对选用控制减缓水平井底水脊进方法

对选用控制/减缓水平井底水脊进/锥进方法的几点看法曹砚锋中海石油研究中心2009年7月1汇报提纲一、底水锥进产生的原因二、控制/减缓水平井底水锥进的方法三、几点看法2一、底水锥进产生的原因

通常在底水油藏中观察到的水锥现象，是指由于底水上升而形成的锥状油水界面。底水向上锥进的主要原因是由于油井生产时产生的压力降所致，即在开采过程中，井底流压逐渐降低，油层下部形成了方向近于垂直的压力梯度，要保持压力平衡，就使得底水向上运动。当油井生产形成的压力降大于油水密度差引起的重力差时，不可避免地造成水锥升高，油井发生水锥现象。水平井与直井相比，在同样产量的条件下水平井井底附近的压降将远远小于直井井底，故水平井抑制底水锥进更为有效。3水平井发生根部锥进的原因是水平井水平段内的摩擦损失。原油沿水平井井筒流动存在一个压降，与根部相比，水平段末端生产压降很小或者为零，水平段末段就出现产油少或不产油的井段。如果油藏压降较大，在水平段根部这个压力梯度最大处形成水脊，造成底水锥进。

根部锥进形状示意图根部锥进压力示意图一、底水锥进产生的原因4二、控制/减缓底水锥进的方法底水突破后，会一定程度地影响油井的正常生产，对于严重影响油井生产的情况，就需要采取一定的手段，例如关井压水锥、注氮气/氮气泡沫压水锥、机械/化学堵水、侧钻调整等，来控制含水，造成油井操作费用的上升。因此研究在开发初期采取何种有效措施控制/减缓底水脊进/锥进是非常必要的。从大的方面讲，控制/减缓底水脊进/锥进的方法可以分为油藏工程和钻完井工程两个方面。51、油藏工程控制/减缓底水脊进/锥进的方法在人们提出水锥的基本原理后，就对控制/减缓底水锥进进行了大量的理论和实验研究，初期主要集中在研究水锥形成后的水向油井突破的临界产量以及突破时间等问题，在此基础上提出了多种延缓底水锥进的方法，主要有：（1）控制产量。根据研究结果，如果将产量保持在水锥突破的临界产量以下，就可以达到无水开采，但是在该产量下生产通常是没有经济效益的，所以一般情况下不采用。二、控制/减缓底水锥进的方法6（2）利用非渗透性隔层。开发厚底水薄油藏，主要矛盾在于底水锥进，重视垂向和水平渗透率的关系非常必要的，布开发井应尽可能地布在有渗透性隔层的位置，以减缓底水锥进。这种方法在实际油田的开发中应用较多，有些隔层区域分布较广，有些则仅限于某些井区，要充分了解区域的地质特征，合理利用这些隔层，以取得良好的开发效果。二、控制/减缓底水锥进的方法7（3）提高水平井水平段的避水高度。这有利于稳油控水，提高无水采出程度。水平段距离底水越远，见水时间越晚，无水采油期越长。水平井的无水采油量和累积采油量也随着hw的增加而增加。二、控制/减缓底水锥进的方法82、钻完井工程控制/减缓底水脊进/锥进的方法水平井钻完井技术的发展完善已经为有效开发底水油藏做出了巨大的贡献，从钻完井工程的角度上讲，为了控制/减缓底水脊进，可以从以下几方面着手：（1）按照油藏指定的轨迹钻出合格的井眼，包括精确控制井眼的垂直深度在合理的误差范围内，避免钻入水层或者离水层太近。（2）根据水锥稳定公式，控制/减缓底水锥进的一个非常关键的因素是生产压差，只有保持小的生产压差，才能减缓底水锥进，在钻完井过程中使用无污染/低污染的钻完井液（近年来，已经研制出进攻型完井液，使得地层渗透率恢复值大于100％），减少对地层的污染，使近井地带摩擦阻力减小。（3）合理设计井身结构，尽可能增大水平段的井眼直径，使用大直径的套管、防砂筛管，尽量减小井筒摩阻，使水平井眼均匀供液。二、控制/减缓底水锥进的方法9（4）在水平井筒内使用中心管，一方面增加了根部流体进入中心管的距离，另一方面减小了趾部流体至中心管的距离，这样，原来整个水平段的摩擦阻力变为根部至中心管末端和趾部至中心管末端两部分，通过优化中心管的长度最多可以将水平段的最大摩阻减小一半。趾部根部根部中央趾部降低了水平筛管内全段的最大压降二、控制/减缓底水锥进的方法10（5）通过控制沿井筒的生产压差调整水脊形状，使压力剖面尽量拉直。根部锥进形状示意图根部锥进压力示意图二、控制/减缓底水锥进的方法11井下节流水咀Un-drilledbasepipe二、控制/减缓底水锥进的方法12梯级（变密度）筛管二、控制/减缓底水锥进的方法13梯级筛管完井在渤海油田中的应用：井名完井筛管初期日产液m3/压差MPa目前日产液m3/压差MPa含水%生产情况突破时间dB7m77+99+110孔简易7防砂筛管37/2.5537/2.224306年7月投产，目前继续生产B9m77+88+99+121孔、230μm仓南7优质防砂筛管35/2.59006年4月投产，目前关井压锥，压锥累计采油213m3，120B13m77+88+99+121孔、230μm仓南7优质防砂筛管48/1.806年4月投产，目前关井压锥，累计采油70m3。30B18m77+88+110孔简易7防砂筛管36/1.7-2.123/1.692706年1月投产，目前继续生产B4m230μm仓南7单一优质防砂40/目前关井45B8m230μm仓南7单一优质防砂31/10015二、控制/减缓底水锥进的方法14（6）在油水界面下方一定距离人工造成一个隔板，隔板的材料可以是水泥或化学凝胶，以阻断底水向上锥进。隔板的存在，有效延缓了底水的锥进，随着隔板半径的增加，隔板控制底水锥进的效果越好。二、控制/减缓底水锥进的方法15（7）采底水消除水锥。通过在油水界面之下产生一个压力降使其等于采油生产时在井底产生的压降，即在油水界面之下施加一个可控流量，形成一定压差来平衡采油过程中造成的油水界面处压降，来阻止底水上升。二、控制/减缓底水锥进的方法16（1）各种类型油田开发的规律不同，稀油油田控制底水锥进的需求程度要比稠油油田低得多，建议增加见水时间对开发效果影响的敏感性评价，根据评价结果再确定是否采取措施控制/减缓底水锥进。低粘度油藏流体底水锥进趋势比高粘度油藏小。水油粘度比越大（原油粘度越小），油井的见水时间越晚。三、几点看法17（2）控制/减缓底水油藏水平井底水锥进是一个系统工程，需要油藏、钻井、完井等专业共同协作：油藏专业选择合适的井位，钻井专业采用优质钻井工艺和技术钻出轨迹合理的井眼，减少地层污染，完井专业选择合适的井下完井工具进行分段隔离、调整产液剖面。（3）钻完井工程的前三种方法是比较切实可行的控制/减缓底水锥进的方法，而采用先进的井下工具和复杂的井下管柱来实现控制/减缓底水锥进，首先就意味着增加开发初期的投资以及增加作业的复杂程度和风险，其实际使用效果还没有得到验证，因此存在着一定的不确定性和风险，建议在部分油田先进行试验，为大面积推广做准备。三、几点看法18（4）在后期修井作业方便的油田，建议初期不考虑采用复杂的井下工具来控制/减缓底水锥进，可以将整个水平段利用管外封隔器或者膨胀式封隔器分隔为几段，后期根部见水后，再通过打水泥塞或者下中心管封堵出