水平井分段注汽技术在冷家油田的应用

摘要：辽河油田冷家油田稠油油藏自2004年开始水平井开发，具有油藏类型复杂，油品性质差异大等特点。随着水平井开发的不断深入，出现了动用不均、出水、套损严重等问题，严重影响水平井的开发效果。近年来，针对水平井存在的矛盾，从优化注汽方式开展研究，试验应用了水平井分段注汽技术。该技术根据油藏特征分析，通过蒸汽伞和蒸汽阀的合理配置，实现水平井均匀动用、控水稳油并减少套损风险，从而提高水平井生产效果，取得了一定成果。

关键词：稠油水平井;分段注汽;水窜;动用不均

1 概况

冷家油田位于西部凹陷东部陡坡带，合作区面积166.2平方公里，合作区内油藏类型复杂，油品性质差异大，包括稀油、普通稠油、特稠油和超稠油，主要开发方式为蒸汽吞吐。自2004年起，冷家油田稠油油藏开始水平井开发，主要集中在冷41块、冷42块、洼59块、洼70块及洼83块，目前共有稠油水平井124口，开井85口，日产液1558t，日产油293t。

2 稠油水平井存在问题

2.1 动用不均、注汽强度低，影响水平井吞吐效果

（1）动用不均

稠油水平井主要为筛管完井，采用笼统注汽方式，受储层非均质性影响，存在水平段储量动用不均问题。统计冷家油田16口水平井井温剖面测试资料，动用不均井数14口，占比87.5%。从单井来看，动用较好的井段仅占总水平井段的1/3-1/2。

（2）注汽强度低

水平井段长、注汽强度低也是影响水平井产量的主要因素之一。冷家油田现有井段长度大于300m的稠油水平井37口，初步统计大于300m水平井平均注汽强度只有12.1方/米，平均周期产量仅为1004t，远低于辽河油田平均水平，笼统注汽难以实现水平段控制储量有效动用，影响吞吐效果。

2.2 水窜问题严重，影响水平井生产效果

目前冷家油田水窜水平井主要集中在冷41块和洼83块，其中冷41块为块状油藏，底水侵入严重，现有水平井30口，其中水窜井9口，水窜井比例为30%。洼83块为薄层状油藏，主要以断层水或边水水窜为主，现有水平井19口，其中水窜井5口，水窜井比例为26.3%。随着油田采出程度的增加，水窜情况日趋严重，影响开发效果。

2.3 套损严重，影响水平井开发效果

冷家油田部分薄层状油藏由于油层薄，砂体的弹性能弱，长期单点注汽，筛管局部所受地层的热形变挤压力大，容易导致筛管的损坏。以洼70块为例，共有套坏水平井10口，占总井数的52.6%。

3 技术研究及应用

根据水平井开发中存在的主要矛盾，立足油藏基本情况，本着“低投入、高效益”的工作思路，从优化注汽方式开展研究，试验应用了水平井分段注汽技术。

3.1 技术原理

该技术是通过对水平井油藏物性及生产特征进行分析，对注汽位置及注汽量进行合理分配。根据实际需求将注汽阀和蒸汽伞下入到指定位置，利用蒸汽伞将水平段进行有效分隔，并通过注汽阀控制各段注汽比例，实现水平段汽量的合理分配，从而提高水平井生产效果。

3.2 配套工具

（1）蒸汽伞

特点：压差式坐封结构设计，施工方便;密封元件采用特殊材料硫化成型，耐温高、承压强;钢体外径120mm，施工安全。

技术参数：工作直径161mm;工作温度≤350℃;工作压差≤7MPa。

（2）分段注汽阀

采用双层结构设计，控制蒸汽注入比例，可改變蒸汽流动方向，同时还能防止蒸汽直接作用套管，保护套管。

（3）水平井油管扶正器

水平井油管扶正器在下入过程中，扶正器保护蒸汽伞避免受到刮碰;在蒸汽伞坐封过程中，扶正管柱，提高密封效果。

3.3 技术应用

3.3.1提高动用程度，增加注汽强度

针对动用不均及薄层油藏的水平井，将注汽阀均匀分布在水平段中，使各段均匀受效，实现均匀注汽，提高动用程度，达到增产的目的。

（1）均匀注汽，提高动用程度

针对动用不均的井实施均匀注汽。将注汽阀均匀分布，从调整后的井温剖面可以看出中后段的井温有明显升高。

（2）分段注汽，增加注汽强度

针对井段过长的井利用蒸汽伞将水平段分隔开，提高注汽强度，实现分段注汽，从而提高注汽效果。

3.3.2分段注汽，控制水窜

针对水窜井，利用蒸汽伞和注汽阀避开水窜段注汽，实现选段注汽，达到控水的目的。

（1）利用井温、产液剖面及临井出水情况，分析出水位置，避开出水段注汽，实现控水增油。

边底水油藏，由于水平井多轮次笼统注汽，容易造成底水锥进，或边水推进形成水窜。利用水平井分段注汽技术，对出水段少注汽或不注汽，可以减缓边底水推进的速度，达到“控水”的目的。

做到“控水”关键在于：充分应用井温测试、产液剖面测试、汽窜显示、邻井水淹情况、油层物性差异及生产历史等资料来判断出水部位。依靠蒸汽伞、多点注汽阀的合理分布，及注汽量的合理分配实现控水增油。

（2）针对无法进行产液剖面测试的水窜井，根据油藏特性及临井出水情况判断出水位置。

3.3.3均匀注汽，防止套损

薄层水平井，由于油层薄，砂体的弹性能弱，长期单点注汽，局部易发生热形变，使筛管的相应位置长期受到挤压作用，容易发生套损。而调整为均匀注汽后可以减少局部热形变，从而减少筛管局部损伤。截止目前，共针对薄层水平井实施均匀注汽6井次，平均均匀注汽轮次在3轮以上，均未发生套损等现象。

4 应用效果

从2014年1月至2017年6月，水平井分段注汽技术共实施83井次，累增油1.33×104吨，累降水2.48×104吨。

5. 结论与认识

（1）水平井分段注汽技术可以提高水平井水平段油藏的动用程度，提高水平井吞吐效果，达到增油的目的。

（2）水平井分段注汽技术可以有效解决水平井水窜问题，可以在水窜水平井中推广应用。

（3）水平井分段注汽技术可以有效的减少蒸汽对筛管的单点损伤，减少套损情况发生。

（4）水平井分段注汽技术是针对冷家稠油水平井而研究应用的，适合在同类油藏水平井中推广，具有广泛的应用前景。

参考文献：

[1] 冯勇.稠油分层注汽技术及其应用[J].石油化工应用，2009（3）..

[2] 赵杰，李强等.注蒸汽热采技术研究进展[J]. 内蒙古石油化工. 2010（09）.

作者简介：

张佩佩，女，1989年11月出生辽宁盘锦，汉族，工程师，2012年毕业于哈尔滨石油学院，现于中国石油辽河油田冷家油田开发公司工艺研究所，从事修井作业方案设计以及油井举升配套技术研究工作。