采。2.4指標工作壓力為35MPa;控制器控制壓力小于或等于20MPa;生產層段小于或等于5層。2.5技術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,將該井水平生產井段分為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閉狀態(tài),坐封時,管柱內憋壓并穩(wěn)壓,坐封封隔器并打開第三段開關,生產第三段,產液量由102m3·d-1降至15m3·d-1,產油量由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,然后在管內進行分段試采。3.1井水平井管外開挖技術3.1.1主柱結構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化學封隔層濾料acp篩管水平井管外分段技術是借助油管和封隔器實現堵劑的定向注入(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3.2.1插裝閥組成調層開關管柱篩管水平井管內分采管柱由液壓丟手頭、扶正器、Y441封隔器、開關閥、K341封隔器、導錐絲堵組成。調層開關管柱由連續(xù)油管、安全接頭、開關工具、洗井工具、導向單流閥組成。管柱圖分別見圖4、圖5。3.2.2閉開關閥實現分段開采通過下入連續(xù)油管及開關閥配套開關工具,打開或關閉開關閥實現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)油管開關工具換層試采,對應開關閥狀態(tài)明確,可多次重復開關,多段分采。3.3調層帶調層調層管道氣舉生產將擠注ACP管柱按圖4示平穩(wěn)下放至設計位置,套管灌滿液。關套管閘門,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,在油管內下入調層管柱(調層開關工具+連續(xù)油管),先下至2#開關閥位置,打開2#開關閥,進行氣舉生產(氣舉生產過程中每小時測量含水率和液量)。再通過連續(xù)油管調層開關工具關閉2#開關閥,然后上提開關工具打開1#開關閥,氣舉生產(氣舉生產過程中每小時測量含水率和液量)。根據氣舉試采生產請況,再決定生產和關閉層段。3.4開關閥狀態(tài)調整通過擠注ACP實現管外分段;管內采用機械方式打開或關閉開關閥,對應開關閥狀態(tài)明確直觀;可多次重復開關、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、閥組成調整產油2009年5月以來已經在G104-5P79采用篩管水平井管外分段管內分采技術。首先根據測試結果決定擠堵劑封堵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#開關閥位置,打開1#開關閥,進行氣舉生產,累計排液量100m3,有油花。再通過連續(xù)油管調層開關工具關閉1#開關閥,打開2#開關閥,該井動液面1464m,產液量由152.6m3·d-1降至16.5m3·d-1,產油量由2t·d-1升至4.8t·d-1,含水率由98.7%降至70.9%。產液量明顯下降,產油量上升,含水率下降。4m7-p2p井1)調流控水篩管完井技術在L102-P2井試驗取得了較好