平衡控水篩管技術在水平井水錐突破中的應用

平衡控水篩管技術在水平井水錐突破中的應用

與直接井和傾斜井相比，平面井的滲漏區(qū)域可以增大，采收率可以提高，因此得到了廣泛的應用。由于水平井與非均質性地層有較長的接觸面積以及水平段的井筒流動產生的摩阻壓降等原因,使得水平井在水侵上比直井更具風險。由于水的流動性會遠遠好于烴類流體,因此當水平井段的某部位發(fā)生水錐突破時,整個水平井的正常生產會受到直接的影響。尤其在海上油田高作業(yè)費要求較高的單井產量,當產油量由于水體突破造成劇烈下降時,水平井的生產壽命和經濟效益都會受到影響。并最終影響到油田的采收率。平衡控水篩管(ICD)是一種可以控制水平段井筒分段壓差的新型完井工具,通過各類壓降技術,使得水平段井筒內的各段壓差達到一致,從而達到控制產液剖面的結果并達到控水增油的效果。目前ICD完井技術在世界各大石油公司普遍使用,特別是在北海油田和中東地區(qū),效果顯著?；葜萦吞镉?008年率先在南海東部海域引入該技術,其應用效果較好。1平衡控水篩管icd為控制水平井井筒均衡產液,ICD流入控制器和其上預裝的防砂篩管沿著水平井筒安裝(圖1),通過將儲層中達西徑向流轉化為ICD內的壓降流來實現(xiàn)均衡的流量剖面,通過增加地層和井筒之間額外但有限的壓降,抑制流經高速層段的流量而產生更大的壓降,從而減少流速,消除因跟部-趾部效應和滲透率非均質性引起的非均勻流動,起到均衡井筒產液剖面的作用。封隔器和ICD聯(lián)合使用,通過限制各段不同采油指數(shù)達到均勻泄油,從而起到延緩底水錐進,延長無水或底水采油期,提高油氣井產量和采收率的目的。平衡控水篩管(ICD)依據(jù)內部壓降控制系統(tǒng)可以分為3類:通道型、噴嘴型和孔板型。通道型主要依靠螺旋通道產生的摩擦阻力來產生流動控制所需的壓降,對原油粘度及油水乳化現(xiàn)象敏感,不適用于原油粘度較大的油藏;噴嘴型靠流速的變化產生的壓頭損失引起壓降;孔板型利用流速變化和摩擦阻力2種壓頭損失來獲得壓降。2反思水平井結構新鉆(老井側鉆)水平井是南海東部海上油田進入開發(fā)中后期主要的增儲挖潛手段,能有效地開發(fā)油柱高度較小的剩余油及油藏物性差、油層薄、儲量小、非均質嚴重或是強底水的未動用油藏,極大地減緩油田的產量遞減,保持油田的穩(wěn)產和增產,提高油田的采收率?；葜萦吞飪游镄院?、油藏天然能量充足、原油粘度低、地飽壓差大、單井產能高,目前多數(shù)主力油田已進入開發(fā)后期,面臨的主要問題是剩余油油柱高度較小(2～4m),儲層滲透率高(>1000mD),具有很強的底水或次生邊底水,利用水平井開發(fā)由于產液剖面不均衡而容易發(fā)生早期的底水錐進。惠州油田于2008年在2口老井的側鉆水平井完井中引入ICD技術。截止2011年7月,惠州油田已有10口井使用ICD完井,其中水平井7口,直井3口,如表1。3油藏物性、剩余油柱高度和長度對比PLT(productionloggingtool)產能測試是直接驗證ICD完井效果的主要手段,通過PLT測試,可以測得每個封隔段的產量以及封隔的有效性,從而驗證井筒產液剖面是否均衡。由于水平井下入PLT測試管柱難度較大且海上作業(yè)費用較高,故目前沒有在應用ICD完井的水平井中進行PLT測試工作,無法直接驗證應用ICD完井的效果,因此采用與油藏物性相似的未安裝ICD的水平井進行對比驗證。HZ26-1-9SaSb井與HZ26-1-4Sa是2口于2008年完鉆的2口側鉆水平井。這2口井都完井在M12強底水油藏。其中HZ26-1-9SaSb井使用通道型平衡控水篩管(ICD)完井,開發(fā)油藏中西部局部構造高點;根據(jù)領眼井21SaPH井證實該構造高點油藏滲透率為500～800mD,剩余油柱高度7m。HZ26-1-4Sa井使用普通防砂篩管完井,開發(fā)油藏東南部局部高點;領眼井12SbPH井證實該構造高點儲層滲透率為500～1000mD,剩余油柱高度8m。2口井無論是油藏物性還是剩余油柱高度都相差不大,可以用來進行對比。HZ26-1-9SaSb井于2008年7月24日投產,水平段有效長度175m,下入6個機械式封隔器,把水平井筒分隔為6段,并且在每段中分別下入通道型ICD流入控制器。HZ26-1-4Sa井于2008年10月29日投產,水平段有效長度155m,普通防砂篩管完井。該井初產2300BOPD(日產油桶數(shù)),含水2%。圖2為使用ICD的HZ26-1-9Sb井和未使用ICD的HZ26-1-4Sa井的產量對比圖,從圖中可以明顯看出,對于油藏物性、剩余油柱高度和水平井段有效長度相差不大的兩口井,是否使用ICD完井其生產動態(tài)差別明顯。使用ICD完井其初產日產油量高,初產含水率低,液量保持平穩(wěn),開發(fā)后期含水率低,累積產油量高。4圖1:美國監(jiān)獄警察-區(qū)ICU技術應用于惠州油田7口水平井中,7口水平井的累積產油量與含水率如圖3所示。除HZ19-3-5Sa井含水上升較快,控水效果不明顯之外,其余井穩(wěn)油控水效果優(yōu)于預測結果,特別是HZ19-3-9井,該井投產后一直保持自噴生產,油井產量高,含水率低,目前含水率低于55%。5管技術使用多個封隔器的地層分區(qū)水平井由于地層物性的差異和井筒摩擦阻力的影響,使得水平井的產液剖面不均勻,易使油井發(fā)生水錐而過早見水。平衡控水篩管技術使用多個封隔器將物性差別較大的井段進行分隔,并調整各井段的使用參數(shù),達到水平段流體的均衡分布。該技術在惠