羅慶梅,郭 亮,馬延風(fēng),李 斌
(中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司第一采油廠,陜西延安716000)
安塞油田是典型的“三低”油田,定向井開(kāi)發(fā)呈現(xiàn)單井產(chǎn)能低、采收率低等問(wèn)題。水平井開(kāi)采技術(shù)因能提高對(duì)儲(chǔ)層的穿透度,增加井眼與油層的接觸面積,達(dá)到提高單井產(chǎn)能的目的,近幾年來(lái)得到了推廣應(yīng)用。安塞油田先后在長(zhǎng)6油藏、長(zhǎng)10油藏以及淺油層開(kāi)發(fā)區(qū)完成了水平井28口。但隨著開(kāi)采時(shí)間的延長(zhǎng),部分水平井出現(xiàn)產(chǎn)能遞減大、含水上升快等問(wèn)題。為此,分析影響因素,探索低滲透油田水平井提高單井產(chǎn)能工藝技術(shù),實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期效益開(kāi)發(fā),顯得尤為迫切。
安塞油田自1993年成功完成第一口水平井塞平1井以來(lái),隨著鉆采工藝的進(jìn)步和創(chuàng)新,水平井開(kāi)發(fā)技術(shù)逐步得到推廣應(yīng)用。水平井鉆井工藝主要采用復(fù)合導(dǎo)向鉆井技術(shù)、PDC 鉆頭+無(wú)線隨鉆測(cè)斜,水平井水平段長(zhǎng)度能達(dá)到600 m 以上。完井工藝主要采用套管固井+射孔方式。水平井儲(chǔ)層改造堅(jiān)持分段壓裂,通過(guò)技術(shù)不斷優(yōu)化,工藝由最初的“填砂+液體膠塞分段壓裂”發(fā)展到以“水力噴射分段壓裂”為主的分段多簇壓裂工藝,并實(shí)現(xiàn)了一次管柱多段壓裂,提高了改造效果。在超低滲油藏,水平井初期產(chǎn)能是同區(qū)塊鄰井初期產(chǎn)能的3倍以上。水平井全部為機(jī)采生產(chǎn),根據(jù)對(duì)區(qū)塊合理流壓研究及單井生產(chǎn)曲線,優(yōu)化調(diào)整抽汲參數(shù),同時(shí),根據(jù)不同生產(chǎn)階段的主要特征配套了井下防蠟、防砂及防氣工具等,保障了油井的正常生產(chǎn)。28 口水平井中,除長(zhǎng)10油藏7口井集中在油藏主力區(qū)塊,其余水平井均分布于區(qū)塊邊部,達(dá)到了提高單井產(chǎn)能、有效動(dòng)用低豐度儲(chǔ)量的目的。
安塞油田長(zhǎng)10油藏水平井見(jiàn)水后即為高含水,同時(shí)產(chǎn)能、液面均呈大幅下降;水平井出現(xiàn)產(chǎn)能突降或不出液現(xiàn)象,表現(xiàn)出堵塞特征。為了探索水平井提高單井產(chǎn)能工藝技術(shù),本文以長(zhǎng)10油藏為重點(diǎn)進(jìn)行分析。
長(zhǎng)10油藏屬構(gòu)造-巖性油藏,邊底水不活躍,屬?gòu)椥匀芙鈿怛?qū)動(dòng)類型。水平井集中在物性較好的東北區(qū)域,于2008年10月開(kāi)始陸續(xù)投產(chǎn),截止目前共投產(chǎn)水平井9口,其中7口水平井圍繞高52井采用“米”字形井網(wǎng)開(kāi)發(fā),對(duì)應(yīng)高52井和周圍注水井采用小水量注水[1]。從長(zhǎng)10油藏水平井生產(chǎn)情況來(lái)看,整體開(kāi)發(fā)形式變差,而含水上升是導(dǎo)致單井產(chǎn)能下降快的主要原因。5 口含水上升井,均集中在“米”字型井網(wǎng)周圍。
(1)平面非均質(zhì)性:砂體展布方向總體呈北東南西向,水平井區(qū)域從西向東砂體變薄,非均質(zhì)性變強(qiáng)。高52 井長(zhǎng)1012-2 層滲透率210.0×10-3μm2,而鄰井高18-23井長(zhǎng)1012-2層滲透率34.6×10-3μm2,井距相差650 m,滲透率級(jí)差為26.9。
(2)水驅(qū)狀況:從水平井水驅(qū)前緣測(cè)試和示蹤劑監(jiān)測(cè)來(lái)看,平面水驅(qū)呈多方向性,沒(méi)有明顯的見(jiàn)水優(yōu)勢(shì)方向,但存在較強(qiáng)的繞流現(xiàn)象,不易控制。
(3)注水情況:長(zhǎng)10 油藏水平井區(qū),周圍對(duì)應(yīng)13口注水井,單井注水量在10~30 m3。有5口表現(xiàn)為見(jiàn)水特征,見(jiàn)水比例71.4%,最短見(jiàn)水周期185天,最長(zhǎng)見(jiàn)水周期1166 天,平均見(jiàn)水周期579 天。但從長(zhǎng)10油藏水平井與周圍注水井的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)看,累計(jì)注水量與油井見(jiàn)水沒(méi)有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
(4)改造規(guī)模及試油情況:高52井組7口水平井均采用水力噴砂分段壓裂技術(shù),平均改造段數(shù)5段,平均單井試排日產(chǎn)液90.89 m3,日產(chǎn)油74.79t。
認(rèn)識(shí):經(jīng)過(guò)對(duì)油井平面非均質(zhì)性、水驅(qū)狀況、注水情況、儲(chǔ)層改造等方面的分析,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯優(yōu)勢(shì)方向和見(jiàn)水規(guī)律。為了進(jìn)一步分析見(jiàn)水原因,需要從層內(nèi)入手,開(kāi)展見(jiàn)水原因分析。
2011年選擇目前國(guó)內(nèi)常用的產(chǎn)液剖面測(cè)試、水平井找水測(cè)試一體化測(cè)試技術(shù)開(kāi)展水平井找水試驗(yàn),現(xiàn)場(chǎng)用兩種工藝測(cè)試了3口井。
2.3.1 高平6井
2011年11 月10 日,進(jìn)行產(chǎn)液剖面測(cè)試找水,為驗(yàn)證該工藝的準(zhǔn)確性,同時(shí)進(jìn)行了中子壽命測(cè)井。
測(cè)試原理:從套管用爬行器將井下儀器送至測(cè)量井段后下泵生產(chǎn),通過(guò)測(cè)量流體的流動(dòng)阻力損失確定流體流量,利用油/水的導(dǎo)電性差異識(shí)別含水率。
從測(cè)試結(jié)果來(lái)看,嚴(yán)重出水段比較吻合,均在1845~1947 m 段,對(duì)應(yīng)在第1、2射孔段。但從含水分析來(lái)看,受集流傘密封不嚴(yán)的影響,產(chǎn)液剖面測(cè)試分析含水均為100%。
從中子壽命的剩余油測(cè)試圖來(lái)看(見(jiàn)圖1),噴射點(diǎn)1、2顯示水淹,噴射點(diǎn)5、6中度水淹,而噴射點(diǎn)3、4未測(cè)試圖見(jiàn)水,顯示未能有效動(dòng)用。
2.3.2 高平2井
2011年6月,采用找水測(cè)試一體化工藝進(jìn)行找水,按射孔段分三段進(jìn)行測(cè)試。
圖1 高平6井剩余油測(cè)試圖
原理:用封隔器將水平井射孔段分開(kāi),利用智能開(kāi)關(guān)器在地面設(shè)定的開(kāi)、關(guān)采集時(shí)間,正常生產(chǎn)后,井口錄取資料,求出各段產(chǎn)液量、含水。
從高平2找水情況來(lái)看,主要出水段為第一噴射點(diǎn),平均日產(chǎn)液18 m3,含水98%;第二噴射點(diǎn)含水為80%,日產(chǎn)油為2.5 t;第三噴射點(diǎn)含水65%,日產(chǎn)油4.5 t。
2.3.3 高平3井
2011年9月,采用找水測(cè)試一體化工藝進(jìn)行找水,經(jīng)過(guò)兩次測(cè)試后,確定噴點(diǎn)2、噴點(diǎn)4 為高含水層段。
從平面見(jiàn)水原因和層內(nèi)找水結(jié)果來(lái)看,水平井區(qū)域非均質(zhì)強(qiáng),見(jiàn)水井集中在砂體變薄的區(qū)域,見(jiàn)水方向沒(méi)有明顯規(guī)律;從層內(nèi)找水結(jié)果來(lái)看,部分噴射點(diǎn)見(jiàn)水,“趾部見(jiàn)水”特征明顯,受高52井影響較小,受周圍注水井影響明顯,同時(shí)反應(yīng)出出水與井距有一定的關(guān)系。
針對(duì)出水層位清楚、井身結(jié)構(gòu)允許的油井,采用水泥塞或封隔器等手段,將出水層位封堵,降低油井含水。
根據(jù)高平2找水結(jié)果,噴射點(diǎn)1水淹,確定采用橋塞封堵,橋塞位置1 905 m,控制其出水。高平2于2011年9月5日機(jī)械堵水,9月16日開(kāi)抽,平均日產(chǎn)液0.37 m3,含水100%,沉沒(méi)度5 m,生產(chǎn)4天后不出液。從堵水后生產(chǎn)情況反映出,高平2井噴射點(diǎn)1是該井的主力產(chǎn)層,封堵后造成該井產(chǎn)液量、液面均大幅下降;但從工藝上來(lái)說(shuō),機(jī)械堵水能達(dá)到封堵部分出水層段的要求。
為了解決高平2井堵水后產(chǎn)液量低甚至不出液的問(wèn)題,選擇水力噴射分段壓裂工藝,解除堵塞,恢復(fù)產(chǎn)能。水力噴射分段壓裂工藝原理:采用大排量、大液量、低砂比的工藝參數(shù),利用小噴嘴、高排量形成高壓,將套管、地層射開(kāi),形成多條人工裂縫,達(dá)到增產(chǎn)的目的。
高平2井采用水力噴射壓裂工藝解堵,解除原有2、3兩個(gè)噴射點(diǎn)的堵塞,在第2、3噴射點(diǎn)之間,即1 830 m 處射孔,并進(jìn)行水力噴射壓裂,新增一個(gè)噴射點(diǎn)(見(jiàn)表1)。壓后下泵抽汲,于2011年10月30日完井。截止2012 年2 月底,平均日產(chǎn)液16.92 m3,日產(chǎn)油2.73 t,含水78.4%;措施后動(dòng)態(tài)變化顯示出含水上升的趨勢(shì),目前日產(chǎn)液14.88 m3,日產(chǎn)油0.89 t,含水92.6%,累增油335 t,達(dá)到了提液、增油的目的。但從目前油井含水上升的情況看,對(duì)封隔器的座封狀況、各噴射點(diǎn)的溝通狀況和加密射孔后對(duì)含水的影響還需進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。
表1 高平2井水力噴射分段壓裂參數(shù)
根據(jù)歷年長(zhǎng)10油藏油水井酸化效果,篩選出了水平井低傷害酸液配方,以解除水平段噴射點(diǎn)的堵塞。
高平6井2009年11月25日自噴轉(zhuǎn)抽,初期日產(chǎn)液28.06 m3,日產(chǎn)油21.12 t,含水10.4%。2011年9 月16 日,產(chǎn)量下降、含水上升,日產(chǎn)液2.15 m3,日產(chǎn)油0.07 t,含水95.9%。經(jīng)初步分析認(rèn)為,噴射點(diǎn)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象,計(jì)劃采用酸化解堵提高產(chǎn)能。
高平6井有6個(gè)噴射點(diǎn),每個(gè)噴射點(diǎn)計(jì)劃用酸液15 m3,排量0.5~0.6 m3/min。從施工情況來(lái)看,順利完成了對(duì)6個(gè)噴射點(diǎn)的酸化,第6噴射點(diǎn)施工壓力最高達(dá)到24.3 MPa,初步判斷為地層堵塞明顯,第1、2噴射點(diǎn)停泵后地層有倒吸現(xiàn)象,反映出地層能量虧空。2011年9 月30日酸化完井,措施后平均日產(chǎn)液量達(dá)10.62 m3,較措施前提液8.94 m3,提液效果明顯,表明近井地帶堵塞得到有效解除。為了降低含水,根據(jù)產(chǎn)液剖面測(cè)試結(jié)果,座封了嚴(yán)重出水段(噴射點(diǎn)1、2),目前平均日產(chǎn)油1.9 t。分段酸化達(dá)到了提液、增油的目的,也從而驗(yàn)證了找水工藝的可行性。
(1)長(zhǎng)10油藏水平井區(qū)域非均質(zhì)強(qiáng),見(jiàn)水井集中在砂體變薄的區(qū)域,但見(jiàn)水方向沒(méi)有明顯規(guī)律,見(jiàn)水層位難以判斷,是制約水平井治理的主要問(wèn)題。
(2)應(yīng)用找水測(cè)試一體化、產(chǎn)液剖面測(cè)試兩種找水工藝應(yīng)用,均能找到出水位置,其中機(jī)械找水方法具有較高的性價(jià)比,建議下步繼續(xù)推廣應(yīng)用。同時(shí),為了減少換層時(shí)井筒積液對(duì)液量、含水的影響,建議延長(zhǎng)每層的測(cè)試時(shí)間。
(3)由于高52井組滲透率高,水驅(qū)呈現(xiàn)多方向性,井距對(duì)油井見(jiàn)水有一定的影響,建議進(jìn)行注采井網(wǎng)研究,延長(zhǎng)見(jiàn)水時(shí)間。
(4)目前水平井堵水只能采取機(jī)械堵水的方式,對(duì)中間見(jiàn)水層無(wú)有效解決方法(高平3),下步應(yīng)加快分段化學(xué)堵水工藝的研究與應(yīng)用。
(5)水平井分段重復(fù)壓裂、分段酸化的改造工藝技術(shù)均取得了成功,可推廣應(yīng)用。
[1] 孫致學(xué),姚軍,唐永亮,等.低滲透油藏水平井聯(lián)合井網(wǎng)型式研究[J].油氣地質(zhì)與采收率,2011,(5):98-100.
[2] 牛寶榮,徐向陽(yáng),何紅梅.國(guó)內(nèi)外水平井開(kāi)采配套技術(shù)[J].吐哈油氣,2007,10(2):30-32.
[3] 羅本剛,楊濤,嚴(yán)弦.水平井酸化酸壓增產(chǎn)技術(shù)工藝及其發(fā)展前景[J].內(nèi)蒙古石油化工,2011,(9):80-82.