坨82稠油出砂油藏射孔技术的优化试验

1、坨82稠油出砂油藏射孔技术的优化试验朱建新1 庄金勇1 张涛2(1胜利测井公司2胜利采油厂)摘要：射孔技术优化。就是针对不同的地质、油藏，选用与其配套开采工艺相适应的、能最大限度获 得产能的一种射孔技术方案。本文分析了坨82区块开采历程。阐述了选用114大孔径、高孔密射孔技术 在坨82的应用效果关键词：油藏坨82块114大孔径高孔密优化0前言坨82断块的油藏类型是普通一特稠油油藏。岩性以粉细砂岩和沙砾岩沉积为主，原油粘度大，出 砂严重，开采难度大。从1983年钻探郑4井发现王庄油田，到现在坨82块(郑41块黄河南部分)和郑36块(黄河北)的全面开发，标志着油田开采工艺和技术的不断提高，特别是射

2、孔优化技术为该块的稠 油开采，提供了有效地技术保障。坨82块的射孔技术优化就是选用了适合该断块油藏特点的114大孔 径、高孔密射孔器，最大限度地提高了该类油藏的采收率。1 油藏概况坨82区块分布于王庄油田的郑41块内，如图1所示。郑41块沙一段位于郑家一王庄油田东部。 坨82块开采的沙1段含油面积238km2，探明储量3084X 10t。沙一段的油藏类型为受构造、岩性控 制的层状强水敏普通一特稠油油藏，沙一段划分3个沙组，其中1组岩性以粉细纱岩及沙砾岩沉积为 主，进一步划分为5个含油小层，4、5小层是主力含油层，如图2所示。主力层平均孔隙度为344，平 均渗透率为1780×10一pm

3、2，孔喉半径均值大部分大于68弘m，储层以高孔、高渗为主。储层的敏感性为强水敏、弱速敏、弱盐敏、弱酸敏、弱碱敏。该块的油层温度63-一65，地温梯度31lOOm，地层压力Ii3II9MPa，压力系数096，综合以上数据，属于常温常压油藏。图1坨82油井分布特征795 / 5文档可自由编辑打印图2 坨82区块主力层分布2开发历程及射孔技术优化过程21初期勘探试采阶段(常规射孔技术)1983年开始勘探开发，第一口井是郑4井，1984年试油获1095td的高产工业油流，从而发现王庄油田。近几年，随着石油开采技术的发展，稠油开发技术得到了很大的提高，该区块的稠油越来越来受到 重视。1993年7月，王庄

4、油田的三维地震资料处理完成，并投入使用，郑408井沙三段常规开发突破 “出油关”1994年上报郑408沙砾岩体探明含油面积39km2，石油储量769×104t。该区块自1991年开始常规试采，射孔技术主要是采用常规孔密、孔径的射孔器(73、89射孔器)，受 当时的开采和射孔技术所限，开发效果不理想，没有达到预期的效果。22开采工艺及射孔技术优化阶段2002年6月以来对郑36、坨82区块沙一段油藏进行开采，射孔技术采用不同孔径、不同孔密的射 孔器，采油工艺采用防砂、电加热等工艺措施，先后对两砂层组、7个小层进行常规试油15次，其中常规 试采井8口井，注汽吞吐试采井4口井。这其中郑365

5、、郑368采用的114大孔径、高孔密射孔技术。注 蒸汽吞吐试采的井效果优于常规试采的井。以郑368井为例，吞吐阶段生产100天，平均日产油81t， 比常规射孔器每天提高23t，这说明大孔径、高孔密能够有效提高产能。截至2003年10月，累计采油15225t，比原来有了一定的进步。23开采工艺及射孔器完善推广阶段 目前，坨82区块是胜利采油厂的主要产能区块。共投产37口油井，其中10口井使用127枪配装89弹射孔器，孔密36孔m，2口井使用127枪弹射孔器，孔密16孔m，25口井采用114射孔器，孔密40孔m。采用114射孔器投产的井，无论冷采井还是热采井，在工艺改造、产液量和产油量等方面都优

6、于采用127枪配装89弹射孔器投产的井(见表1)。表1 采用114型射孔器与127枪配装89弹射孔器射孔效果对比项目 坨826一斜11坨827一斜5 射孔枪、弹12789 114114 孔密(hm)3640油层厚度(m)81 61充填陶粒砂粒径(ram)O4SO9 O4509充填陶粒砂数量(t) 12 25充填压力(MPa)15 17产液、产油、含水(tt)61S640 1105153 射孔技术的优化依据及效果31射孔技术优化依据311射孔孔径 以套管射孔完成的油井，进行砾石充填防砂后，在筛管与套管形成的环空内、射孔孔眼内以及套管外的砾石充填区会充满高渗透的砾石(如图3所示)。在管外充填区，流

7、体从地层到炮眼入口是径向流 动为主；流体进入炮眼内为线性流动；当流体从炮眼流出，在套管和筛管之间的环空内为径向流动。我 们可以根据井底流体的流动情况来分析井底压力降。割层图3砾石充填防砂原理示意由于进入松散砂岩地层的砾石层具有较高的渗透性，能够减小流体的渗流阻力，所以套管外的砾石 充填区能够改善近井地带的流动条件，有利于提高油井产能。而环空砾石充填区、孔道区的砾石因渗流 截面积变小会增加地层流体的渗流阻力，影响油井生产。当流体通过筛管与套管之间的环空充填区时，砾石层所产生的压降可按径向流达西公式计算：P=垡L戒n(R矿LR一)(1)式中：AP为环空压降，MPa Q为流量，m3d；RL为套管半径

8、，m；R为筛管半径，m；五为砾石渗透率，pm2；h为油层厚度，m；为流体粘度，mPa·s。 假设在1397ram的套管井，筛管尺寸为73mm，在筛管和套管之间充满04"-08ram的砾石81(渗透率为120弘mz)，并将油井产量及流体粘度代人(,-以根据原油粘度及含水率推算出地层流体的粘 度)，经过计算可知，环空区产生的压降可以忽略不计，不会对油井的产液量产生大的影响。当流体通过充填满砾石的射孔孔眼时，流动阻力大小服从相关的直线流达西公式。埃利斯(Ellis) 等人阐述了计算孔道区压降的线性流关系式：其中： 卢一警P一001，19L岂Q+447×10-l。阻D(Q

9、A)z(2)式中：P为炮眼区压降，MPa，L为炮眼长度，m，l为流体粘度，mPa·s，Q为平均每个炮眼日产量，m3d·孔；K为砾石渗透率，pm2；A为炮眼截面积，m2；卢为惯性系数，m；P为液体密度，gcm3。 公式中第一项是层流所产生的压降，第二项是紊流产生的压降。假设射孔孔径为12mm，孔道长度为200mm，炮眼内充满04o8mm的砾石(渗透率为120汪m2)，代人油井的其它相关数据，通过计算 可知，充填防砂井井底的压降主要来自于射孔孔眼。从公式可以看出，增大射孔孔眼面积、降低地层流 体粘度能够降低井底压降，减小由充填砾石带来的不利影响。对于出砂井来讲，射孔孔眼很容易被

10、地层砂充满，严重影响油井渗透率，造成油井供液不足。可以 通过计算证明，如果在孔道内分别充满渗透率为120pm2的砾石和05um2的地层砂，其产生的压降可相 差近200倍。由此可见，出砂井来说，实施砾石充填防砂是非常必要的。目前在现场应用的射孔技术通常不能产生较大的射孔孔眼，如果炮眼直径较小，在砾石充填防砂施 工中会造成砾石充填困难，影响防砂效果。114型大孔径、高孔密防砂射孔技术不仅有利于出砂井防砂 作业，而且能够保证油井砾石充填防砂后有较高的产能，为疏松砂岩油藏的开发提供有效的技术保障。1412基l程L 08060402射孔深度(112121) 图4射孔密度、深度对产能比312射孔孔密一般情

11、况下，油井产能比随着孔密的增加而增加。在无钻井损害的情况下，孔密与油井产能比(指 相同条件下，采用射孔完井的产能与裸眼完井的产能比值)的关系如图4所示：此图说明，当孔密很小时，提高孔密，油井的产能比有较大幅度的提高；当孔密较大时，增加孔密对 油井产能比的提高不再明显。孔密大于16孔m时，继续增加孔密对油井产能的影响幅度变小。但对 于稠油油井来讲，增加孔密仍然能够较好地提高油井生产效果，因为当原油粘度较大时，流体在孔眼附 近所受的流动阻力较大，提高孔密有助于提高油井供液能力。32射孔效果 以下是在坨82块使用的114大孔径、高孔密射孔器和127枪配装89弹射孔器部分参数对比和射孔后效果对比，见表

12、2、表3。82表2 114射孔器与127(配装89弹】射孔器技术参数对比表项目 12789 114 孔密(孔m) 36 40 孔径(ram) 12 18表3射孔后产油效果对比表127枪、89弹 114枪弹井号产液(t)产油(t)含水() 井号产液(t)产油(t)含水() 坨826x116 36 40 坨825-xS111 72 35 坨825x7 39 29 25 坨8Z一4一x15 20 159 20 坨824一x7 68 39 43 坨823一x9 15 119 21 坨82697 51 27 坨823一x13 20 15 25从上表可以看出，采用同样的压裂充填防砂工艺，无论是冷采工艺还是热采，应用114大孔径、高孔 密的井的产液量和产油量都大于使用127枪配装89弹的射孔井。4结论114射孔器产生的孔径18ram，孔密为40孔m，在进行压裂充填防砂工艺施工时，利于高携砂比充 填，扩大了充填区域半径，提高了防砂成功率和效果；另外较大的孔径能降低砾石充填带来不利影响，保 障了防砂井的产能，通过多种开采工艺综合应用实现了对坨82块的高效开采。 ，。射孔技术优化方案在坨82区块普通一特稠油油藏的开发中，起到