长庆油田多层分采工艺技术探讨

2013-07-04李大建牛彩云朱洪征崔文昊

石油化工应用 2013年9期

李大建，牛彩云，何淼，王百，朱洪征，崔文昊

（1.中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院，陕西西安 710018；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安 710018）

针对多层系叠合油藏开发，为了有效动用各产层产能、提高单井产量，国内外油田主要采用射开多层完井生产。但是由于产层间压力、配伍性差异因素影响，多层系开采过程中，笼统合采油井层间往往存在一定程度层间干扰矛盾，部分产层产能受到抑制，无法有效发挥，影响了多层系开发效果，单井产量低，为此国内外油田先后提出不同分层采油工艺技术，旨在有效克服层间干扰矛盾，进一步提高单井产量。

调研显示，目前叠合油藏多层开采常见的分采工艺主要是基于两层分采，多层分采工艺技术鲜有文献报道及现场应用实例，在此背景下，结合长庆油田叠合油藏多层开采特征，研究借鉴水平井分段智能找水技术以及水井分层注水工艺技术的基础上，创新提出了多层分采工艺技术实现方式，进一步完善了分层采油技术系列，为叠合油藏高效多层开发提供了技术储备。

1 国内外分采工艺技术现状

国外油田多层系开采技术研究最早在20 世纪30年代已经开展，到20 世纪60～70年代在现场投入试验应用，具有代表性的是俄罗斯鞑靼石油公司、POCHEφTb 石油公司、ЬAШHEφTb 石油公司研发的不同类型两层分层采油工艺技术。

鞑靼石油公司先后研发了单管式、双管式、分抽泵分层采油工艺[1]，技术原理主要是通过封隔器将生产层系分为两套相互独立的采油系统，各采油系统通过不同进液通道进入油管或分抽泵，由抽油泵举升至地面，其中双管分采技术对井眼尺寸要求较高（168 mm 尺寸井眼），截至目前已经在西伯利亚大型多层系油田现场应用500 余口井，实现单井平均日增油3.8 t。

POCHEφTb 石油公司开发了一种“电动离心泵+杆式深井泵”分层采油工艺，原理是通过封隔器将上下产层分开，利用“离心泵+杆式泵”组合进行分层采油，2009年试验应用了12口井，平均单井日增原油9 t。

ЬAШHEφTb 石油公司开发了一种双泵分层采油工艺。工艺原理：上下油层利用封隔器进行分开，由两个上下串联的杆式泵分别对上下产层生产，可以实现分采混出、分采合出两种方式，试验井单井日增液2.2 m3，主要适应168 mm 井眼油井分层采油。

国内油田分层采油工艺技术研究时间相对较晚，只是在近10年才开展了现场应用研究，主要应用于大庆油田、胜利油田、吉林油田、中原油田、长庆油田等，具有代表性是分采泵、定压配产器、比例泵两层分采工艺技术[1]，其中长庆油田防气式分采泵两层分采工艺现场应用60 余口井，试验井单井日均增油达到0.45 吨以上[2]。

2 多层系叠合油藏开发对分采工艺技术的要求

长庆油田侏罗系、三叠系油藏纵向上发育多套含油层系，部分叠合区块投产油井射开多层、笼统合采，统计显示，目前射开层位最多已达到5 层；由于储层非均质性、隔夹层不连续导致注水开发过程中层间干扰矛盾的存在，分层注水井对应油井开展分层控制、分层开采，最大程度消除层间干扰矛盾，改善注采对应关系，已成为多层合采油井进一步提高单井产量的重要技术手段。从目前水井分层注水情况来看，为了有效动用各产层（层系或小层）产能，水井分注逐渐转向精细化分层注水，分注级数逐渐增加，目前水井分注主要以二级、三级分注为主，最高分注技术已达到六级，随着分注工艺技术的不断进步完善，油田整体分注级数无疑将持续增加。但目前分注井对应油井分采仍局限于两层分采，主要以防气分采泵为主的分采技术，目前分采技术已无法满足长庆油田多层系叠合油藏多层开发的技术要求，多层分采技术急需研究攻克。

3 多层分采工艺技术探讨

相对于两层分采工艺技术，多层分采工艺方式的实现需要解决两个问题：一是分层控制的实现方式，二是多级封隔器坐封、解封。

针对问题一，研发、提出了预置式、遥控式井下分采工具。

图2 遥控分采控制器分采管柱及实物图

预置式井下分采工具：桥式分采器，其结构（见图1）。桥式分采器与分采管柱一起下入井内预定位置，各产层之间由封隔器分隔为相互独立的采油系统，通过分采器阀球作用建立产层产液与油管内腔一种单向通道，桥式分采器对应产层产液通过分采器侧向进液通道、阀球进入到油管内，其余桥式分采器对应产层产液首先以同样的方式进入油管后，然后分别通过不同级分采器环空通道进入抽油泵下油管内，然后由抽油泵举升至地面，完成多层分采过程，由于桥式分采器阀球单向流动作用，避免了各产层之间因压力差异导致层间相互干扰，各产层产能得到有效发挥。该种分采工具下入井内预定位置后开关状态固定，无法改变，所以不能够根据各产层供液、含水情况进行及时合理调整，对于产层含水差异明显的油井分采，尚不能够发挥分采的最优效果（不提液情况下实现最大程度增油），在此背景下，研发形成一种遥控式井下分采工具[3,4]。遥控式井下分采工具：遥控分采控制器（见图2）。

遥控分采控制器随分采管柱下入井内预定位置后，分采管柱可以采用丢手、或非丢手的形式，分采管柱通过封隔器将分采层位依次隔开，形成相互独立的采油系统，各产层产液通过分采控制器侧向进液控制阀进入油管，其侧向进液通道同样为单流通道，可有效消除层间压力差异产生的层间干扰。同时，可以依据产层分层测试资料，通过井口微电脑控制打压的方式（见图2），遥控控制井下分采控制器侧向进液控制阀开关状态，灵活实现控制阀处于最大导通状态、最小导通状态、次大导通状态、关闭状态，及时关闭水淹层，合理发挥高产能产层，从而实现分采，有效发挥各产层产能，最大程度提高单井产量。

多层分采技术的实现需要解决的第二个问题就是多级封隔器坐封、解封问题。传统两层分采只需要一级封隔器，选择空间大，主要采用Y211、Y221 型封隔器，如何实现多级封隔器坐封、解封，主要是借鉴了水井多级分层注水工艺、水平井多段找水工艺技术配套使用的Y341（逐级解封）、Y344（见图3）、Y441、Y445（丢手管柱使用）封隔器[5,6]，通过井口油管打压的形式实现井下多级封隔器同时坐封，井口打压或上提管柱的形式实现解封，从而实现多层分采管柱多级封隔器的坐封、解封问题。