水平井综合调堵技术的研究与应用

2014-08-15秦洪岩

化工管理 2014年8期

秦洪岩

(长江大学辽宁盘锦 124010)

(中国石油辽河油田公司辽宁盘锦 124010)

一、区块概述

曙一区超稠油油藏截至2011年底，曙光油田投产水平井139口(不含馆陶)，主要以稠油、超稠油为主，2011年注汽53.0×104t，年产油16.5×104t，年油汽比为0.31。目前日产液1800t，日产油545t，含水70%。截止2010年底，曙光油田水平井(不含馆陶)，累积注汽226.13×104t，累产油65.93×104t，阶段油汽比为0.29，采注比为0.93，阶段单井日产油为8.0t/d。

以兴隆台油藏为例，目前已投产水平井65口，19口高含水，约占总数29.2%。从超稠油周期生产情况来看，高含水是超稠油生产的另一特征，分析其主要原因是：①油井注汽吞吐过程中，当蒸汽进入油层后，遇冷凝结为高温水，由于储层岩石斑状润湿或点状润的存在，导致凝结水在岩石孔隙中的流动性遇阻，成为束缚水以致部分冷凝水无法采出地面；由于注汽过程中的注汽压力较高，造成地层破裂，形成微小裂缝，蒸汽进入微裂缝后，在开井回采时，油层压力下降，微裂缝关闭，使冷凝的热水无法采出，造成油层积水。杜84兴I组水平井水平段动用不均衡，“脚尖”区域动用程度高，地下存水量大，油井高含水的问题突出。2011年底杜84兴I组七口水平井，累注汽36.64万吨，累采油9.86万吨，累采水28.68万吨，地下存水量7.95万方。区域内生产同层位直井地下存水14.06万吨，合计地下存水22.01万吨。②水平井广泛应用于边底水油藏中，能够扩大油藏渗流面积，降低井筒周围压降，从而延长无水采油期，增大无水采油量。但在水平井开发边底水油藏过程中，因吞吐轮次增加，油层压力下降，引起边底水侵，从而导致油井高含水。既增加了采油成本[1]，也影响区块整体开发效果。

二、水平井调堵技术作用机理

在稠油直井中，油井调剖和堵水，是一项成熟热采配套工艺技术、是油藏稳产的有效手段[2，3]，但是稠油水平井和普通直井有本质性的区别，由于水平井特殊的完井方式--筛管完井给分段堵水带来困难，出水点压力高，堵剂注入没有选择性，使堵剂难以注入目标层段；筛管完井必然导致筛管外窜流，原有水窜通道被封堵后，在同一油层可能形成新的突破点或多个突破点，使堵水措施失效，堵水有效期短。为了抑制底水锥进，油田科技工作者进行了许多有益的尝试[4]。经过大量室内实验研究，研发水平井调堵技术。该技术利用化学堵水技术，封堵管外油层水窜通道；采用机械堵水工艺，封堵管内出水井段。并且根据具体井况，进行两者的组合应用，有效封堵，恢复油井产能。同时配合多功能一体管柱可实现不同油藏的分段调堵，适合较大规模推广应用。

1.作用机理

(1)管外封堵部分

管外封堵部分主要采用凝胶型堵剂，主要由磺甲基聚丙烯酰胺、油溶性树脂、橡胶粉、纤维素、有机交联剂、热稳定剂及高温发泡剂组成[7～9]。聚丙烯酰胺和有机交联剂在一定时间内形成强度较大的凝胶。加入的油溶性树脂、橡胶粉和纤维素等固相，对地层起到暂堵作用。凝胶溶解液中含有的高温发泡剂利用蒸汽作为气相发泡，通过贾敏效应和岩石孔隙中泡沫的膨胀作用，增大了水在孔隙介质中的流动阻力。同时，泡沫液中的表面活性剂具有降粘、助排作用。

为保证堵剂封堵强度，在凝胶中添加树脂颗粒，提高堵剂的耐温性及封堵强度，有效封堵水窜通道。并且树脂颗粒可完全通过0.3mm割缝筛管，而不发生堆集堵塞。

(2)管内封堵部分

设计研究水平井高温堵水封隔器Y 445，其工作原理是液体经进液孔进入活塞内腔，随着压力升高启动活塞剪断坐封剪钉，然后液体推动坐封活塞使卡瓦与套管锚定，外密封胶筒与套管内壁封隔，同时步进锁也行走到位，完成最终锁定。当压力继续增剪断丢手剪钉与封堵部分分开，实现丢手。需要打捞时，下专用打捞工具抓住打捞头，解封剪钉被剪断，上提起出。主要技术特点：设有抗阻机构，遇阻不坐封；丢开时不挺管柱，丢开力小；解封时强制卡瓦复位，解封可靠；打捞工具可退。

为了使堵水工具能安全有效的到达井底封隔位置，必须对工具通过造斜段的安全尺寸进行合理的计算。我们根据井眼轨迹的参数，通过理论计算公式确定出高温注汽桥塞长度在水平井安全尺寸，确保工具下井安全。针对堵水工具在耐温性、安全性、稳定性几个方面要求对高温注汽桥塞的技术参数进行设计研究，并结合超稠油水平井的井况对水平井堵水管柱合理的设计。