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。      

水平井控水砾石充填防砂技术研究

为满足控水与防砂的双重需求,解决控水筛管充填难度大及后续地层处理难的问题,通过设计旁通滑套AICD筛管并完善其配套技术,研究了一种水平井控水砾石充填防砂技术。旁通滑套AICD筛管通过增加旁通滑套提供额外液流通道,降低充填压力,通过开关滑套满足地层处理及提液等需求。为验证其可行性,自主搭建了可视化水平井充填模拟试验平台,采集压力、排量等数据,实时记录充填过程,对控水充填进行量化分析及可视化评价,为优化施工参数提供依据。利用该平台开展了旁通滑套AICD筛管与常规AICD筛管水平井模拟充填对比试验。试验结果表明,采用旁通滑套AICD筛管进行砾石充填,排量为0.40 m3/min、砂比为4%时,充填效率可达100%,试验结束后旁通滑套开关状态良好,与常规AICD筛管砾石充填对比,施工压力更低,作业时间更短,砾石充填密实。研究结果表明,旁通滑套AICD筛管结构设计合理,配套的控水充填技术切实可行,为水平井控水防砂完井提供了新思路。      

AICD筛管充填控水技术及应用

海上某油田砂体分布复杂,同时受气顶和边水的影响,无法发挥水平井的产能。针对该油田防砂、控水的双重需求,提出了采用AICD控水筛管配合环空充填覆膜颗粒的控水完井工艺技术,详细介绍了AICD充填控水技术的控水原理、管柱设计方法和充填规律。实际投产结果表明AICD筛管配合覆膜颗粒充填技术可以使油井保持稳定的低含水生产状态,降水增油效果显著,适用于渤海油田非均质性较强的油藏。研究的管柱设计方法和充填规律为海上油田水平井控水完井设计提供了参考和借鉴。     

礁灰岩油田水平井微粒充填ICD均衡控水技术

随着开发的进行,礁灰岩储层部分井出现水淹的问题,为提高控水质量,提出了微粒充填ICD均衡控水技术。介绍了该控水管柱的结构和工作原理,对限流阀孔径和安装密度、充填微粒粒径、充填施工参数(泵入压力、泵入流量、加砂比)进行了计算和设计,给出了X5井的清水注入试验和现场应用实例。现场应用表明,两口新井较邻井含水降低62%,累增油量超过2.5×104 m3。通过综合考虑限流阀尺寸和安装密度、充填颗粒粒径与地层砂粒径、充填压力与破裂压力之间的关系,可以在保证油井产能的基础上最大限度地实现均衡控水,该技术适合非均质性强或裂缝发育储层的水平井控水,并推荐在水平段均匀安装限流阀。该研究可为非均质性强或裂缝发育的储层进行控水方案设计提供依据。     

调流控水筛管在冀东油田水平井的应用研究

水平井是一种通过增加泄油面积来提高油井产量的开发手段,水平段轴向产液不均匀会造成水平井含水上升速度过快,影响油井的有效开发。开发研制了一种新型调流控水筛管,可通过设置不同直径的喷嘴使水平井各段均衡产液,局部见水后限制产水段的产液量,并对调流控水筛管的控水效果进行了现场应用。     

自适应调流控水技术研究与试验

针对常规调流控水技术控水针对性差、有效期短,局部层位被底水突破后调流控水效果差、易导致储层的二次伤害等问题,研究了自适应调流控水技术。该技术的关键是自适应调流控水装置及精密滤砂网控水筛管。自适应调流控水装置具有"主动式"调流控水功能,能够根据多控制层位产液的变化自动调整所产生的附加阻力,遇油低摩阻,遇水高摩阻,实现低成本的智能完井;精密滤砂网控水筛管采用6层结构精密滤砂网设计,基管筛网内部留有4～5 mm的过流通道,满足调流控水井内流体横向入流要求,也可对进入井筒内的流体进行深度过滤。现场试验结果表明:应用自适应调流控水技术后水平井日产油量提高了近3倍,延长低含水采油期300 d以上;可有针对性地抑制出水层位的生产,促进产油段的生产,取得了较好的控水增油效果。自适应调流控水技术能在一定程度上解决常规调流控水完井技术存在的控水针对性差的问题,满足调流控水长期性、可靠性以及生产后期阻水采油的技术要求。     

水平井管内分段调流控水技术研究与应用

为了降低水平井含水质量分数,延长水平井生产寿命,研究了水平井管内分段调流控水技术。该技术可根据储层物性、生产动态或找水结果等资料确定每段下入调流控水筛管或油管,分别配置不同大小的油嘴,通过调节每段调流控水筛管的油嘴大小来控制每段的产液量,达到均衡产液的目的。水平井管内分段调流控水技术在L102-P2井的现场试验结果表明,下入调流控水筛管二次完井后,该井产液量由180 m3/d下降至130 m3/d,含水质量分数由99%下降为96%,日产油量上升并稳定在2.7 t左右,动液面由450 m下降至1450 m;日产气量由0增加至5 896m3,平均日产气达到3000 m3。     

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。     

渤海特高孔渗储层控水防砂一体化完井技术

渤海BN油田的特高孔渗疏松砂岩油藏储层非均质性强,生产井出水、出砂问题严重,而现有各自独立设计实施的控水和防砂工艺存在设计实施繁琐、控水防砂效果差等问题。为此,在连续封隔体控水完井技术的基础上,根据地质工程一体化的思路,给出了优选连续封隔体颗粒粒径、设计ICD筛管控流强度及优化配置ICD筛管的方法,形成了适用于渤海特高孔渗储层的防砂控水一体化完井技术。BN油田3口井进行了控水防砂一体化完井技术试验,与邻井相比,单井无水采油期平均延长187 d,初期含水率远低于预期含水率,井口无砂时间明显增长,其中BN-D4H1井井口无砂时间长达889 d。现场试验结果表明,防砂控水一体化完井技术可以满足BN油田控水、防砂的双重需求。     

南海西部W油田水平井中心管控水技术应用

研究表明,水平井普遍存在见水后含水快速上升这一生产特征,控水措施为水平井高含水治理主要手段,选择水平井开发油田有必要尽早考虑高含水期控水治理方案。在参考大量文献基础上,对水平井完井方式,水淹模式及中心管控水原理进行了阐述,总结了南海西部W油田两次水平井中心管控水成功经验,认为对于选择筛管简易防砂完井水平井,通过完井阶段预置管外封隔器,高含水期下入中心管配合钢丝井下作业控水方式可操作性强、过程可逆、对储层无伤害,可降低海上油田开发成本。同时基于具体实例总结提出了水平井控水方案分析编制思路。这一贯穿水平井"完井+开发生产"全生命周期的控水思路及W油田控水实践对海上油田水平井治理具有一定借鉴意义。     

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。     

自适应控水装置和防砂砾石组合试验评价

在水平井开发过程中,由于储层非均质性、跟趾效应等原因,导致油井产量递减速度快、低含水采油期短,储量动用程度低。为研究自适应控水技术在水平井开发过程中的适用性,基于自适应控水技术调研,结合室内试验评价及控水效果评估,分析将自适应控水装置和防砂砾石组合应用水平井的控水效果。试验及数值模拟结果表明,自适应控水装置可以自适应调节流量,防砂砾石增大了流体的轴向流动阻力,可以满足控水装置精细化分段的要求。这两项技术组合应用于水平井,具有显著的控水增油效果,对指导水平井挖潜增效具有重要意义。     

水平井自适应调流控水装置研制与应用

针对边底水油藏水平井由于跟端趾端效应和水平段地层非均质性造成含水率快速升高的情况,在分析油水物性和调流控水筛管应用工艺的基础上,利用层流与紊流的流动特性,研制了一种能够根据产出流体的情况自动调节附加阻力的"主动式"自适应调流控水装置。流体动力学流场模拟及室内性能试验结果表明,油水流经自适应调流控水装置时,油相的摩阻低、水相的摩阻高,最大水油压降比可达10.0以上,具有自动调节油水附加阻力的功能。自适应调流控水装置在塔河油田底水油藏水平井A井进行了现场试验,与未应用调流控水装置的邻井相比,低含水采油期延长3个月以上。研究与试验表明,自适应调流控水装置可以根据产出流体的情况,自动对产出水进行节流,解决了边底水油藏水平井底水锥进的问题。      

可充填自适应调流控水筛管研制及充填试验

常规调流控水筛管受限于控流装置的节流作用,只能选取轻质陶粒进行充填,充填效果难以保证。鉴于此,研制了可充填自适应调流控水筛管。该筛管主要由自复位可充填机构和自适应控水阀组成,自复位可充填机构设置有大排量充填孔,在充填作业过程中可进行大排量循环充填,充填作业结束后自动关闭大排量充填孔;自适应控水阀可根据油水的黏度及密度差异自动调节流动阻力,实现调流控水。砾石充填物模试验结果表明,对于密度为1.68 g/cm~3(视密度为2.60 g/cm~3)的常规密度陶粒,自适应调流控水筛管在大于400 L/min的充填排量下可实现饱和充填,充填作业不再受限于砾石密度及充填排量。可充填自适应调流控水筛管可同时满足高速循环充填、自适应控水和防砂等现场需求,具有较高的推广应用价值。     

基于疏水改性的超低密度控水支撑剂制备及其性能

针对常规陶粒支撑剂密度高且不具备控水性能的问题,先将超低密度有机支撑剂基体的表面进行高温氧化使其表面产生活性基团,然后通过全氟羧酸在活化支撑剂表面通过亲核加成反应合成超疏水层得到超低密度控水支撑剂,评价了该支撑剂的润湿性、阻水性能及油水相渗流性能,并进行了现场应用试验。研究表明,水在该支撑剂表面的接触角达到158.6°,阻水高度为25 cm,与改性前相比地层水渗流阻力增加40%,具有明显的选择性控水效果,且耐冲刷性能优异。超低密度控水支撑剂现场试验充填率达到了100%,且投产后含水率及含水上升速率远低于邻井,产油量显著好于邻井,显示了很好的应用前景。     

FS-RPM相渗调节剂在控水防砂中的研究与应用

针对油田开发中后期油井防砂后含水上升快、稳产期短的问题,制备了一种适用于高含水油井防砂用的FS-RPM相渗调节剂,该材料既可以配制成处理液改善近井地带控水能力,又可以化学锚定到石英砂表面制备成控水砂提高充填层的控水效果。性能评价结果表明,在80℃、矿化度30000mg/L的条件下,其标准流体阻力比(NFRR)大于3,具有较好的控水能力。FS-RPM相渗调节剂和负载型控水砂在QTQ9-10井的应用情况表明,措施后油井含水率下降了21%,控水有效期达到380d,累计产油758t,取得了明显的控水稳油效果。     

ICD筛管环空连续封隔+裂缝充填双重控水实验——以南海东部X油田裂缝型礁灰岩油藏为例

为了探究连续封隔体技术在裂缝型礁灰岩强底水油藏水平井控水中的机理，通过建立双重介质地层与井筒一体化物理模型，进行了不控水、封隔体颗粒+ICD筛管井筒控水、封隔体颗粒+ICD筛管双重（井筒+裂缝）控水对比实验。室内实验结果表明：双重控水实验的井口含水率降幅是井筒控水实验的5倍，且井口含水率对裂缝宽度有明显的敏感性；在对比实验中双重控水实验产液剖面的不均匀系数最小，其次为井筒控水实验，不控水实验的不均匀系数最大；双重控水实验中产油基质的累计压差最大，增油效果最好，其次为井筒控水。现场试验结果表明，2口双重控水井含水率仅为邻近2口未控水井含水率的1/4～1/12，现场试验与室内物模实验结果基本吻合。研究成果可为高效开发裂缝型礁灰岩强底水油藏提供借鉴。     

冀东油田水平井分段控水配套技术

水平井是提高油井产量、提高油田开发效益的一项重要开发技术,冀东油田根据油田开发的需要在疏松砂岩油藏完钻了272口水平井,对油田的快速上产和提高开发效果起到了积极的作用。随着油田的开发,水平井含水率上升较快,目前达到95.7%。为了降低或控制水平井含水率上升,延长水平井生产寿命,近年来研究了相应的配套技术：水平井分段调流控水完井技术,主要用于新井完井或管内二次完井,控制各段均匀产液,避免某段突进,延长水平井的生产寿命;水平井分段遥控分采技术,主要应用于射孔井,通过地面施加不同压力和稳压时间信号控制每个分采开关器的开/关状态,进行逐段试采,然后根据试采情况开采低含水段,封堵高含水段,起到了降水增油的目的;水平井管外分段管内分采技术,主要用于筛管完井水平井,通过分段挤注ACP将筛管外分隔为若干段,在筛管内开关阀分段试采,然后根据试采情况开采低含水段,封堵高含水段。因此,水平井分段控水技术经过2 a多的研究、试验、改进和完善,在现场应用中均达到了初步的控水稳油效果。文中主要介绍这几种配套技术管柱的结构、工作原理及现场试验情况。     

疏松砂岩水平井分段采油技术研究

为了控制水平井的含水上升和延长水平井的生产周期,研究了一种筛管外挤堵剂分段和筛管内分段采油配套技术。该技术解决了筛管外挤堵剂分段、挤堵后能顺利解封起出以及筛管内分段开采等关键技术问题。现场应用表明,该技术实现了疏松砂岩水平井筛管外挤注高强度堵剂段塞将水平井段分隔为若干井段,并在管内逐段进行分采,达到了降低水平井液量和含水以及使油井稳产或增产的目的,为高含水疏松砂岩水平井分段控水采油提供了技术支持。     

边底水油藏水平井ACP定位控水技术的研究与应用

桩西地区筛管完井水平井主要以大通径精密微孔滤砂管或打孔筛管为主,一般采用长井段、一次性投产方式,无法实现机械卡堵和定点封堵,筛管井段动用程度较低或动用不均匀。为实现筛管完井水平井的堵水要求,从室内实验入手,研究和评价ACP材料的性能、适应性及分段控水工艺,实现和解决了此类水平井定位封堵难题。实验结果表明该ACP材料具有良好的剪切变稀、结构重组及恢复特性,70℃下胶凝时间2~6 h,轴向承压强度0.8 MPa/m。在桩136-P2、1-P43两口井试验,取得了一定的效果和认识,为桩西筛管完井水平井高含水治理提供了技术支撑。