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径向水力喷射技术在史深100开发中的应用

2014-07-16赵国良

重庆三峡学院学报 2014年3期
关键词:三中油层水力

赵国良

(中石化胜利油田分公司现河采油厂,山东东营 257000)

史深100地区构造相对简单,为大型鼻状构造——龙居店鼻状构造.井区南发育一条北掉断层,断层倾角45°左右,断距80~120米,地层倾角约为5~80°.储层为一套三角洲前缘深水滑塌浊积砂体,具有明显的前积特征,呈叠瓦状分布,储层发育稳定,主要含油层系为第三系沙河街组沙三中1、中2砂体,岩性一般为石英质粉细砂岩.史深100沙三中储层平均孔隙度为18.5%;平均渗透率为13.3×10-3μm2,储层具有弱酸敏、非碱敏、非-弱盐敏、弱-中水敏、非速敏.史深100地区沙三中1、中2油藏原始地层压.力分别为45.75 MPa、49.19 MPa,折算压力系数为1.38~1.51,地层温度为120 ℃,地温梯度为3.22 ℃/100 m,为一埋藏深、高压、低渗透的岩性油藏.

史深100区块目前水驱开发难点主要集中在:一是平面上受沉积微相控制,储层非均质性严重,平面渗透率级差12,平面突进系数6.8,难以实现均衡驱替.二是纵向上层间差异大,储量动用不均衡,主力小层中21最高,采出程度25.3%;非主力层沙三中3砂组大部分小层砂体采处程度较低0.7%~11.8%.三是受裂缝影响,局部水淹水窜现象严重.水力压裂是低渗透油藏能够经济有效开发的一项重要措施,该区大部分井都进行过压裂改造,无论在钻井过程还是在压裂施工中,都不同程度造成近井地带污染.因此,为有效解除污染,沟通天然微裂缝,提高单井产能,定向改造避开人工裂缝,预防水淹水窜过早发生,是提高该区块开发水平亟待解决的问题.

1 高压径向水力喷射技术特点及优势

高压径向水力喷射技术是一种能够定层位、定方位、定深度的新型开采工艺.该技术可以准确地对剩余油富集部位进行有目标的挖潜增产,也可以改善水驱流场,扩大波及体积,达到均衡驱替.高压径向水力喷射能够根据油藏需要,在同一油层或多个油层钻出多个直径20~50毫米,长度为0~100米的孔,形成多层多向多分支径向孔,彻底改变地层渗流通道,初步控制走向,有效抑制水淹水窜现象.

该技术主要技术特点有:(1)仅在油层套管上进行局部开窗,对套管损伤小,油层不易垮塌.(2)径向喷射破岩完全由高压水射流完成,不会产生泥饼污染;(3)不需要钻柱与钻头的旋转,减少了井下复杂情况的发生;(4)可形成多层多向多分支复杂结构井.

主要技术优势有:(1)相当于小井眼多分支水平井,能够增加油井的泄油面积,开采井间未动用储量,减少打加密井、调整井;(2)完全穿透油水井近井污染带,解除堵塞[1];(3)径向孔可以在不同层位钻进,可以在厚的油层进行多层段施工,改善非均质油气层渗流通道,有效提高运移效率;(4)避免薄油层或边界不好的油层的完井或修井作业可能带来的危险,消除爆炸射孔引起的套管和水泥环损伤[2];(5)径向井眼可以有效连通透镜体油气藏及岩性油气藏;(6)对于那些难以压开的地层或高压地层,可以作为水力压裂前的降低破裂压力的预处理措施;(7)针对注水受效方向性影响明显问题,减缓水锥推进速度,扩大水驱波及面积,达到均衡驱替;(8)施工周期短,见效快,成本相对较低.

2 高压径向水力喷射技术适用条件

高压径向水力喷射技术对于低渗透油藏有效开发具有一定的适用范围:(1)构造相对简单,储层稳定发育,具有一定厚度(一般不小于2米),具有一定渗透性,上下隔层发育良好;(2)具有一定的井网基础和物质基础,有进一步提高采收率的空间;(3)断层清晰,油气水分布清楚;(4)薄互层的地层倾角不大于10度;(5)储层的地层温度一般不高于140度;(6)储层出砂不严重;(7)最大井斜角不高于35度,施工段井斜不超过25度;井深曲率小于10度/25米;(8)四寸半单层套管、套管无明显变形;(9)固井质量中等及以上.

3 史深100沙三中油藏现场应用情况

3.1 现场实施情况

史深100沙三中油藏开发过程中受平面非均质性、纵向层间差异大、近井带污染、人工裂缝复杂等因素的影响,水驱开发效果受到一定制约.为有效解除近井带污染、缓解平面、层间矛盾,提高油井单井产能、注水井吸水能力,在该区优选4口井(2油2水)实施高压径向水力喷射技术.

史3-8-斜71井为一方案水井,高压径向水力喷射目的层为沙三中3,控制油层厚度为10.1米/2层,根据微地震裂缝监测,该井区地应力方向为北东56~72°,设计径向射孔方位北东67.5°、247.5°,孔长80米.

史3-8-斜151井高压径向水力喷射目的层为沙三中1,控制油层厚度为5.6米/1层,设计径向射孔方位北东53.5°、174°,6孔,孔长100米,形成6条分支径向孔.

史106-1井为水井,高压径向水力喷射目的层为沙三中1,控制油层厚度为11米/2层,设计径向射孔方位为北东78.5°、258.5°,孔长100米,形成4条分支径向孔.

史3-1-斜31井为一老区油井,高压径向水力喷射目的层为沙三中1,控制油层厚度为24.4米/1层,设计径向射孔方位北东38°、285°,孔长100米,形成6条分支径向孔.

3.2 应用效果

史深100沙三中低渗透油层在不同区域不同井网方式下实施高压径向水力喷射的4口油水井,措施后效果较为明显,日增油4.3吨/天,日增注25方/天.

图1 史3-1-31径向钻孔方位

图2 径向钻孔前后日油对比图

图3 油井径向钻孔与酸化解堵效果对比图

图4 水井径向钻孔前后日注对比图

史3-1-31井位于区块边部,物性较差,注采井距小,周围油水井大多进行过水力压裂,人工裂缝复杂,为避免水淹,采用径向水力喷射后,日液增加5吨/天,日油增加2.1吨/天,含水稳定.

史3-8-斜151井采用径向水力喷射后,与邻井史3-8-15酸化解堵效果相比,日油增加2.2吨/天,沟通半径扩大后,地层能量保持稳定.

史3-8-斜71和史106-1均为水井,所处井区物性差,启动压力高,地层不吸水,实施高压径向水力喷射后地层吸水能力得到一定改善,日注增加25方/天.

4 认识与建议

4.1 取得的认识

(1)针对低渗透老区物性差、水淹程度差异明显、地应力分布不均等特征,可以应用高压径向水力喷射技术改变人工裂缝走向,避开主流线方向,避免水淹水窜发生;

(2)该技术能够通过高压水射流破岩,降低套管与水泥环损伤,解除普通射孔压实作用,避免近井地带地层污染,增加油井泄油半径,改善渗流通道,提高单井产能;

(3)高压水力径向射孔技术通过多分支径向孔,减缓层间矛盾,扩大水驱波及体积,提高单井日注能力;

(4)径向孔孔眼小,延伸长,渗流通道稳定,作用半径大,有效期长.

4.2 建 议

(1)高压径向水力喷射技术在史深 100低渗透油藏的实施效果明显,该技术具有定深定向特点,对于储层稳定发育,具有一定厚度,一定渗透性,井斜不是很大,井网较为完善、有水淹趋势的井区加大推广应用力度,解决注采矛盾,提高采收率.

(2)应用数值模拟技术,加强井网适配性研究,开展低渗透油藏差异开发.

[1]周卫东,师伟,李罗鹏.径向水平钻孔技术研究进展[J].石油矿场机械,2012(4):1-6.

[2]贾耀惠,张冲,高巍.水力喷射径向钻孔技术在阜新刘家区煤层气开发中的应用[J].辽宁工程技术大学学报:自然科学版,2011(30):348-353.

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