海上油田全寿命控水完井技术研究及现场试验

为了解决海上油田砂岩底水油藏水平井开发过程中底水快速锥进的问题,在分析流入控制装置（ICD）和自动流入控制装置（AICD）控水完井技术的优势与不足的基础上,研究了海上油田全寿命控水完井技术。该技术结合ICD和AICD控水完井技术的优势,在油井投产初期通过抑制高渗段来均衡水平井水平段供液剖面,投产中后期通过“自动控制流量”来抑制水平段高含水段出液,实现自动控水,起到延缓油井含水率上升的作用。海上油田全寿命控水完井技术在X油田H油藏W1井进行了现场试验,与同油藏生产井对比发现,该技术对水平井开发过程中的含水率上升有抑制作用,值得扩大规模试验。      

水平井砾石充填调流控水筛管完井技术

针对常规水平井调流控水筛管完井存在封隔器封隔长度短、封隔段数有限和深井封隔器下入困难等技术难点,开展了水平井砾石充填调流控水筛管完井技术研究。在分析水平井砾石充填调流控水筛管完井技术原理及技术难点的基础上,分析对比不同类型调流控水筛管的优缺点,选用节流嘴式调流控水筛管或流道式调流控水筛管;根据水平井砾石充填调流控水完井的要求,优选聚合物低密度砾石作为充填砾石,并通过试验评价了砾石充填层的封隔效果,结果表明,砾石充填层可以阻止进入井筒内流体的横向流动,起到封隔器的作用;给出了砾石充填工艺,形成了水平井砾石充填调流控水完井技术。该技术在塔河油田A水平井进行了现场试验,与试验前相比,该井产油量提高了411.8%,含水率降低了13.5百分点。研究结果表明,水平井砾石充填调流控水筛管完井技术可以提高调流控水筛管的调控精度,起到稳油控水作用,具有一定的推广应用价值。      

水平井分段控水完井试油技术

水平井可以增大井筒和油气层之间的接触面积,提供远大于直井的渗流通道,获得更高的产能。底水油藏开发面临的最大问题就是底水的锥进,塔河油田水平井开发已经进入中、高含水阶段,含水上升速度快,严重影响了水平井的开发效益。采用射孔优化技术改变水平井近井筒的流入特性,从而实现流入剖面均一的目的。重点阐述了射孔优化参数优选的原则,结合塔河油田水平井完井现场应用的情况分析,考虑水平井实钻轨迹、测井解释数据、钻井污染等,提出优化射孔方案。调流控水筛管完井主要依靠在高渗带或者井筒的跟端增加附加完井压差以减小生产压差,来平衡整个井筒的实际生产压差,达到控水和治水的目的。揭示了调流控水完井设计的关键技术,分析调流控水各种影响因素,总结塔河油田调流控水完井的应用情况。     

水平井控水完井技术现状与发展趋势

近年来,水平井技术逐步大量应用,但水平井产量递减快,底水上升快,找水、堵水困难等问题也成为影响水平井长期稳产的关键问题。如何最大程度地保证水平段的各个部分能够均衡生产,实现控水已成为水平井开发中极其重要的课题之一。针对该问题,介绍了当前国内外现有的多种水平井控水完井技术,如分段变密度筛管控水完井、中心管控水完井、ICD控水完井、DWS控水完井、倾斜井筒控水完井等。智能化控水完井将成为水平井控水完井技术的发展趋势。     

水平井调流控水筛管完井设计方法研究

分析了水平井调流控水筛管完井条件下流体由地层流入井筒的流动过程,建立了与油藏耦合的水平井调流控水筛管优化模型以及不同类型的控水装置节流压差计算模型。研究了静态模拟和动态模拟两种调流控水筛管完井参数优化设计方法,分析了两种设计方法的特点、区别及运用方式,指出综合运用静态模拟参数设计和动态模拟参数设计进行水平井调流控水筛管完井优化设计的方法。通过实例计算分析,验证了所建立模型和水平井调流控水筛管完井优化设计方法的可行性与适用性。该研究成果为水平井调流控水筛管完井优化设计提供了一定的理论基础。     

水平井ICD控水完井一体化耦合数值模拟研究

ICD控水完井技术在底水油藏水平井中应用广泛,但目前缺少有效模拟底水油藏水平井安装ICD后的生产动态手段。从油藏、ICD、水平井筒等3个空间尺度的流动模型出发,以各个空间尺度的接触面为链接节点构建雅克比矩阵,并利用全隐式方法进行求解,建立了水平井ICD控水完井一体化耦合模型。实例计算结果表明,本文建立的水平井ICD控水完井一体化耦合模型数值模拟预测结果与实际生产数据吻合较好,能够充分体现油藏、ICD、水平井筒间的相互影响,可为底水油藏水平井ICD完井的动态模拟及ICD的优化设计提供参考。     

水平井控水完井管柱的研究与应用

冀东油田早期多采用常规复合绕丝筛管完井方式对水平井进行开发,该完井方式单一,没有采取有效的水平井分段措施,笼统采油,最终导致水平井段过早水淹或报废。为此,研究了水平井控水完井管柱。该完井管柱采用调流控水筛管进行油层防砂,先期控水,保证各段出水均匀,能够延缓底水的锥进,延长水平井的采油寿命;利用遇油自膨胀封隔器对水平井段进行有效分隔,完井工艺简单,方便后期的分段作业;套管阀有效解决了防砂管与裸眼井壁间环空的洗井问题,保证了油层的解堵和顺利生产。冀东油田2口井的应用情况表明,用调流控水筛管防砂完井的井产油量明显高于用复合绕丝筛管完井的井,起到了很好的控水作用。     

海上油田水平井控水完井技术现状及发展趋势

水平井开发技术已在底水油藏、薄层油藏及低渗透油气藏的开发中得到了广泛的应用。但是,在油田实际生产过程中,水平井见水快、含水率高是一个普遍性的问题。介绍了海上油田出水现状、出水机理以及常用的中心管控水、ICD控水、AICD控水等几种控水技术。根据海上油田开发趋势,智能完井控水技术是未来主要的发展方向,具有很大的开发价值。     

基于Petrel RE平台全寿命控水方案优化设计

水平井开发底水油藏时底水脊进的出现会使油井采收率显著下降,在实际生产过程中,多利用控水工具延缓或控制底水脊进。为模拟各种控水工具的控水效果,更加准确地进行整个生命周期内的控水方案设计,基于油藏方案解决软件Petrel RE平台,结合各种控水工具稳油控水机理,建立水平井全寿命控水方案设计模型,并针对实际油田水平生产井,模拟了中心油管、ICD、ICD+打孔管、碟片形AICD的控水效果。结果表明,在整个生命周期内,中心油管技术适应性较差; ICD、ICD+打孔管技术均能实现产水量减少,产油量增加的目的,但效果有限; 碟片形AICD能提升油井产量,且大幅度降低油井产水量,增油控水效果较好; 不同控水时机模拟结果表明,油井前期下入控水工具进行控水较后期采取控水措施效果更好。利用Petrel RE平台建立的控水方案模型可为油田水平生产井控水方案设计提供借鉴。     

海上底水油藏水平井自适应控水技术

海上油田具有储层物性好、单井液量大和水平井水平段长等特点,水平井开发底水油藏时容易形成底水脊进,底水突破后含水迅速上升,出现水淹,造成产油量降低,严重影响油田开发效果.针对海上油田水平井控水难点和高含水特点,以室内实验研究为基础,以现场试验为手段,开展了新型控水技术研究与应用.结果表明,自适应控水技术具有"主动式"控水功能,无需找水,可实现全井段均衡控制,有针对性地抑制出水层位生产,促进产油段生产.自2017年以来,开展现场试验39井次,措施井平均单井日增油量45 m3,较措施前提高产量3.2倍,平均单井含水率降低19％;调整井平均单井日产油量200 m3,平均单井含水率45％,油井初始含水率、含水上升速度均远低于邻井,延长无水或低含水采油期1.5a以上.     

水平井找水测试一体化工艺技术

水平井见水后产能下降,开发效益变差,常规产液剖面测试技术无法找到低产水平井出水位置。研究了水平井分段机械找水工艺,集找水、测试及生产于一体。通过现场5口井试验,准确地找到了出水位置,隔采实现了控水增油。     

胜利低渗油田水平井筛管分段控流完井技术

为了延缓水平井筛管完井后期的含水上升速率、延长水平井生产寿命,胜利油田提出并推广应用了水平井筛管分段控流完井技术。水平井筛管分段控流完井的技术原理为:首先,要根据油井的油藏地质特征,利用管外封隔器将水平油层段合理分段,实现各个不同层系间的有效隔离;然后,利用数值模拟方法计算出油井合理的日产液量,根据油藏的物性参数制订产能分配方案、计算各段需要的渗流面积;最后根据计算结果在各段下入不同孔密或缝密的控流筛管,调节各段生产压差,使产层均衡供液,并控制底水均匀地向水平井筒推进。介绍了分段管外封隔器、变密度控流筛管、变密度割缝管等分段控流完井工具,及分段控流完井工艺。从推广应用至今,该完井技术已经在胜利油田及其所属外地区块的30余口水平井中进行了应用。应用结果表明,该技术稳油控水效果明显,油井含水率可比邻井同期下降10%,能实现各不同层系间的有效隔离、延长油井无水或低含水开采期。      

水平井ICD控底水完井优化研究

随着钻完井技术的发展,采用水平井开发底水油藏成为提高产量、降低成本的有效途径,但是在生产过程中暴露出的问题日益严重.主要表现为底水锥进导致无水采收期短,含水上升快以及后期找堵水困难等问题.文章针对这些问题采用流入控制装置产生附加压降,增加高渗段的流动阻力抑制高渗透段流速来进行优化完井,实现水平井流动剖面的均衡开采、延缓和控制底水锥进,达到提高最终采收率的目的.文中给出完井优化方法为合理开发底水油田提供了一套新的技术思路和方法,该方法已在部分油田投入应用并得到很好的效果.     

海上X油田水平井智能分采管柱卡堵水潜力井筛选及应用效果分析

水平井高含水治理是水驱油田开发中后期面临的主要难题。海上X油田水平井高含水治理措施难度大、费用高,而智能分采管柱卡堵水技术由于其成本低、作业简单、风险小等特点,适合于海上油田进行水平井卡堵水试验。通过分析X油田油井完井方式、目前含水状况、累产油量、储层非均质性和见水时间等因素,确定出X油田“水淹”井剩余油潜力大小及工程条件可实施性,最终筛选出5口具备水平井智能分采管柱卡堵水潜力的试验备选井,并依据1口井的卡堵水实例进行实施效果分析,结果表明利用智能分采管柱进行大段“找水、堵水”现场应用效果较好,值得进一步推广应用,为后期油田“控水、增油”提供技术借鉴。     

一种新型AICD的设计及其数值模拟

长水平井易过早见水/气,在完井段上安装流入控制装置(ICD)可有效解决该问题。针对油井见水后被动式流入控制装置(PICD)发生失效,而当前各自适应流入控制装置(AICD)均存在其局限性的问题,创新提出了一种新型自适应流入控制装置,该装置由Y形导流器和圆盘形限流器组成。利用数值模拟软件分析了其内部流动规律,优化了其结构参数,并基于优化结果研究了流体参数敏感性。研究结果表明,该装置在径向连接方式、60°分支角、3个Y形导流器情况下的结构最优,且其对密度、黏度均不敏感。新设计的装置稳油控水能力强,不含可动件,对油相密度和黏度均有较大的适用范围。     

非均质底水油藏水平井ICD完井优化设计

流入控制阀(ICD)完井动态模拟预测和完井参数优化设计是ICD完井实现水平井生产优化的生命基础。结合半解析耦合模型和Eclipse 2011,建立稳态模拟和瞬态模拟相结合的ICD完井动态模拟方法。该方法不仅是以某一时刻的完井动态为设计依据,而是同时从整个生产周期内井筒与油藏流动动态最佳的角度来优化设计完井参数。针对非均质底水油藏,利用建立的模拟方法进行了ICD完井实例计算与参数敏感性分析,并分别提出了不同布置方式下的ICD完井优化设计方法。结果表明:ICD完井相对于常规完井能显著改善水平井的生产动态;ICD限流强度的确定需综合考虑产液剖面均匀程度和水平井采油指数,ICD完井存在一个最优ICD限流强度;对于非均质底水油藏,水平井ICD完井存在一个最优封隔器个数,其与具体储层的渗透率非均质程度密切相关;变化布置ICD完井设计相对于统一布置ICD完井设计不仅能使产液剖面更均匀,而且还能提高水平井的采油指数。     

底水油藏水平井水淹动态和水淹模式研究

不同水平井的水淹动态特征存在显着差异,而油藏类型、储层物性、流体性质、水平段长度、水平段位置和开发方式等因素都会对水平井水淹动态产生重要影响。以塔里木油田TZ402CⅢ油组水平井为例,根据其生产动态和历史拟合数值模拟,分析了水平井水淹动态特征差异及其影响因素,提出了塔里木油田底水油藏水平井的3种水淹模式,即线状见水整体水淹模式、点状见水整体水淹模式和点状见水局部水淹模式。可为水平井新井设计、完井方式选择、后期措施工艺选井等提供参考依据。     

多层疏松砂岩气藏水平井出水机理及防控对策——以柴达木盆地台南气田为例

柴达木盆地台南气田水平井出水已成为制约该气田稳产的主要因素。为破解上述难题,基于核磁共振测井解释技术,对储层束缚水饱和度分布特征进行研究,并结合该气田水平井投产初期的生产情况,确定投产即产出层内水的储层特征参数;通过岩心气驱水实验对束缚水产出的影响因素进行研究,通过隔夹层击穿实验开展隔夹层封隔能力的影响因素研究;采用数值模拟技术研究水平井在不同日产气量下,水平段长度对井底压力的影响;在此基础上,提出了该气田水平井出水防控对策。研究结果表明:①钻遇可动水饱和度大于7.2%、含气饱和度小于63.5%储层的水平井投产初期即会产出地层水;②泥质含量越低、生产压差越大越有利于束缚水的采出,平面非均质性较强的储层束缚水的产出是一个持续的过程;③隔夹层的封隔能力随夹层的垂向渗透率、含水饱和度减小而增强,随泥质含量、夹层厚度增大而增强;④泥质含量大于90%的Ⅰ类泥岩的突破压力约为4 MPa,泥质含量介于80%～90%的Ⅱ类泥岩的突破压力约为2MPa,泥质含量介于60%～80%的Ⅲ类泥岩的突破压力约为1.5MPa。结论认为,通过增加水平段长度和控制生产压差可以延缓边水侵入,延长气井无水采气期;水平井生产初期应均衡采气,生产过程中应加强动态监测,出水后应及时排水,以提高气井的累计产气量。