昝輝

摘 要：水平井技術(shù)已成為稠油油藏開發(fā)的主要技術(shù)之一，受邊底水內(nèi)侵、汽竄等因素影響，水平井高含水問題突出。在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究基礎(chǔ)上，針對(duì)不同的出水規(guī)律，形成了適用于弱邊水及汽竄井的氮?dú)馀菽{(diào)剖控水技術(shù)，適用于B點(diǎn)為主出水的插管橋塞卡封配合水泥堵水技術(shù)，適用于單點(diǎn)、多點(diǎn)出水或不明確出水點(diǎn)的強(qiáng)邊水水平井的溫敏可逆凝膠堵水和凝膠復(fù)合顆粒堵水技術(shù)等稠油熱采水平井堵水系列技術(shù)。

關(guān)鍵詞：稠油油藏 水平井 堵水技術(shù)

隨著主力稠油油藏進(jìn)入高輪次吞吐階段，受邊底水內(nèi)侵、井間汽竄和油井井況變差等因素影響，樂安稠油進(jìn)入產(chǎn)能迅速遞減階段，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能平穩(wěn)接替，2007年以來樂安油田針對(duì)薄層、出砂、超稠等低品味油藏，應(yīng)用了裸眼精密濾砂管為主的熱采水平井配套開發(fā)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了草20、廣9、王140等稠油新區(qū)的規(guī)模開發(fā)。

目前樂安油田稠油水平井產(chǎn)量占稠油產(chǎn)量的70.6%。因此稠油水平井產(chǎn)量穩(wěn)定對(duì)稠油產(chǎn)量穩(wěn)定至關(guān)重要。但是由于邊水內(nèi)侵、汽竄等因素影響造成水平井高含水問題突出，含水大于95%水平井73口，占開井?dāng)?shù)的38%，高含水問題突出，已成為制約樂安油田穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵因素。

一、稠油水平井堵水技術(shù)難點(diǎn)

由于稠油油藏的開發(fā)方式及水平井復(fù)雜的井身結(jié)構(gòu)，決定了機(jī)械堵水或者機(jī)械卡封的難度較大，也導(dǎo)致常規(guī)堵劑及封堵方式不能滿足稠油水平井堵水的要求。

目前稠油熱采水平井主要采用裸眼精密濾砂管完井方式，這種精密濾砂管擋砂精度高（100～200μm），在擋砂的同時(shí)，也阻擋了堵劑的進(jìn)入，堵劑容易在濾砂管處架橋形成堵塞。因此，堵水過程中不僅對(duì)堵劑粒徑要求高，而且施工難度大，風(fēng)險(xiǎn)高。另外由于水平段篩管的連通性，出水位置難以精確判斷，多數(shù)情況下只能進(jìn)行籠統(tǒng)堵水。同時(shí)由于稠油油藏采用熱采開發(fā)方式，要求堵劑耐高溫。

二、稠油水平井堵水技術(shù)特點(diǎn)

針對(duì)稠油水平井堵水難點(diǎn)，通過不斷研發(fā)，初步形成了氮?dú)馀菽{(diào)剖、插管橋塞配合水泥封堵、溫敏可逆凝膠和凝膠復(fù)合顆粒堵劑四類適應(yīng)于不同出水類型、不同封堵半徑、相對(duì)定點(diǎn)堵水的封堵方式。

1.氮?dú)馀菽{(diào)剖堵水技術(shù)

氮?dú)馀菽{(diào)剖技術(shù)作用機(jī)理是利用泡沫劑在地層大孔道中產(chǎn)生的泡沫來降低蒸汽的滲流能力，從而使注汽壓力升高，迫使其后注入的蒸汽轉(zhuǎn)向未驅(qū)替帶，可以起到堵水、調(diào)整吸汽剖面、實(shí)現(xiàn)水平段均勻動(dòng)用的目的，同時(shí)泡沫劑是一種表面活性劑，能大幅度降低油水界面張力，改善巖石表面的潤濕性，提高驅(qū)油效率。由于泡沫具有“遇油消泡、遇水生泡”的特性，屬于彈性封堵，不受精密篩管擋砂精度的限制，能夠適應(yīng)不同出水點(diǎn)水平井的堵水，施工簡便，目前該技術(shù)已成為稠油水平井堵水的主導(dǎo)工藝。

篩選出性能良好的DP-4泡沫劑，常溫狀況下濃度1%泡沫劑表面張力31.2 mN/m，半衰期5h21min，高溫狀況下半衰期3h。采用三段塞注入方式，一般情況下油井含水率大于80%進(jìn)行氮?dú)馀菽{(diào)剖，對(duì)于含水較低的汽竄井采用首先預(yù)注蒸汽，再注泡沫劑方式。

2.插管塞卡封復(fù)合水泥封堵技術(shù)

針對(duì)B端出水為主的高含水水平井，結(jié)合水平井管柱特點(diǎn)，提出了水平井插管橋塞卡封復(fù)合水泥封堵技術(shù)：即通過在水平出水點(diǎn)前端打插管橋塞封堵篩管內(nèi)滲流通道，并配合水泥對(duì)下部出水點(diǎn)進(jìn)行封堵，達(dá)到封堵底部出水點(diǎn)的目的。

水平井插管橋塞由座封及錨定機(jī)構(gòu)、鎖定及解封機(jī)構(gòu)、滑套開關(guān)及防粘機(jī)構(gòu)、插管及打撈機(jī)構(gòu)組成。水平井插管橋塞具有防卡性能穩(wěn)定、獨(dú)特的防粘結(jié)構(gòu)、具有一定的可鉆性的突出特點(diǎn)，能夠確保水平井水泥堵水技術(shù)施工安全性。

耐高溫水泥是以450目超細(xì)水泥為基料，粒徑小，可達(dá)到10μm以下，能夠進(jìn)入地層微孔隙起到封堵作用；通過添加輔劑復(fù)配而成的高強(qiáng)度水泥，解決了注汽條件下常規(guī)水泥強(qiáng)度降低，易失效的問題。在350℃、養(yǎng)護(hù)3天條件下，耐高溫水泥抗壓強(qiáng)度為29Mpa，遠(yuǎn)高于注汽壓力15Mpa，能夠滿足注汽要求。

堵劑用量優(yōu)化，根據(jù)插管塞以下裸眼井段的理論井筒體積確定堵劑最佳注入量。由于篩管完井特殊的井身結(jié)構(gòu)，水泥漿不可能有效地?cái)D入出水段油層。因此堵劑設(shè)計(jì)用量要求填滿井筒，計(jì)算插管塞以下裸眼井段的理論井筒體積。

插管塞配合水泥封堵示意圖

現(xiàn)場施工過程中先在出水段以上位置打插管橋塞，打開滑套開關(guān)進(jìn)行擠灰作業(yè)，擠灰結(jié)束后，上提管柱拔出插管，滑套開關(guān)關(guān)閉，施工結(jié)束。

水平井插管橋塞封堵技術(shù)的成功，突破了精密篩管水平井水泥封堵治理的禁區(qū)，很大程度上解決了精密篩管水平井無有效治理手段的難題。

3.溫敏可逆凝膠堵水技術(shù)

溫敏可逆凝膠由溫敏聚合物、尿素、添加劑和水溶解而成，在高溫狀態(tài)下穩(wěn)定。特點(diǎn)：低溫時(shí)由于聚合物上的親水基團(tuán)和水分子之間存在氫鍵作用為低粘度流體；高溫時(shí)，更多氫鍵斷裂，使得大分子之間通過疏水作用而形成疏水聚集體（hydrophobic aggregate）。當(dāng)所有氫鍵都斷裂后，疏水結(jié)合達(dá)到最大程度，不同疏水聚集體相互結(jié)合，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z體，經(jīng)冷卻又轉(zhuǎn)變?yōu)榈驼扯攘黧w，稱高溫可逆凝膠。

注入油層后，遇高溫蒸汽形成凝膠，封堵大孔道，調(diào)整吸汽剖面；而當(dāng)溫度降低到一定值時(shí)，又轉(zhuǎn)變成低粘度流體，打開大孔道，恢復(fù)產(chǎn)液剖面。

從凝膠溫敏性能測試看：高溫時(shí)（75～90℃可調(diào)）轉(zhuǎn)變?yōu)槟z體封堵大孔道，調(diào)整吸汽剖面；在一定溫度范圍內(nèi)，凝膠具有可逆性，適用溫度范圍：90℃～135℃。

溫敏凝膠不同溫度下封堵率

4.凝膠復(fù)合顆粒堵劑堵水技術(shù)

凝膠顆粒堵劑構(gòu)成主要由 超細(xì)水泥+凝膠+添加劑組成。堵劑主要特點(diǎn)：

4.1添加凝膠提高水泥的懸浮性，易于水平段泵送；

4.2水泥稠化時(shí)間大大增長，90℃下3天不凝固，提高了堵水的施工安全性；

4.3過篩率高：106um篩子過篩率達(dá)到100%；

4.4耐溫性：堵劑低溫不凝固；90℃下3天堵劑初步凝結(jié)，但硬度較低；180℃下呈凝固狀態(tài)且強(qiáng)度較好，因此該堵劑適合高溫堵水；

4.5懸浮性：堵劑漿液具有粘彈性，通過凝膠堵塞孔道，起到駐留效果，延長稠化時(shí)間。

凝膠復(fù)合顆粒堵劑堵水技術(shù)突破了篩管水平井完井結(jié)構(gòu)、開發(fā)方式（熱采）對(duì)顆粒類堵劑制約，首次實(shí)現(xiàn)了顆粒類堵劑在水平井上的大劑量施工，初步形成了一種水平井顆粒堵劑堵水的工藝技術(shù)，在水平井堵水工藝方法上取得新突破。

三、現(xiàn)場應(yīng)用效果

2011年稠油水平井堵水實(shí)施36井次，累計(jì)增油10649t，平均單井日產(chǎn)油增加2.4t/d，措施后含水率降低了6.1%。其中，氮?dú)馀菽{(diào)剖實(shí)施26井次，累計(jì)增油8224t；溫敏可逆凝膠堵水3井次，累增油485t；凝膠復(fù)合顆粒堵水實(shí)施7井次，累增油3379t，取得較好效果。

參考文獻(xiàn)

[1]王佩華. 泡沫堵水調(diào)剖技術(shù)綜述[J] . 鉆采工藝，2000 ，23 （2）.

[2]劉顯太. 勝利油區(qū)水平井開發(fā)技術(shù)[J]. 油氣地質(zhì)與采收率，2002（8）.

[3]廖廣志，李立眾. 常規(guī)泡沫驅(qū)油劑技術(shù)[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，1999.

[4]張朝輝.水平井開發(fā)稠油油藏[M].北京： 石油工業(yè)出版杜.1991.

[5]萬仁博.中國不同類型油藏水平井開采技術(shù)[M].北京： 石油工業(yè)出版，1997.