復(fù)雜結(jié)構(gòu)井開采-堵水工藝

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1、第五章復(fù)雜結(jié)構(gòu)井增產(chǎn)措施與井下作業(yè)水平井堵水技術(shù)中國石油大學(xué)(北京)檀朝東010-80103148主要內(nèi)容水平井堵水背景水平井堵水現(xiàn)狀水平井調(diào)堵技術(shù)水平井堵水工藝管柱水平井堵水存在的問題水平井堵水研究的難點、重點水平井堵水技術(shù)的需求及研究意義水平井堵水背景水平井堵水背景20世紀20年代提出水平井技術(shù)，40年代進行礦場試驗，80年代在美國、加拿大等國家得到廣泛工業(yè)化應(yīng)用，現(xiàn)在水平井技術(shù)的應(yīng)用已遍及世界上幾乎所有的油氣產(chǎn)區(qū)，成為油氣田開發(fā)的重要技術(shù)。中國石油水平井應(yīng)用簡況水平井的完井方式水平井出水類型水平井產(chǎn)水

2、的危害水平井堵水背景水平井堵水背景1）中國石油水平井應(yīng)用簡況中國石油在“八五”和“九五”期間開展了對水平井技術(shù)的研究和應(yīng)用工作，并在不同油藏中開展了先導(dǎo)試驗或推廣應(yīng)用。至2004年6月，中國石油累計完成水平井近400口，其中塔里木油田165口，2003年水平井年產(chǎn)油241萬噸，占總產(chǎn)量的46%，其他如冀東，新疆，遼河等油田水平井的應(yīng)用也已達到了一定規(guī)模。隨著水平井技術(shù)的日益完善和我國經(jīng)濟的發(fā)展對石油資源的需求劇增，水平井?dāng)?shù)量及水平井油氣產(chǎn)量的比重都呈較快上升趨勢。水平井應(yīng)用的油藏類型主要有底水油藏、裂縫油藏

3、、稠油油藏等。塔里木油田塔中4和塔中16底水油藏，新疆火山巖裂縫性油藏，哈德4薄層油藏，冀東油田高104-5復(fù)雜斷塊油藏利用水平井開發(fā)都取得了很好的效果。水平井堵水背景水平井堵水背景2）水平井的完井方式水平井完井方式主要有，即射孔完井、割縫襯管（篩管）完井、礫石充填完井和裸眼完井。射孔完井可將層段分隔開進行分層作業(yè)，如堵水；割縫襯管（篩不能有效地將層段分開，分層措施作業(yè)困難；管）完井裸眼完井用在碳酸鹽等堅硬不易坍塌的地層，特別是有垂直裂縫的地層，用裸眼封隔器等工具或適當(dāng)?shù)墓に嚳梢赃M行分層措施，如堵水，酸化等

4、。水平井堵水背景水平井堵水背景2）水平井的完井方式在上述完井方式中，割縫襯管（篩管）完井堵水最困難，因為割縫襯管（篩管）與巖石壁面之間沒有隔擋，流體可以徑向和橫向流動，在實踐上要實現(xiàn)分層堵水成功率很小。而在塔里木油田，割縫襯管（篩管）完井占70%以上，此類水平井要堵水，必須在堵劑或工藝技術(shù)上有創(chuàng)新。水平井堵水背景水平井堵水背景3）水平井出水類型由于水平井的特點，其出水方式與直井不同，主要有兩種：底水脊進和裂縫突進。根據(jù)出水區(qū)域在水平段上的分布，底水脊進又細分為點狀、線狀和曲面狀。出水類型發(fā)生條件表現(xiàn)同一油層

5、垂向滲透率不同，或水點狀平段軌跡高低起伏，早期底水先含水率上升相對緩慢從高垂向滲透率區(qū)域，或接近油水界面的拐點進入油井油層縱向是均質(zhì)的，井身軌跡呈含水率上升很快，產(chǎn)線狀直線，底水均勻脊進量明顯下降底水能量充足，油層滲透性高、曲面產(chǎn)量大，線狀見水很快發(fā)展成曲油井嚴重水淹面出水水平井堵水背景水平井堵水背景4）水平井產(chǎn)水的危害由于結(jié)構(gòu)上的原因,水平井在開采過程中更易出現(xiàn)過多產(chǎn)水現(xiàn)象:①水平井多數(shù)在重油油藏,油水流度比很高,某些泄油通道的水飽和度略有上升即會誘發(fā)含水大幅度升高,一旦水突破,原油產(chǎn)出率便急劇降低。②重

6、油井中產(chǎn)生水錐的臨界速率很低,如果有底水存在,水平井以較高速率生產(chǎn)時很易誘發(fā)水錐。③水平井的泄油井段通常以割縫套管完井,難以進行機械封隔;在水平井中流體的流動速率低并呈水平狀態(tài),常規(guī)的測井方法無效;重油層的水飽和度變化響應(yīng)值太低,無法精確測定,描述飽和度變化的ＴＤＴ或ＧＳＴ測井工具大都不適用,在此類井中找出水層更困難。水平井堵水背景水平井堵水背景4）水平井產(chǎn)水的危害綜上所述,水平井出現(xiàn)水突破之后產(chǎn)油便大幅度降低,水處理費用增加,如果沒有適當(dāng)?shù)难a救措施,勢必過早關(guān)閉。適當(dāng)采用調(diào)堵技術(shù)抑制水平井過多出水是解決面

7、臨問題的有效手段。針對不同的出水原因,需要采用不同類型的注入調(diào)堵技術(shù)。根據(jù)迄今為止所完成的油田現(xiàn)場試驗的分析結(jié)果,調(diào)堵處理的注入方式通常有3種:分隔注入、定位注入和籠統(tǒng)注入。水平井堵水現(xiàn)狀水平井堵水現(xiàn)狀1）底水脊進機理2）堵水工藝3）堵水劑水平井堵水現(xiàn)狀水平井堵水現(xiàn)狀水平井堵水技術(shù)涉及油藏、工藝、化學(xué)劑、測井和完井方式5個方面。由于水平井的特殊性，作業(yè)工藝復(fù)雜，測井（找水）資料少，加之割縫襯管（篩管）完井，都增加了堵水的難度。國內(nèi)外對水平井堵水技術(shù)的研究主要在出水機理、堵水工藝（工具）和堵水劑三方面。底水脊

8、進機理的研究較多，但水平井堵水工藝（工具）和堵水劑仍在探索和試驗中。水平井堵水現(xiàn)狀水平井堵水現(xiàn)狀1）底水脊進機理在底水脊進機理研究方面，u1986年Chaperon研究了各向異性地層的水脊變化規(guī)律，u1989年Giger提出了描述水脊的二維數(shù)學(xué)模型，u1989年Kapatzacos解決了底水脊進見水時間預(yù)測問題，u1995年P(guān)ermadi指出，底水脊進最初發(fā)生在靠近水平井跟部的地方，并且脊頂逐漸向井筒中流體流向相