海上X油田水平井智能分采管柱卡堵水潜力井筛选及应用效果分析

高智梁郑旭任宜伟邓永祥潘彬

1. 中海石油（中国）有限公司秦皇岛32-6作业公司；2.中海石油（中国）有限公司曹妃甸作业公司；3. 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司

海上X油田水平井智能分采管柱卡堵水潜力井筛选及应用效果分析

高智梁1郑旭2任宜伟3邓永祥3潘彬3

1. 中海石油（中国）有限公司秦皇岛32-6作业公司；2.中海石油（中国）有限公司曹妃甸作业公司；3. 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司

水平井高含水治理是水驱油田开发中后期面临的主要难题。海上X油田水平井高含水治理措施难度大、费用高，而智能分采管柱卡堵水技术由于其成本低、作业简单、风险小等特点，适合于海上油田进行水平井卡堵水试验。通过分析X油田油井完井方式、目前含水状况、累产油量、储层非均质性和见水时间等因素，确定出X油田“水淹”井剩余油潜力大小及工程条件可实施性，最终筛选出5口具备水平井智能分采管柱卡堵水潜力的试验备选井，并依据1口井的卡堵水实例进行实施效果分析，结果表明利用智能分采管柱进行大段“找水、堵水”现场应用效果较好，值得进一步推广应用，为后期油田“控水、增油”提供技术借鉴。

水平井卡堵水；智能分采管柱；完井方式；控水增油；海上油田

水平井是开发难动用储量和提高油藏经济效益的关键技术，具有泄油面积大、单井产量大等优点，被广泛应用于国内外油气田开发，特别是油层厚度薄、边底水能量充足及物性较差的油藏 。然而受完井工艺及作业难度的影响，水平井含水上升后的找堵水难度大且费用高，已成为油田开发的治理难点［1］。国内外水平井卡堵水技术研究主要集中在堵水工艺（工具）、堵水剂和完井方式等3个方面。Schlumberger Dowell公司开发了应用于割缝衬管（筛管）水平井堵气的环空化学封隔器（Annular Chemical Packer，ACP）技术，实现了割缝衬管与井壁间窜流通道的封堵。国内胜利油田、吐哈油田、大庆油田等研究单位针对具体情况研究并实施了多种水平井堵水工具及配套工艺，冀东油田、大港油田也在选择性堵剂、ICD分段完井等工艺上取得了进展，为水平井卡堵水工艺提供了技术支持［2-11］。针对海上X油田水平井高含水问题，通过分析防砂段特征、水平段非均质性等参数，讨论了智能分采管柱大段找水及堵水工艺在X油田的适用性，并且对可应用智能分采管柱卡堵水技术的潜力井进行了筛选，为后期油田开发提供指导。

1 海上X油田水平井开发现状及卡堵水需求

Development status and water plugging technology requirement of horizontal wells in X offshore oilfield

海上X油田是典型的薄层边底水油藏，开发井网以水平井为主，利用天然边底水能量进行开发。油田自2004年投入开发后，受边底水能量强的影响，综合含水率快速上升，至2013年初综合含水率已上升至90%，高含水井（含水率＞80%）28口，占油井总数的54.9%，水平井水淹、水窜问题日益突出。X油田水平井卡堵水作业难点：油井完井方式以筛管简易防砂和砾石充填防砂为主，卡堵水作业难度较大；水平井生产测井费用高、风险高，油田缺乏生产测井资料；由于生产测井资料缺乏，无法准确落实水平井段的出水部位，常规卡堵水作业存在堵不全或堵错井段的风险；油田开发历史中尚没有水平井卡堵水作业先例，类似强边底水能量薄层油藏水平井卡堵水作业经验少，不确定性大。

需要一种在缺乏生产测井资料条件下，可以降低堵不全或堵错井段风险、减少施工步骤、节约工期和费用的卡堵水工艺。考虑部分油井水平井段防砂管柱下入多个封隔器，利用压力控制开关智能分采管柱能够实现一趟管柱找水、卡水，简化工艺，降低费用，可有效降低堵不全、堵错井段风险［12-14］。

2 智能分采管柱卡堵水技术

Water plugging technology based on intelligent separate-production string

2.1 技术优势

Technical advantages

智能分采管柱的关键技术是压电控制开关，该压电控制开关在自带电池的有效期内可根据地面压力信号控制进行多次开关。作业时将压电控制开关与水平井生产管柱一起下入井下，配合相应的井下封隔器，可以将整个水平井段分为相互独立生产的若干层段。当通过套管环空打压，压力控制信号由带孔管传递至油管内部并作用于压电控制开关，实现任意调整某一层段的开或关，从而获得相应层段的含水、产量等数据，确定水平井段主要出水层段，并实施关层卡水。在适当的完井方式基础上，应用智能分采管柱卡堵水具有不受井斜大小和开关层数限制、打压过程不污染油层、各分层生产情况单独或组合灵活监测等工艺技术优势，同时具备作业程序简化、减少管柱提放次数、降低成本和作业风险等施工作业优势，非常适用于解决水平井常规找水、堵水时作业难度大、费用高等难题［6-7］。

2.2 适用性分析

Applicability analysis

智能分采管柱卡堵水技术的应用对油井有一定的适用性要求。

（1）井身质量：要求油井套管完好，不存在套损漏点，保证可进行打压施工。海上X油田所有在生产油井套管完好，无套损漏点，套管打压和压力保持状况均满足智能分采管柱开关层时的打压要求。

（2）储层物性差异和隔夹层分布：需要水平井段存在隔夹层，斜厚大于2 m，已根据水平段储层物性差异进行了分段防砂，利于封隔器有效卡开油层。海上X油田51口采油井中有13口井的水平段存在渗透率较低的泥岩段，其斜厚均大于2 m，且均根据储层渗透率差异进行了分段防砂完井，各防砂段间有封隔器密封，满足要求。

（3）封隔器密封性：要求各防砂段封隔器密封性良好，能够有效封隔相邻防砂段，保证卡堵水的有效性。海上X油田13口分段防砂油井内，除1口采用砾石充填防砂方式，其余12口简易筛管分段防砂油井的封隔器密封性尚无试压验封资料，无法保证封隔器密封性。若作业过程中验封结果不符合要求，可利用环空化学封隔器ACP等工艺措施来保证各防砂段相互密封良好，达到卡堵水要求。

（4）油井生产状况：要求待作业井无严重出砂、结垢及结蜡等情况，防止复杂井况下智能分采管柱中压电控制开关动作不灵敏或过早损坏。同时要求全井的产液量应尽可能大，避免在卡封出水层后出现因供液不足造成电潜泵欠载、不出液现象。海上X油田生产历史尚无严重出砂、结垢、结蜡的油井，满足要求。油田整体上边底水能量充足、储层物性好，油井各防砂段供液能力可观，同时作业过程中可对电潜泵机组和泵型进行优化，使之具备较宽的排量范围，保证各分层单独供液时电泵都可正常运转。综上所述，海上X油田13口采用分段防砂完井的水平井符合智能分采管柱卡堵水作业要求，具备较好的适用性。

3 智能分采管柱卡堵水井位筛选及实例分析

Selection of candidate wells for water plugging by using intelligent separate-production string and case analysis

3.1 井位筛选

Candidate well selection

海上X油田进行智能分采管柱卡堵水井位筛选的技术思路：在没有生产测井、不进行油井大修的基础上，首先选取在完井方式和防砂管柱类别上能够满足智能分采管柱施工条件的油井，再根据储层非均质性和油井目前含水情况来确定有“控水、增油”潜力的油井。

潜力油井主要根据油井目前含水、储层渗透率级差、累产油量和见水时间综合判断。油井目前应处于高含水阶段，含水率大于80%，保证卡封层段以出水为主，对产油影响不大；储层非均质性较强，渗透率级差大的油井，边底水沿高渗段锥进、造成水淹的可能性大；累产油量指示油井已采出的油量和受水侵影响的程度，累产油量低、含水高说明水侵造成井控储量采出程度低，有大量“屋檐油”尚未动用，具有较大的“控水、增油”潜力；见水时间代表边底水锥进速度，见水时间短是由于边底水沿井段高渗层快速突破造成的，而渗透率较低层段受层间干扰影响不易动用，具有较大增油潜力［12-13］。

根据上述4方面因素，筛选出目前含水高（含水率＞80%）、累产油量较低（＜12×104m3）、见水时间较短、储层渗透率级差较大的油井作为智能分采管柱卡堵水试验井，包括D06H、D22H、D27H、E07H、E11H共5口井，其中D06H1、E07H、E11H井各项因素均有利，“控水、增油”潜力最大，优先实施。

由于智能分采管柱找水、卡堵水成功的前提是井下各防砂段间相互密封、不存在层间窜流，目前各井防砂段间是否密封尚不确定。因此必须在作业工程中对各防砂段进行验封，如验封不合格需要进行其他工艺措施（如环空化学封隔器ACP）来保证各防砂段相互密封良好。

3.2 实例分析

Case study

海上X油田D27H井2014年初故障，根据筛选结果具备一定的智能分采管柱卡堵水实施潜力和可行性，决定利用检泵作业机会进行智能分采管柱卡堵水试验，于2015年10月作业结束。初期4个防砂段同时打开生产，返排结束后含水率稳定在87%左右，较故障前含水率稍高，原因是故障关停期间较长、受邻井生产影响油水界面整体抬升。随后根据水平段储层物性及水平井跟端采液强度较大等因素分析，预测P1、P2段含水较高，于11月末采用打压控制方法关闭智能滑套（即压电控制开关），含水率下降至84%，日增油9 m3。于12月中旬采用同样打压控制方法关闭P3段，只保留P4段生产，含水率下降至83%，日增油3 m3。

依据生产数据分别计算P1+P2、P3、P4段含水率和产液指数，见表1。可以看出P4段含水最低，产液能力最高；P3段含水居中，但产液能力最低；P1+P2含水最高，产液能力居中。因此采取先维持生产P4段、随含水上升再逐步打开各层的生产策略，达到控水稳油的目的。D27H通过一次下入智能分采管柱后多次打压控制各防砂段智能滑套开关，获得相应生产数据并计算出各分段含水率和产液能力，实现找水、卡水，整个作业过程只有一次动管柱作业，且各防砂段开关层通过打压控制方式实现，节省了大量人力、物料和场地费用、效率高，解决了水平井找水、堵水作业难题。

表1 D27H井各防砂段含水率和产液指数Table 1 Water cut and liquid producing index of each sand control section in Well D27H

4 结论

Conclusions

（1）智能分采管柱卡堵水技术具备成本低、作业简单、风险小等特点，满足海上X油田水平井卡堵水技术需求，且适用性较好。

（2）依据目前含水状况、累产油量、储层非均质性、见水时间等开发生产参数进行筛选，初步确定5口地质油藏潜力较大、且具备实施条件的智能分采管柱卡堵水试验备选井。

（3）海上X油田已实施1井次智能分采管柱卡堵水试验，通过多次打压控制智能滑套开关，实现水平井大段找堵水，取得较好效果，为后期海上X油田及其他油田水平井高含水治理提供借鉴和指导。

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（修改稿收到日期 2016-11-10）

〔编辑 李春燕〕

Selection of potential wells for water plugging by using intelligent separate-production strings in horizontal wells in X offshore oilfield and its application effect

GAO Zhiliang1, ZHENG Xu2, REN Yiwei3, DENG Yongxiang3, PAN Bin3

1. CNOOC Limited Qinhuangdao 32-6 Operating Company, Tianjin 300450, China; 2. CNOOC Limited Caofeidian Operating Company, Tianjin 300450, China; 3. CNOOC EnerTech-Drilling & Production Co., Tianjin 300450, China

The main difficulty of water flooding oilfields in the middle and late stages is to treat the high water cut of horizontal wells. In X offshore oilfield, however, the treatment of high water cut is difficult and the cost is high. Water plugging technology based on intelligent separate-production string are characterized by low cost, convenient operation and low risk, so it is suitable for water plugging of horizontal wells in offshore oilfields. In this paper, the remaining oil potential of watered out wells in X oilfield and the technical practicability of water plugging were determined by analyzing completion mode, current water cut, cumulative oil production, reservoir heterogeneity and water breakthrough time. And finally 5 candidate wells were selected for water plugging test because of their potential of water plugging with intelligent separate-production strings. Then, the implementation results of water plugging in one well were analyzed. The results show that the intelligent separate-production string is remarkable in water searching & plugging of large sections, should be popularized and applied further. It provides the technical instruction for water control and oil production improvement of oilfields at the late stage of development.

water plugging of horizontal well; intelligent separate-production string; well completion mode; water control and oil improvement; offshore oilfield

高智梁，郑旭，任宜伟，邓永祥，潘彬.海上X油田水平井智能分采管柱卡堵水潜力井筛选及应用效果分析［J］.石油钻采工艺，2017，39（1）：88-91.

TE53

B

1000 – 7393（ 2017 ） 01 – 0088 – 04

10.13639/j.odpt.2017.01.017

:GAO Zhiliang, ZHENG Xu, REN Yiwei, DENG Yongxiang, PAN Bin. Selection of potential wells for water plugging by using intelligent separate-production strings in horizontal wells in X offshore oilfield and its application effect［J］. Oil Drilling & Production Technology, 2017, 39(1): 88-91.

高智梁（1984-），2011毕业于中国石油大学（北京）地质工程专业，硕士研究生，现从事油气田开发、油水井生产动态管理及研究工作，工程师。通讯地址：（300450）天津市滨海新区海川路2121号海洋总部楼A座707。E-mail：gaozhl2@cnooc.com.cn