潘 豪

(1.中海油研究總院有限責(zé)任公司，北京 100028；2.海洋石油高效開(kāi)發(fā)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100028)

控堵水技術(shù)主要應(yīng)用在邊底水油藏水平井中，通過(guò)下入控水管柱、安裝節(jié)流閥、以及注入化學(xué)堵劑等手段，限制水平井高含水段的產(chǎn)出，促進(jìn)低含水段的生產(chǎn)，從而均衡產(chǎn)出剖面，延緩水平井的含水率上升速度。目前，中國(guó)海上含邊底水油藏的油田超過(guò)30個(gè)，其中水平井井?dāng)?shù)超過(guò)50%，油田含水率不斷上升。隨著更多的油田進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期，控水的需求將會(huì)越來(lái)越迫切。

控堵水工作是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及到油藏專(zhuān)業(yè)、鉆井專(zhuān)業(yè)、完井專(zhuān)業(yè)等多個(gè)專(zhuān)業(yè)，需要通盤(pán)考慮生產(chǎn)井全壽命周期的控水相關(guān)因素，進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容設(shè)計(jì)。在做好油藏、鉆井方面的基礎(chǔ)性工作條件下，例如水平井布井、水平段長(zhǎng)度設(shè)計(jì)、水平段軌跡設(shè)計(jì)、多分支或側(cè)鉆等，進(jìn)一步采用合適的控堵水和找水技術(shù)進(jìn)行井筒內(nèi)作業(yè)，增強(qiáng)穩(wěn)油控水的效果。

對(duì)于水平井控堵水技術(shù)和找水技術(shù)，因油藏物性、流體性質(zhì)、井身結(jié)構(gòu)和完井管柱設(shè)計(jì)等條件的差異，已發(fā)展出一系列不同的技術(shù)。近20 a來(lái)，已經(jīng)形成了從生產(chǎn)測(cè)井、示蹤劑等找水技術(shù)，到機(jī)械控水、化學(xué)堵水、連續(xù)封隔體控水等較完整的控堵水技術(shù)體系，為油田的穩(wěn)油控水工作提供了有力的支持。相對(duì)于陸上油田，海上油田開(kāi)發(fā)有其自身的特點(diǎn)：海上油田開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)高、投資大、環(huán)保要求高，受到的不可控因素影響較多；海上平臺(tái)的空間和液處理能力有限；海底油藏的特殊條件、成本的控制等因素也制約海上油田采收率的提高[1]。

1 控堵水技術(shù)現(xiàn)狀分析

1.1 機(jī)械控水技術(shù)

機(jī)械控水技術(shù)主要是通過(guò)下入控水管柱或者控水工具來(lái)調(diào)節(jié)生產(chǎn)井段的流入剖面。因可靠性高、工具壽命長(zhǎng)、控水效果見(jiàn)效快，相對(duì)化學(xué)堵水等其他措施，機(jī)械控水技術(shù)占據(jù)海上控水完井主導(dǎo)地位。中心管、變密度篩管、ICD和AICD等控水技術(shù)在海上油田水平井均有應(yīng)用，井?dāng)?shù)達(dá)到百余口，其中ICD控水技術(shù)應(yīng)用最多。

機(jī)械控水技術(shù)的主要難點(diǎn)是：控水工具的適應(yīng)性、控水能力大小的設(shè)計(jì)以及出水位置和出水量的預(yù)測(cè)。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，這些難題得到了不同程度的解決。1994年提出的中心管控水技術(shù)(如圖1)起到了延緩水平井跟部的底水突破的作用，但其控水能力較小，且只能控制跟部底水脊進(jìn)[2]。因此，中心管控水多數(shù)應(yīng)用在南海東部海相砂巖相對(duì)均質(zhì)油藏中。

圖1 中心管示意

由于中心管柱的適應(yīng)性有限，變密度射孔、變密度篩管設(shè)計(jì)相繼出現(xiàn)。通過(guò)改變射孔密度、篩管的孔徑和孔密來(lái)調(diào)節(jié)水平段內(nèi)各小段的流體流入量，而不僅僅是控制跟部流入量。變密度射孔在大港油田水平井中應(yīng)用20余井次，但由于射孔器材的限制，水平井變孔密射孔不能達(dá)到理想的設(shè)計(jì)結(jié)果，因此限制了后續(xù)的推廣應(yīng)用[3]。變密度篩管(如圖2)的調(diào)節(jié)阻力主要來(lái)自于過(guò)濾網(wǎng)上的積砂阻力和環(huán)空的積砂阻力，適用于出砂井，目前主要應(yīng)用在渤海油田疏松砂巖油藏的部分水平井中。

作為目前的主流技術(shù)，ICD(Inflow Control Device)的出現(xiàn)標(biāo)志著控水技術(shù)的進(jìn)一步提升(如圖3)。通過(guò)管外封隔器對(duì)水平井的分段和各段ICD的流入附加阻力來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)水平井生產(chǎn)段流入剖面。ICD工具種類(lèi)較多，安裝作業(yè)簡(jiǎn)單，控水能力強(qiáng)，在均質(zhì)和非均質(zhì)油藏均適用。從2008年開(kāi)始，ICD在南海和渤海油田大量應(yīng)用，但也面臨著下入后不能調(diào)節(jié)ICD附加阻力的問(wèn)題。

圖2 變密度篩管示意

圖3 ICD管柱示意

分段控水的中心管柱技術(shù)(如圖4)能解決這個(gè)問(wèn)題，初期完井時(shí)先分段，中心管柱可在初期或后期下入，后期下入或者調(diào)整各段節(jié)流阻力時(shí)需要先知道出水位置和出水量。其優(yōu)勢(shì)在于若后期發(fā)現(xiàn)某處出水嚴(yán)重，可在修井時(shí)對(duì)出水的層段進(jìn)行卡封或控制。這種控水措施一般應(yīng)用在非均質(zhì)性油藏或邊水油藏。雖然該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了后期根據(jù)出水情況調(diào)整控水策略的目的，但實(shí)施時(shí)需要?jiǎng)庸苤蘧驼宜鳂I(yè)[4-6]。

圖4 分段控水的中心管柱示意

新式AICD(Auto Inflow Control Device)研制成功是邁向自動(dòng)控水的重要一步。根據(jù)過(guò)流流體的黏度、密度等參數(shù)的變化，AICD能自動(dòng)控制閥門(mén)的流入量大小[7-9]。目前較成熟的是碟片型AICD和流道型AICD，另一種在重油和超重油油藏中廣泛應(yīng)用的AICV也具有類(lèi)似的控水機(jī)理和效果[5,10-11]。AICD的管柱結(jié)構(gòu)與ICD控水管柱類(lèi)似，但單個(gè)AICD閥對(duì)流體黏度、單井含水率和產(chǎn)量有一定的適用范圍，例如碟片型AICD要求黏度大于3 mPa·s，含水率小于98%，產(chǎn)液量大于30 m3/d。且ICD或AICD的使用也會(huì)增加生產(chǎn)井的附加壓降，也可能影響后期作業(yè)(例如酸化等)。AICD控水技術(shù)發(fā)起于國(guó)外。目前國(guó)內(nèi)也開(kāi)發(fā)出了AICD產(chǎn)品，正在逐步應(yīng)用中。它適應(yīng)性強(qiáng)，能自動(dòng)調(diào)節(jié)流入量，對(duì)出水的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的依賴程度大幅降低，且控水能力強(qiáng)(以碟片型AICD為例，在3 MPa壓差下，當(dāng)黏度為50～100 mPa·s時(shí)，AICD閥的過(guò)油量大約是過(guò)水量的6.5～8.5倍[12-13])，從2015年開(kāi)始在南海和渤海區(qū)域的數(shù)口水平井中開(kāi)展了試用。

ICD和AICD既可以在新井中隨篩管一起下入，也可以在已投產(chǎn)井的篩管內(nèi)部隨中心管柱單獨(dú)下入。對(duì)于已投產(chǎn)井，可能存在初期完井并未下入裸眼封隔器對(duì)篩管和井壁之間的環(huán)空進(jìn)行分隔的情況，導(dǎo)致后期控堵水作業(yè)手段有限，2012年南海西部1口已投產(chǎn)水平井試用化學(xué)封隔器ACP(Annulus Chemical Packer)成功封堵了篩管外環(huán)空(如圖5)，為此類(lèi)井的后期控堵水提供了新的途徑[14-15]。

圖5 化學(xué)封隔器配合中心管柱控水示意

另一種方法是智能滑套控水，該技術(shù)也能較好地解決找水難、流動(dòng)阻力調(diào)節(jié)的問(wèn)題。雖然智能完井系統(tǒng)很少應(yīng)用在單支水平井中，但帶液控滑套或電控滑套的找堵水一體管柱已經(jīng)開(kāi)始試用[16]，通過(guò)各段的智能滑套的開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)找水和控水，但目前應(yīng)用數(shù)量少。科威特北部Sabriyah油田曾試用過(guò)分5段的液控滑套氣舉水平井[17]。國(guó)內(nèi)渤海地區(qū)某油田曾在水平井中試用過(guò)3段電控滑套找堵水一體管柱(如圖6)，可以通過(guò)定時(shí)和壓力信號(hào)2種方式對(duì)滑套的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制，但存在井下的電器元件出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)。

圖6 水平井智能滑套找水、卡水管柱示意

1.2 化學(xué)堵水技術(shù)

機(jī)械控水技術(shù)只能解決井筒出水問(wèn)題，但對(duì)于層內(nèi)繞流、儲(chǔ)層內(nèi)部剩余油的動(dòng)用問(wèn)題就需要考慮利用化學(xué)堵水技術(shù)解決[17]。

根據(jù)化學(xué)堵劑對(duì)水層與油層起到的阻塞作用，可將化學(xué)堵水劃分為非選擇性堵水和選擇性堵水。非選擇性堵水技術(shù)應(yīng)用時(shí)需先將油井中產(chǎn)水位置找準(zhǔn)，然后堵住產(chǎn)水位置，控制水的產(chǎn)出；選擇性堵水技術(shù)則是立足于選擇性堵劑和堵劑選擇性注入工藝，憑借堵劑的特殊性能和堵劑選擇性注入工藝，達(dá)到不找水就可以堵水的目的[18]。根據(jù)相應(yīng)形式可劃分為凍膠型、顆粒型、沉淀型、泡沫型和微生物型等[19]。

在設(shè)計(jì)上，對(duì)于出水位置清楚的水平井，如果井筒滿足施工條件，可考慮非選擇性堵劑堵水，如果出水位置不清楚，或者雖然出水位置清楚但井筒不滿足施工條件，則要考慮實(shí)施選擇性堵水[20]。

化學(xué)堵水在陸上油田應(yīng)用廣泛，并取得了較好的效果，已形成了一系列化學(xué)劑和配套工藝，在深部調(diào)剖液流轉(zhuǎn)向劑研究與應(yīng)用方面取得了許多新進(jìn)展，包括形成弱凝膠、膠態(tài)分散凝膠、體膨顆粒、柔性顆粒等多套深部調(diào)剖(調(diào)驅(qū))技術(shù)。但對(duì)于高溫高壓油藏堵水、特高滲大孔道油田深部調(diào)剖、厚油層深部液流轉(zhuǎn)向、水平井堵水問(wèn)題，現(xiàn)有堵水技術(shù)還不能有效應(yīng)對(duì)[21]。

目前，化學(xué)堵水技術(shù)在海上應(yīng)用數(shù)量較少，在水平井中的應(yīng)用更少，整體上堵水成功率偏低，曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的問(wèn)題包括：封堵效果差，有效期短、用量較大，配液程序較復(fù)雜，對(duì)平臺(tái)作業(yè)能力與管柱密封性要求嚴(yán)格，儲(chǔ)層污染風(fēng)險(xiǎn)大。因此，也需要針對(duì)性地研發(fā)新技術(shù)以適應(yīng)海上油田需要。

1.3 連續(xù)封隔體技術(shù)

連續(xù)封隔體技術(shù)是國(guó)內(nèi)新型控水技術(shù)(如圖7)，主要是指在篩管和井壁間環(huán)空充填低密度特殊顆粒，并下入帶節(jié)流閥的控水管柱(例如ICD控水管柱)，實(shí)現(xiàn)對(duì)封隔的各段進(jìn)行流量控制。由于充填層徑向厚度遠(yuǎn)小于軸向厚度，因此，軸向阻力遠(yuǎn)大于徑向阻力，從而大幅降低了環(huán)空軸向竄流量。通過(guò)設(shè)置節(jié)流閥參數(shù)，使得高產(chǎn)段的流動(dòng)阻力大，低產(chǎn)段的流動(dòng)阻力小，從而實(shí)現(xiàn)全井筒產(chǎn)出剖面的調(diào)整。該技術(shù)的關(guān)鍵是要保證充填效率和ICD參數(shù)的設(shè)計(jì)，應(yīng)用時(shí)還應(yīng)考慮出水模式、剩余油量和經(jīng)濟(jì)性等因素。目前海上已應(yīng)用了數(shù)口井，表現(xiàn)出較好的控水效果。

圖7 連續(xù)封隔體控水原理示意

連續(xù)封隔體技術(shù)不但可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)礫石充填防砂和控水，而且還有如下優(yōu)勢(shì)：

1) 單獨(dú)使用機(jī)械控水技術(shù)(如ICD)時(shí)，水平段分段數(shù)量少，難以解決各段內(nèi)竄流和段間繞流的問(wèn)題。因此，對(duì)于水平段滲透率差異大的水平井，采用連續(xù)封隔體技術(shù)進(jìn)行近似“無(wú)限分段”的方式，對(duì)各段進(jìn)行流量控制，降低了繞流和竄流風(fēng)險(xiǎn)。

2) 對(duì)于套管外有竄槽、套管有變形、裸眼段擴(kuò)徑率高的情況也有很好的適用性。

3) 無(wú)需開(kāi)展找水和多次堵水作業(yè)。

其他控堵水技術(shù)如控水砂充填技術(shù)、油水分采技術(shù)尚在研究和試驗(yàn)中，并未推廣應(yīng)用。目前，控水砂制造工藝多樣，采用簡(jiǎn)單的機(jī)械混合法制備出超疏水復(fù)合控水砂，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、費(fèi)用較低，但為保證堵水效果，要求較大的充填厚度(例如，2 MPa的壓降阻力需要5 m的充填厚度)，因此，勝利油田采用了在試驗(yàn)定向井中壓裂充填控水砂的方式，所使用的控水砂是通過(guò)無(wú)機(jī)材料經(jīng)過(guò)處理后，表面形成一層憎水親油層的石英砂，含水率從施工前的73%下降到施工后的57%[22-23]。

油水分采技術(shù)是在現(xiàn)有的井眼基礎(chǔ)上向下部水層鉆井，增加尾管或者水平分支，實(shí)現(xiàn)上部水平井采油，下部分支采水，從而達(dá)到消除水錐的目的[24-25]。該技術(shù)既可以用于新井開(kāi)發(fā)，也可用于使完全水淹井重新恢復(fù)生產(chǎn)。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)是：

1) 產(chǎn)出的油幾乎不含水，產(chǎn)出的水幾乎不含油。

2) 由于產(chǎn)出的水污染小，可以直接回注地層或是直接排放。大幅降低了與舉升和處理水相關(guān)的費(fèi)用。

技術(shù)難點(diǎn)是：

1) 油區(qū)和水區(qū)中開(kāi)采井段的位置和長(zhǎng)度的確定。

2) 油和水的產(chǎn)量比值的確定。產(chǎn)水量太小，難以達(dá)到消錐的目的。產(chǎn)水量太大，容易造成原生產(chǎn)層段不供液。

3) 雙支分采水平井或雙水平井分采都會(huì)帶來(lái)較高的投資。

1.4 找水技術(shù)

控水的前提條件是判斷出水位置。常規(guī)找水是通過(guò)測(cè)井實(shí)現(xiàn)，但僅僅依靠重力是不能將生產(chǎn)測(cè)井儀器下放到水平井的預(yù)定位置，因此，需要借助于輸送工具將儀器傳送。水平井測(cè)試儀器的輸送方式主要有水力輸送、井下電子牽引儀(爬行器)輸送、連續(xù)油管輸送等[26]。

油管泵送的優(yōu)勢(shì)是：

1) 工藝簡(jiǎn)單，不需動(dòng)用大型或特殊設(shè)備。

2) 時(shí)效性高。

3) 成功率高。

4) 成本較低。

水力輸送法易對(duì)油層造成污染，輸送距離較短。

井下電子牽引儀(爬行器)輸送是依靠自身帶有的電機(jī)提供動(dòng)力，具有長(zhǎng)度小、質(zhì)量輕、操作簡(jiǎn)單，可將井下儀器送到準(zhǔn)確位置等優(yōu)點(diǎn)。但井況要求和費(fèi)用均較高，并且存在一定的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

帶電纜的連續(xù)油管輸送方式適應(yīng)性廣，具有遇卡風(fēng)險(xiǎn)小，作業(yè)成功率高的優(yōu)點(diǎn)。但連續(xù)油管的強(qiáng)度有限，設(shè)備占地空間較大。針對(duì)以上問(wèn)題，目前正在研究和試用的新技術(shù)包括：

1) 示蹤劑找水技術(shù)。

為減少生產(chǎn)測(cè)井對(duì)生產(chǎn)時(shí)效的影響并降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，可考慮采用示蹤劑找水技術(shù)，即在水平井多個(gè)目標(biāo)段的完井管柱中安裝不同的緩釋型示蹤劑，開(kāi)井生產(chǎn)后通過(guò)測(cè)試不同示蹤劑產(chǎn)出情況來(lái)識(shí)別出水位置。該方法最大的優(yōu)勢(shì)是僅需將藥劑安裝到完井管柱上，整個(gè)測(cè)試過(guò)程無(wú)需動(dòng)用管柱，即可進(jìn)行水平段出水長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。國(guó)內(nèi)已研制出的一種利用不同種類(lèi)氟苯甲酸示蹤劑、環(huán)氧樹(shù)脂506、順丁烯二酸酐混合成型的緩釋型固體示蹤劑。目前固體示蹤劑至少可緩釋180 d[27]。

2) 井下光纖監(jiān)測(cè)含水率技術(shù)。

該系統(tǒng)通過(guò)激光蝕刻技術(shù)在光纖上植入等距離傳感器，下入到水平井水平段。地面發(fā)射高頻率激光，當(dāng)井下流體流動(dòng)聲波信號(hào)傳播至傳感器時(shí)，傳感器拾取信號(hào)并反射至光電監(jiān)測(cè)儀，將水平段采集的流量及含水率按每米1個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)狡脚_(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，最終獲得水平段產(chǎn)出剖面和含水率等參數(shù)[28]。

2 海上油田控堵水技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

雖然控堵水、找水技術(shù)已取得長(zhǎng)足進(jìn)步，但適用條件仍有諸多限制，應(yīng)用效果仍需進(jìn)一步提高。另外，海上控堵水技術(shù)的研究和應(yīng)用還需要注意海上油田開(kāi)發(fā)的幾個(gè)特點(diǎn)：

1) 海上作業(yè)費(fèi)率高，較長(zhǎng)的控堵水作業(yè)工期會(huì)帶來(lái)較高費(fèi)用，進(jìn)而影響控堵水的經(jīng)濟(jì)性。

2) 受限于海上平臺(tái)面積、設(shè)施能力等因素，一些作業(yè)要求高的化學(xué)堵水可能難以開(kāi)展。

3) 現(xiàn)有水平井的生產(chǎn)測(cè)井找水風(fēng)險(xiǎn)或費(fèi)用較高。

4) 大部分水平井采用裸眼完井和篩管防砂，初期完井時(shí)并未分段。

5) 各海域的邊底水油藏也有自身特點(diǎn)：渤海區(qū)域油藏屬于河流相沉積，儲(chǔ)層變化大，儲(chǔ)層膠結(jié)疏松，非均質(zhì)性嚴(yán)重，油稠，產(chǎn)能偏低。南海區(qū)域的地層以海相砂巖為主，存在部分生物礁灰?guī)r，油層厚度總體偏薄，物性總體好，中高孔滲，邊底水能量充足，原油黏度較低，產(chǎn)量高。

因此，需結(jié)合海上作業(yè)和區(qū)域特點(diǎn)來(lái)研究適合海上油田的控堵水新技術(shù)。

2.1 復(fù)合智能控水技術(shù)

在控水需求日益增長(zhǎng)的背景下，作為控水的重要手段，機(jī)械控水技術(shù)的發(fā)展將會(huì)更有效地促進(jìn)采收率的提高，延長(zhǎng)油田開(kāi)發(fā)壽命。目前的被動(dòng)機(jī)械控水技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，并得到大量應(yīng)用。存在的不足是：

1) 控水管柱下入后不能自動(dòng)根據(jù)各段出水量的變化自動(dòng)調(diào)整節(jié)流阻力。海上作業(yè)日費(fèi)高，后期通過(guò)修井調(diào)整堵水策略的花費(fèi)較高。

2) 對(duì)水平井出水位置和出水量的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性依賴性較高。

因此，自動(dòng)機(jī)械控水技術(shù)成為目前研究的主攻方向。自動(dòng)控水閥技術(shù)因能自動(dòng)調(diào)整、適應(yīng)能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、對(duì)找水要求較弱等優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

然而，單獨(dú)使用被動(dòng)控水技術(shù)(如ICD)或自動(dòng)控水技術(shù)(如AICD)都存在一定的缺陷。例如，ICD存在著初期限流，后期不能堵水的問(wèn)題；AICD雖然中后期根據(jù)流體特征的變化自動(dòng)抑水，但初期抑錐作用有限。

目前正在研究的復(fù)合型控水裝置技術(shù)，通過(guò)ICD和AICD的串聯(lián)組合，能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)早期限流，中后期根據(jù)流體特征的變化自動(dòng)抑水的功能。避免了目前單獨(dú)使用ICD或AICD的缺陷，進(jìn)一步提高了單井采收率，從而獲得更好的控水效果，并實(shí)現(xiàn)了全壽命控水，減少了后期動(dòng)管柱修井次數(shù)。復(fù)合型控水裝置C-AICD(Composite autonomous inflow water device)如圖8所示，該技術(shù)減少了對(duì)出水位置的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的依賴，應(yīng)用范圍廣，更適用于地層認(rèn)識(shí)不太清楚，例如該地區(qū)測(cè)井資料有限，地質(zhì)條件復(fù)雜、未采用生產(chǎn)測(cè)井找水等情況。

圖8 復(fù)合型控水裝置管柱示意

還需改進(jìn)復(fù)合型控水裝置性能以提高對(duì)不同產(chǎn)量的適用范圍，也可減少裝置在高產(chǎn)井的應(yīng)用數(shù)量，降低投資費(fèi)用。同時(shí)，進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，使得該技術(shù)不但能與復(fù)合篩管配套，也能與充填工藝相配套，實(shí)現(xiàn)智能控水和高效防砂。

2.2 壓裂充填控水顆粒技術(shù)

壓裂充填控水砂在定向井中得到試驗(yàn)，但并未在水平中得到推廣應(yīng)用。目前，邊底水油藏大多數(shù)是采用水平井開(kāi)發(fā)，未來(lái)水平井的應(yīng)用數(shù)量比例可能更高，含水率快速上升的問(wèn)題基本上不可避免。目前的機(jī)械控水難以解決井筒附近地層繞流等問(wèn)題，化學(xué)堵水成功率低。若利用疏水顆粒充填技術(shù)進(jìn)行井筒環(huán)空控水，甚至進(jìn)入地層內(nèi)部控水，就可能解決上述問(wèn)題，且有效期將更長(zhǎng)。

在邊底水油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中，由于底水繞流可能存在，深入地層才能更好、長(zhǎng)效地控水。通過(guò)壓裂充填(包括分段壓裂充填)，將帶有疏水性能的顆粒充填到地層，特別是對(duì)高孔高滲層段或易出水層段有針對(duì)性加強(qiáng)充填厚度，增加易出水層的流動(dòng)阻力，提前防止井筒外繞流和延緩底水脊進(jìn)速度。另一方面，通過(guò)在篩管和井壁間的環(huán)空內(nèi)進(jìn)行控水顆粒的充填，防止環(huán)空內(nèi)的橫向竄流，從而實(shí)現(xiàn)地層內(nèi)和井筒內(nèi)的控水，無(wú)需找水和多次堵水作業(yè)。

另外，在充填厚度一定的條件下，目前的控水顆粒對(duì)水的限制阻力較小，還需改進(jìn)疏水改性劑涂抹技術(shù)，提高顆粒疏水性能。

目前，水平井裸眼分段礫石充填技術(shù)已經(jīng)初步應(yīng)用[29]，未來(lái)對(duì)于非均質(zhì)性強(qiáng)的水平井可進(jìn)行分段壓裂充填，對(duì)于其中有高滲帶或裂縫的井段進(jìn)行壓裂充填，如圖9。對(duì)于非均質(zhì)性較弱或者高滲帶難以識(shí)別的井可進(jìn)行常規(guī)控水顆粒充填。

圖9 水平井壓裂充填控水顆粒示意

2.3 化學(xué)堵水技術(shù)

隨著海上油田逐漸進(jìn)入高含水/特高含水期，油藏深部的非均質(zhì)矛盾加劇，水驅(qū)效率逐漸降低，特別是對(duì)于一些特殊油田(如碳酸鹽巖油藏、厚油層油藏、裂縫大孔道發(fā)育的油藏等)，常規(guī)機(jī)械控水措施控堵水作用有限，而化學(xué)堵水擁有地層深部堵水、選擇性堵水的優(yōu)勢(shì)，因此，化學(xué)堵水在未來(lái)也具有巨大的應(yīng)用需求[21]。

國(guó)內(nèi)自20世紀(jì)80年代以來(lái)就開(kāi)展了堵水、調(diào)剖機(jī)理研究。選擇性化學(xué)堵水作為重要的化學(xué)堵水方向，目前已研制出體膨脹性堵水劑(遇油體積基本不變而遇水體膨脹變軟)、聚合物類(lèi)堵水劑(遇油收縮而遇水伸展)、稠化油堵水劑(溶于油而遇水乳化增加黏度)以及復(fù)合堵劑等5大類(lèi)選擇性堵劑。在陸上新疆輪古油田、勝利的勝坨油田也有成功試用[18,32]。

雖然目前的化學(xué)堵劑種類(lèi)多，但隨著新問(wèn)題和新情況的出現(xiàn)，未來(lái)仍需加強(qiáng)以下幾個(gè)方面研究：

1) 需加強(qiáng)堵劑在多孔介質(zhì)中的滲流機(jī)理的研究，特別是要在貼近油藏真實(shí)條件下研究堵劑與巖石的相互作用。

2) 跟蹤新材料發(fā)展進(jìn)程，加強(qiáng)堵劑的改進(jìn)和研發(fā)，提出一種選擇性好、價(jià)格低、有效期長(zhǎng)的具有工業(yè)意義的選擇性堵水劑。

3) 優(yōu)化堵水設(shè)計(jì)技術(shù)和方法，保持與油藏工程研究、物模研究高度協(xié)調(diào)，減少地層不確定因素的干擾。

4) 優(yōu)化堵水工藝，選擇合適的堵劑用量、放置方式和放置位置[33-34]。

5) 提高堵劑的適應(yīng)性，以應(yīng)對(duì)高溫高壓井、海上水平井等特殊條件的堵水要求。

2.4 基于大數(shù)據(jù)的綜合資料解釋找水技術(shù)

目前的找水技術(shù)都存在著一定的局限性。利用不同的輸送工具進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)井，基本上都影響了生產(chǎn)時(shí)效或產(chǎn)生較高的作業(yè)費(fèi)用。井下光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)的管柱結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，費(fèi)用較高。示蹤劑技術(shù)目前主要應(yīng)用在新鉆井的產(chǎn)液剖面測(cè)量，尚不能對(duì)已投產(chǎn)生產(chǎn)井的產(chǎn)液剖面進(jìn)行測(cè)量。

基于大數(shù)據(jù)分析的綜合資料解釋技術(shù)對(duì)解決以上問(wèn)題提供了新的思路。常規(guī)的綜合資料解釋找水技術(shù)是通常指通過(guò)地質(zhì)情況(隔夾層分布、滲透率分布、測(cè)井曲線等)、油藏開(kāi)采情況(單井動(dòng)態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、同層井、過(guò)路井等數(shù)據(jù))、單井鉆完井情況等數(shù)據(jù)分析初步判斷可能出水位置。

隨著老油田的開(kāi)發(fā)深入、新油田的不斷投產(chǎn)，各類(lèi)數(shù)據(jù)積累越來(lái)越多，在有限的區(qū)塊面積范圍內(nèi)，出水的相似性和規(guī)律性通過(guò)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)分析是可能找到的。因此，在綜合資料解釋找水的基礎(chǔ)上，將只關(guān)注單井出水分析擴(kuò)展到區(qū)域類(lèi)似井的分析，通過(guò)開(kāi)展海上油田生產(chǎn)井不同時(shí)期、不同地質(zhì)特點(diǎn)含水率上升規(guī)律研究，分析各自的出水控制因素，利用滲流力學(xué)理論和油藏?cái)?shù)值模擬方法，開(kāi)展邊/底水油藏類(lèi)型的水平井出水類(lèi)型的模擬研究，創(chuàng)新數(shù)據(jù)分析整合技術(shù)，為單井出水規(guī)律和出砂位置預(yù)測(cè)提供依據(jù)。

隨著區(qū)域內(nèi)的水平井出水規(guī)律認(rèn)識(shí)不斷清楚，就可以結(jié)合已有資料和認(rèn)識(shí)指導(dǎo)新油田的出水規(guī)律分析和控水設(shè)計(jì)。并且，在控水技術(shù)不斷發(fā)展的條件下，以前強(qiáng)烈依賴找水結(jié)果的控水技術(shù)將逐漸降低對(duì)出水位置等參數(shù)準(zhǔn)確性的依賴，也可以僅需要綜合資料解釋找水的結(jié)果就能得到較好的控水設(shè)計(jì)和應(yīng)用效果。

3 結(jié)語(yǔ)

海上控堵水和找水技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展已形成了一系列適應(yīng)不同油藏條件的穩(wěn)油控水技術(shù)。隨著油田逐漸進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期，油藏非均質(zhì)性矛盾加劇、水淹程度越來(lái)越嚴(yán)重，水驅(qū)效率也越來(lái)越低，因此，穩(wěn)油控水形勢(shì)越發(fā)嚴(yán)峻，控堵水技術(shù)需求越發(fā)迫切。在具體措施選擇時(shí)，應(yīng)具體問(wèn)題具體分析，并從設(shè)計(jì)全流程、井的全壽命的角度來(lái)考慮做好控堵水工作。

在環(huán)保要求日益嚴(yán)格，新發(fā)現(xiàn)的油田開(kāi)發(fā)難度加大的背景下，控堵水技術(shù)將朝著節(jié)能、環(huán)保、智能、適應(yīng)性強(qiáng)、有效期長(zhǎng)、控水效果更好的方向發(fā)展，相應(yīng)的找水技術(shù)也會(huì)變的風(fēng)險(xiǎn)更低、費(fèi)用更低、準(zhǔn)確性更高。

另外，所研究的技術(shù)需適合海上油田開(kāi)發(fā)的要求，即在有限的空間和平臺(tái)處理能力下，力求技術(shù)便于實(shí)施、有效期長(zhǎng)、對(duì)生產(chǎn)時(shí)率影響小。在國(guó)際原油價(jià)格持續(xù)低位徘徊的形式下，需要進(jìn)一步創(chuàng)新穩(wěn)油控水技術(shù)，降低投入成本，提高油田采收率，保障海上油田高效開(kāi)發(fā)。