特稠油割縫水平井堵水技術(shù)

特稠油割縫水平井堵水技術(shù)

一、特稠油巖層zasta油田由toat、pdvsa和statiusl聯(lián)合組建的siclorational。這是巴西四個(gè)具有戰(zhàn)略意義的油田之一。該區(qū)塊300～500m是松軟的砂巖層,屬于特稠油油藏。在油藏條件下,原油重度為7.5°～9.0°API,黏度在1800～3500cP之間。原油是通過(guò)水平段長(zhǎng)1400m的水平井進(jìn)行自然開(kāi)采的,原油在井眼或井口處同降黏劑混合,被稀釋的原油送到處理中心進(jìn)行脫水、脫氣處理,凈油通過(guò)管道輸送到上一級(jí)加工車(chē)間加工成一種叫做Zuata的低硫高質(zhì)(32°API)合成原油,污水回注到Oficina低水層。二、井身及采空量確定IB03井是1999年在SINCOR油田西南部鉆成的第一口井,完鉆井深2086m,油層厚25m,水平段長(zhǎng)1350m,7in割縫篩管完井,縫長(zhǎng)20in,縫寬0.02in。2000年12月17日投產(chǎn),初期最大產(chǎn)量為2400stb/d(stb\_\_儲(chǔ)罐桶數(shù)),折合成采油指數(shù)為12stb/d/psi(psi\_\_lb/in2),不含水。2個(gè)月后開(kāi)始出水,原油產(chǎn)量迅速降到700stb/d,產(chǎn)水1100stb/d,含水量達(dá)到60%,后又增至80%。2001年10月至2002年9月期間關(guān)井。三、井內(nèi)回采點(diǎn)內(nèi)水層不穩(wěn)定區(qū)域?yàn)榱藴?zhǔn)確找到出水點(diǎn),2001年6月將光纖電纜下到水平井段內(nèi),測(cè)量水平井段的溫度變化曲線(xiàn),以此來(lái)確定出水點(diǎn)的具體位置,因?yàn)樗那秩胧菍?dǎo)致溫度升高的直接原因。溫度是每米一測(cè),并取10min的平均值作為計(jì)算值。該區(qū)塊含水層位于油層下21m處,這意味著水的溫度比原油溫度高0.6℃。從IB03井溫度曲線(xiàn)上可以看出,在1710m(斜深)處溫度升高0.2℃,考慮到水穿過(guò)油層時(shí)被一定程度地冷卻,這表明最可能的出水點(diǎn)就在1710m附近位置。這一點(diǎn)正好是垂直深度的最深點(diǎn),而且水平井段穿過(guò)出水點(diǎn)前的頁(yè)巖段。由于水層比較薄,油/水運(yùn)移比高(大約2000),所以水從含水層進(jìn)入井眼是完全可能的。根據(jù)地質(zhì)解釋資料,決定封堵住出水點(diǎn)以下的地層,一旦封堵成功,井眼穿透的頁(yè)巖就會(huì)阻止油層上部水進(jìn)入井眼。作業(yè)前為進(jìn)一步確定該井的生產(chǎn)狀況,2002年9月重新投產(chǎn),2周內(nèi)原油產(chǎn)量為400stb/d,產(chǎn)水為2280stb/d,含水為85%。四、第一次堵水作業(yè)失敗后至第一井出水點(diǎn)找到后,決定進(jìn)行堵水作業(yè),以便封住出水層和下部的頁(yè)巖層,由于出水點(diǎn)井深1710m,位于油層開(kāi)采段以下,所以決定廢棄采油段下部的部分井段。第一次打算采用連續(xù)油管進(jìn)行堵水作業(yè),但由于下井遇阻和井內(nèi)金屬軟管成團(tuán)等問(wèn)題,最后不得不采用修井機(jī)和3in鉆桿進(jìn)行。洗井鉆具組合包括:6in鉆頭,適用于7in套管的5in打撈籃和適用于9in套管的7in打撈籃。這套組合輕松下到第一次遇阻點(diǎn)(1236m斜深)處。由于第一次堵水作業(yè)失敗后已關(guān)井2個(gè)月,所以作業(yè)前先用有機(jī)溶劑進(jìn)行洗井作業(yè),先在第一道水泥環(huán)隔層處注入40stb,接著在需要進(jìn)行凝膠和水泥處理的隔層前注入90stb。將一套選擇性擠注封隔器組合工具下到第一道水泥環(huán)深度處,檢驗(yàn)所有盲板的橡膠皮碗是否密封。第一道水泥環(huán)位于1807～1846m(斜深)隔層之間,起出封隔器組合工具,可以看到水泥正好在兩個(gè)皮碗間,表明注入的第一道水泥環(huán)非常成功。由于封隔器起出后水泥可能會(huì)返流到7in套管內(nèi),所以在注入另外兩道水泥環(huán)前先下入水泥承接器。水泥承接器順利地下到1834m(斜深)處,從起下管柱可能看到水泥的痕跡。起出管柱后下入封隔器準(zhǔn)備注第二道和第三道水泥環(huán)。第二道水泥環(huán)在1622～1651m(斜深)隔層處,起下封隔器后注入第三道水泥環(huán),第三道水泥環(huán)位于1554～1583m(斜深)隔層處。起出封隔器后將水泥承接器下到采油井段。第二套水泥承接器位于處理層下端,大約1635m斜深處,其目的是隔離7in套管內(nèi)環(huán)空。第三套(最后一套)水泥承接器安放在1581m斜深處,這樣需要處理的層段就被全部隔離開(kāi)來(lái)。200stb聚合物凝膠與20stb超細(xì)水泥一起通過(guò)注水泥插頭擠入到第三道水泥承接器內(nèi),這樣需要封堵的層位就按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行封堵。重新下入采油泵和光纖監(jiān)測(cè)儀。下泵作業(yè)必須在凝膠和超細(xì)水泥充分凝固幾個(gè)小時(shí)后按設(shè)計(jì)要求完成,如果不這樣,被擠入地層的凝膠和超細(xì)水泥就會(huì)返流到套管內(nèi)油泵處堵塞油泵。五、井1周后油層分離該井于2002年12月完成堵水和下泵作業(yè),考慮到凝膠能較好地凝固,比原計(jì)劃多延遲了一段時(shí)間才投產(chǎn)。2003年3月投產(chǎn)后,2周內(nèi)含水量由55%降到低于5%,隨后含水量穩(wěn)定在2%～3%左右,原油產(chǎn)量為1000stb/d。隨著生產(chǎn)指數(shù)的下降,同時(shí)為防止出氣而控制井底壓力的情況下,原油產(chǎn)量穩(wěn)定在800stb/d。2003年5月關(guān)井1周,主要原因是同初期相比井口壓力升高,而滲透率仍在正常范圍內(nèi):初期為17D,堵水后是19D。從結(jié)果中可以推斷出被擠入的化學(xué)劑并沒(méi)有對(duì)油層造成傷害。該井初期生產(chǎn)指數(shù)是12.4stb/d/psi(psi\_\_lb/in12.4stb/d/psi(psi\_\_lb/in2),考慮到該區(qū)塊地層傾向和凈砂量的減少,預(yù)計(jì)生產(chǎn)指數(shù)為3.4stb/d/psi,而實(shí)際生產(chǎn)指數(shù)是2.8stb/d/psi。結(jié)論表明在水平段內(nèi)被隔離的上部井段,也就是1554m以上的井段都是油層。2003年6\_7月關(guān)井,隨后的采油情況表明水再次侵入到IB03井眼。含水量由2003年7月的10%增至2003年10月的16%。光纖探測(cè)儀表明水是來(lái)自于采油井段的底部,預(yù)計(jì)是從封堵層的后面進(jìn)入到油層的。2003年10月,該井采油600stb/d,超過(guò)堵水前稠油產(chǎn)量的50%。從2003年3月到2003年10月的152天內(nèi),該井共計(jì)生產(chǎn)稠油120000stb。假設(shè)不進(jìn)行堵水作業(yè),稠油產(chǎn)量是400stb/d,那么經(jīng)堵水后增加的稠油為6×104stb,而相關(guān)的作業(yè)費(fèi)用為95萬(wàn)美元。這些費(fèi)用必須由增加的原油來(lái)支付。六、改善作業(yè)方式95萬(wàn)美元的作業(yè)費(fèi)用具體分布如下:光纖找水8萬(wàn)美元,連續(xù)油管作業(yè)36萬(wàn)美元,修井機(jī)作業(yè)51萬(wàn)美元。由于對(duì)井眼情況預(yù)計(jì)不夠,導(dǎo)致用連續(xù)油管作業(yè)失敗,從而使第一次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試作業(yè)費(fèi)用偏高。此外,沒(méi)有對(duì)作業(yè)過(guò)程和堵水劑進(jìn)行優(yōu)化,使得封堵只在同樣長(zhǎng)的井段內(nèi)進(jìn)行,而且僅僅修井機(jī)一項(xiàng)就得花費(fèi)56萬(wàn)美元,包括起下鉆費(fèi)用和下采油管柱費(fèi)用。根據(jù)現(xiàn)在所掌握的知識(shí),作業(yè)費(fèi)用和堵水劑的費(fèi)用都能降低,其中性能相似而價(jià)格低廉的堵水劑可以采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方式來(lái)確定其有效性。從作業(yè)角度上分析,作業(yè)時(shí)間和作業(yè)設(shè)備可以進(jìn)行優(yōu)化。就目前而言,整個(gè)堵水作業(yè)只需5～6天時(shí)間。由于是第一次進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),所以要求使用的堵水劑儲(chǔ)備罐、堵水工具和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)必須是最好的。必須指出的是每一次特定的堵水作業(yè)都具有特定的堵水技術(shù),代表的是不同的堵水方式。因?yàn)檫@是第一次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和堵水試驗(yàn),所以在作業(yè)效果和經(jīng)濟(jì)方面都算是成功的。七、石油特征從IB03井堵水事例可以看出,要想準(zhǔn)確設(shè)計(jì)堵水,必須從多個(gè)角度來(lái)分析出水層。1、堵水作業(yè)點(diǎn)如果出水點(diǎn)靠近采油井段端部,建議廢棄采油井段底部的部分井段,IB03井就是這種情況。然而對(duì)于水平井段較長(zhǎng)的井,堵水作業(yè)難度可能比較大,使用連續(xù)油管能夠加快作業(yè)進(jìn)程。如果出水點(diǎn)靠近采油井段根部,堵水作業(yè)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單。在這種情況下,必須保留下部采油井段以確保其經(jīng)濟(jì)價(jià)值,為此要將出水點(diǎn)以上的套管清理干凈。這種情況下的堵水作業(yè)目前在Sincor油田還沒(méi)有出現(xiàn)過(guò),但準(zhǔn)備作為特稠油藏水平井的下一步堵水試驗(yàn)。2、采油區(qū)存在一個(gè)帶的頁(yè)巖如果水泥和凝膠能夠進(jìn)入頁(yè)巖周?chē)?將有助于提高水平井的堵水效果,因?yàn)榈貙铀枰ㄙM(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)找到新的進(jìn)入井眼的通道。3、采井段如果采油的水平井段稍微有點(diǎn)傾斜,這樣增加了水侵入油層通道的曲折度,從而延緩了堵水作業(yè)后遲早到來(lái)的水侵。八、采用光纖工具進(jìn)行堵水作業(yè)找到出水點(diǎn)是任何堵水作業(yè)是否成功的關(guān)鍵。合適的測(cè)井或監(jiān)測(cè)儀是必須的。否則即使設(shè)計(jì)準(zhǔn)確,但由于堵水劑注入到不恰當(dāng)?shù)膶游?堵水作業(yè)也會(huì)失敗。如果水來(lái)自于油層下的含水層,光纖技術(shù)提供了在水平井內(nèi)找水的好辦法。只要油、水間溫差在1℃以上,也就是說(shuō)水層位于水平井油層下至少15m,光纖工具就能識(shí)別由于水的侵入而導(dǎo)致的溫度升高。對(duì)Sincor地區(qū)第一次堵水作業(yè)進(jìn)行積極的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)以后,采用該堵水技術(shù)需要進(jìn)一步探討降低成本的問(wèn)題。作業(yè)方式和堵水劑都存在降低成本的可能性。在Soncor區(qū)塊裸眼/割縫篩管完井的井中,可能不用水泥環(huán)的方式進(jìn)行堵水作業(yè),采用何種方法取決于稠油的黏度和油、水運(yùn)移速率的差異。堵水劑的成本也能大幅度地降低。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試凝膠封堵塊的滲透率來(lái)確定最佳的堵水劑用量。作為一個(gè)可變參數(shù),排量必須經(jīng)過(guò)精確計(jì)算以達(dá)到最優(yōu)的排量。此外,可以在直井中采用整體擠注的方式來(lái)測(cè)驗(yàn)堵水劑的效果,但結(jié)論不能直接用于水平井。值得注意的是這種堵水