（石油与天然气工程专业论文）临盘油田高含水期综合治理措施研究.pdf

临盘油田高含水期综合治理措施研究 王卫明( 石油与乏然气工程) 指导教师：李明忠( 教授) 张子玉( 高级工程师) 摘要 临盘油田已进入高含出、高采m 程度、高采油速度的= 高开发阶 段。针对临盘油田高含水期开发现状，分析了目前油水井生产中存在 的问题。在此基础上，展开了封层堵漏工艺技术研究，丌发了相应的 工艺管柱和配套工具；针对临盘油田油藏地质特点，研究j ，粉细砂岩 地层出砂机理和出砂规律，形成了适合临盘油田的防砂工艺，并研制 开友了适合于粉细砂岩出砂井的防砂泵；唰时，还对杆管偏磨的机理 和规律进行了研究，提出了相应的防治措施。通过上述研究，形成了 适合临盘油田高含水期的综合治理措旌和配套工艺。经现场应用，取 得显著效果，实现了临盘油田可持续稳产及油藏经营管理水平的提 高，油井综合含水下降，油井免修期逐年上升，节能降耗效果显著， 取得了良好的社会和经济效益。 关键词：高含水期，综合治理技术，现场应用，临盘油 _ l ；j c o m p r e h e n s i v et r e a t m e n tt e c h n o l o g yo fh i g h w a t e r - c u tp e r i o di nl i n p a no i l f i e l d w a n gw e i m i n g ( o i l & g a sd e v e l o p m e n te n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rl im i n g - z h o n ga n ds e n i o r e n g i n e e rz h a n gz i - y u a b s t r a c t l i n p a no i l f i e l dh a sa l r e a d l yb e e ni nt h r e eh i g he x p l o i t a t i o ns t a g e ， w h i c ha r eh i 吐w a t e rc u t ，h i 曲p r o d u c e dd e g r e ea n dh 曲p r o d u c e dr a t e c o n s i d e r i n gt h ee x p l o i t a t i o ns i t u a t i o no fl i n p a no i l f i e d ，t h ee x i s t i n g p r o b l e m so fo i l w a t e rw e l l sh a sb e e na n a l y s e dd u r i n gt h ep r o d u 髓i o n a t t h eb a s i so f t h e s e ，t h et e c h n o l o g yo f p l u g g i n gl a y e r sh a sb e e ns t u d i e d ，f o r t h et e c h n i q u ep i p ea n dm m c h i n gt o o l sh a sb e e nd e v e l o p e d a c c o r d i n gt o t h ec h a r a c t e r so fg e o l o g i c a lr e s e r v o ir ，s a n dp r o d u c t i o n p r i n c i p l eo f s i l t s t o n ea n df i n es a n df o r m a t i o nh a sb e e ns t u d i e d i tf o r m ss a n d p r e v e n t i n gt e c h n i q u ea n da l s ot h es a n dp r e v e n t i n gp u m ph a sb e e n i n v e n t e dm e a n w h i l et h ep r i n c i p l eo fs u c k e rr o dt u b i n g p r e v e n t i n g d e f l e c t i o nt e c h n o l o g yw a ss t u d i e da n dt h e p r e v e n t i n g m e t h o dw a s p r o p o s e dt h ea p p l i c a t i o no ft h e s et e c h n o l o g ys h o wt h a tt h ee f f e c ti s n o t a b l e i tr e a l i z e sk e e p i n gp r o d u c t i o ne n d u r a n c ea n di m p r o v e sc o n t r o l l e v e l ，w a t e r - c u th a sb e e nd r o p e d ，u n o p c r n f i n gr e p a i r s s t a g e h a sb e e n i m p r o v e d ，e c n n o m i z a t i o na n d r e d u c ec o n s u m ea r en o t a b l e ，i tg e t sg o o d e c o n o m i cb e n e f i ta n ds o c i a lb e n e f i t 川 k e yw o n l s ：h i g hw a t e rc u t c o m p r e h e n s i v el r e a t m e n tt e c h n o l o g y a p p l i c a t i o n ，l i n p a no i l f i e i d 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了史中特别加以标注和致谢的地力 外，论文中不包含其他人已绎发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得中国石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我同工作的同志对小研究所做的任何贡献均已存论文中作了明确 的说明并表示了谢意。 签名： 孟丑幽j川年 rf 月 同 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅； 学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复 制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名： 导师签名： 查望! 苎i 垄釜 洲，年1 月i e t d j 茸t 月1 日 中国石油大学( 华东) t 程硕士学位论文 第】章前言 第1 章前言 11 临盘油田开发概况 临盘油田位于惠民凹陷i 临邑大断层中央隆起带，共管辖临盘、商 河、临南、江家店四个油田，是一个己开发3 2 年的复杂小断块型的 油田，至2 0 0 4 年12 月，己探明含油面积1 3 5 5 k m ，地质储量2 3 2 5 8 1 0 4 t 。油田共分九套层系进行开发，即：馆1 + 2 段、馆3 段，东营 段、沙一段、沙二段上、沙二段下、沙三段中、沙三段下、沙四段。 至2 0 0 4 年底，临盘油i 共动用储量2 2 3 3 9 l t 8 - 水储量1 3 4 9 0 1 0 4 t ，占动用储量的6 0 4 ，注采对应率5 89 。可采储量6 2 9 3 l o t ， 采收率2 8 2 ，累积采油量4 5 4 2 8 1 0 4 t ，地质储量粟出程度1 9 3 ， 剩余可采储量采油速度7 4 8 。 目前临盘油田已进入高含水( 综合古水为8 3 9 ) ，高采出程度( 可 采储量采出程度6 55 ) ，高采油速度( 剩余可采储量的采油速度是 7 4 8 ) 的三高开发阶段。油田“三大矛盾”日益突出，出砂现象愈发 普遍，高品位地质储量接替难以维持，管杆偏磨腐蚀严重制约了油井 免修期的提高，吨油能耗逐渐加大。如何在这一阶段改善油田开发效 果，延缓产量递减，提高油田采收率，降低吨油能耗，提刑油田经营 水平，是目前亟待勰决的重要问题。然而由于以往工艺水平进展缓慢， 不足以解决各类难题。为此，在l 鼠油田地质特点、开采特征、存在 主要问题及工艺现状调查的基础上，从防水治水、防砂治砂、防治偏 磨三个方面开展工艺技术适应性研究与应用。经过多年的工艺攻关， 取得了显著效果，实现了临盘油田可持续稳产及油藏经营管理水平的 辛国“油| 1 、= 学( 华东) i 群硕十学位论文 第1 章前言 提高，油井综合含水下降，油井免修期逐年上升，节能降耗数果显著， 取得了良好的社会和经济效益。 i 2 国内外油田高含水期开发研究现状。“” 国内投入开发的老油i t t ，目前大部分己进入“二高”丌发阶段， 这些油田中的相当部分处于低产低敛状态，如何稳油控水，增产挖 潜，节能降耗，提高油开发水平和经济效益，对保持石油工业持续 稳定发展，有着十分重要的意义。 国内外在中后期油田开发方面部长期存在着一个凼扰的问题， 就是投资大与经济效益差的矛盾，这个矛盾问题一亩难以调和解决。 多年实践和研究表明：先进可行的技术和多学科密切协作是进行油田 老区开发的关键。 上世纪8 0 年代以来，国内加强了对油田中后期开发的研究，认识 到油田老区储量的进一步动用和开发，是我国陆上石油工q k 稳定发展 的最重要潜力之一。老油田高含水期为了改善油井产能提高油田经济 效益而实行的方案很多，综合起来有以下几个方面： ( 1 ) 在油藏精细描述和剩余油分粕规律研究的基础| ，在注采不 完善的剩余油富集区钻部分调整井，完善注采井刚r 挖拙剩余油： ( 2 ) 注水井采用新型堵剂调剖油井堵水，封堵丈孔道的强吸层， 以进一步扩大层内、层划水驱波及厚度： ( 3 ) 转向注水、转换注采关系，改变水驱方向，扩大扫油面积； ( 4 ) 周期注水和不稳定注水； ( 5 ) 水平井技术，侧钻技术开采高含水老区井闻滞流油； ( 6 ) 三次采油方法和“2 + 3 ”采油技术： 2 中国“油大学( 华尔) 1 程硕十学位论文 第1 章前言 提高，油井综合台水下降，油井免修期逐年上升，节能降耗效果显著， 取得了良好的社会和经济效益。 1 2 国内外油田高含水期开发研究现状“ 国内投入开发的老油丑；i ，目前大部分己进入“三高”丌发阶段， 这些油田中的相当部分处于低产低效状态，如何稳油控水，增产挖 潜，节能阵耗，提高油田开发水平和经济效益，对保持石淮工业持续 稳定发展，有着卜分重要的意义。 国内外在中后期油用开发方面，都长期存在着一个困扰的问题， 就是投资大与经济效益差的矛盾，这个矛盾问题一直难以调和解决。 多年实践和研究表明：先进可行的技术和多学科密切协作是进行油田 老区开发的关键。 上世纪8 0 年代以来，国内加强了对油口中后期开发的研究，认识 到油田老区储量的进一步动用和开发，是我国陆上石油工业稳定发展 的最重要潜力之。老油田高含水期为了改善油井产能提高油田经济 效益而实行的方案很多，综合起来有以下几个方面： ( 1 ) 在油藏精细描述和剩余油分布规律研究的基础上，在注采不 完善的剩余油富集区，钻部分调整井，完善注采井网，挖掘剩余油： ( 2 ) 注水井采用新型埔荆调剖，油井堵水，封堵大孔道的强吸层， 以进一步扩大层内、层潮水驱波及厚度： ( 3 ) 转向注水、转换注采关系，改变水驱方向，扩大扫油面积： ( 4 ) 周期注水和不稳定注水； ( 5 ) 水下井技术，侧钻技术开采高含水老区井间滞流油； ( 6 ) 三次采油方法和“2 + 3 ”采油技术； ( 6 ) 三次采油方法和“2 + 3 ”采油技术； 2 中国石油丈学( 华东) 工程硕士学位论文 第l 章前言 ( 7 ) 长关井挖潜，稠油开采； ( 8 ) 油田节能降耗：注永系统节能，杆管偏麝及油井防砂防腐等 我国近些年来为保持高含水期油田高产稳产而采取的配套工艺技 术有了较大的进展，健仍有较大的研究空间，对油田开发的有些问题 的认识还不十分清楚，还要继续加深分析研究和开展技术攻关，提高 油田的开发效益。 10 主要研究内容 针对临盘油田高含水期开发现状，要维持油田的高效开发，需要 对油水井进行综合治理措施的研究。本文研究的内容主要包括： ( 1 ) 油井堵水工艺技术研究； ( 2 ) 防砂工艺研究，主要是粉细砂岩油劳防砂及防砂袋的应用： ( 3 ) 杆管偏癌机理及防治方法； ( 4 ) 不同的工艺措施在现场应用效果的评价与分析。 尘田柏油人学( 华东) r 矬硕十学位论文第2 章临盘油田的地质开发特点 第2 章临盘油田地质开发特点 2 1 地质特点 临盘油田是一个复杂小断块型的油田。断块油田与整装油田相 比，具有断层发育、构造复杂、断块含油面积小、含油层系多、油水 关系复杂、油藏埋深范围大、油层物性变化大等特点。 211 断层多，断块小，构造十分复杂 油田内钻遇断点2 5 0 0 多个，平均单井3 个左右，最多的临4 卜1 i 井钻遇断点达1 1 个，众多的断层将油田分为3 1 3 个大小各异的古油 断块，8 5 的断块面积小于0 5 k m 2 ，平均每个断块含油面积0 3 5 k m 2 ， 地质储量4 1 3 1 t ，是典型的复杂小断块油田。 21 ，2 含油层系多，油水关系复杂 临盘油田有九套含油层系：馆i + 2 段、馆3 段，东营段、沙一段、 沙二段上、沙二段下、沙三段中、沙三段下、沙四段。由于断块封隔 性强，各断块都可形成独立的油水系统+ 同一断块内各小屡也基本上 有各自的油水系统，油水关系比较复杂，给开发层系的划分和注采井 网的布置都带来影响。 213 油藏类型多，天然能量差异大 大多数断块油田具有多种油藏类型，一般包括层状油藏、断块油 藏、岩性油藏及其复合类型。有的断块四周被断层所封闭，有的属于 开启状和半开启状。因此，天然能量相差较大。如临盘油田临2 块和 临9 3 块，前者有活跃的底水和边水，后者有广阔的边水，天然能量 4 中晒油大学( 华尔) 1 ：矬颧士学位论文荔2 章临盘油田的地质开发特点 充足。 21 4 油层物性和原油性履变化范固大 l 临箍油田储层沉积环境各不相同，有河流相、三角洲相、浅湖相、沉 积相、冲积扇相等各种类型，因此临盘油田储层物性和原油性质变化范围 非常大，油层孔隙度变化范围为1 2 3 3 ，空气渗透宰为 15 k 1 0 5 0 0 0 x 1 0 4 删2 ，所毗使得各油层之间产能相差也很大，油层 物性一般是浅层好，漾层变差。地面原油密度为0 8 5 - 0 9 7g c m 3 ，地下 原油粘度为l5 1 0 0 m p a s 。一般规律是深部稀、浅部稠，平面上从 南向北油层物性由细变粗，j l 隙度、渗透率由低变高，原油由稀变稠， 密度由小变大。 2 ，15 油藏埋藏深度不一 临盘油田油藏埋藏晟浅的是馆1 + 2 段，1 2 5 0 m 左右，最深的临 9 5 沙三上，3 5 0 0 卅左右。 2 1 6 中高含水期是一个重要的采油阶段 断块油田的注采系统完善程度低，油井单向受效的多，导致油田 投产初期油井见效快，吉水上升伙，如临南油田1 9 9 5 年底采出程度 为1 0 ，含水上升到5 0 。很多断块油田符含水7 5 猷前，只能采出大 约可采储量的一半，还有一半的可采储量将在高于7 5 的含水情况下 采出。因此中高含水期仍然是断块油田的个重要生产阶段，通过采 取各种增产措施，仍然能在一定的采油速度下继续保持一殴时期的稳 产。 ! 里! 堂芏! 竺垄! ! ! ! 堡堂堡堡茎塑! 主l 堕塑，垫里蝗些堕! ! ! 堂皇 2 2 开发特点 22 1 油田基本毒况 i 临盘油田位于惠民凹陷临邑大断层中史隆起带西部，是个已开 发2 7 年的复杂小断执型的油田。事j 9 9 9 年底，临盘油田共动用储量 i 3 4 8 4 1 0 4 c ，泞水储量硒0 3 l 旷t ，占动用储量的6 3 铀，控采对应 率5 8 g 。可采储量1 9 0 5 1 0 4 t ，采收率2 9 0 ，累积采油量2 5 4 2b 1 0 4 t ，地质储量采出程度1 8 g ，可采储量剩余可采储量采油速度 6 、9 7 。 1 陆盘泊田在1 9 6 4 年至1 9 7 1 年的七年中，进行了较大规模的劭探 认识到临邑中央隆艟带是油气蒙集的有利地区，断层圈闭和被断层复 杂化的鼻状构造是油气富集的有利条件，同时也发现临盘油田断裂构 造极为复套。断层多峨填砖小对漶豫靛开觜带蹇不列的影响。 1 9 7 2 1 9 7 3 年为开发准备阶段，按“边勘探边丌发边建设”的工 作方针，在一年多的时间内共打井5 4l | ，其中见油井4 8 口，试油4 6 口并通过试采进一步认识了油藏地质特点，发现临盘油田主要为中 低渗透率的复杂小断嵌层状油藏，油藏弹性能量小，跑和压力低，油 井产量下降快，稳产难度大，油田必须立足于早期往水，保持地层能 量。原则上分八套层系同时投产，高速强哭，用断块、新并来接替产 量，于1 9 1 3 年8 玛正式投入开发。 222 油田开发史 临鼎油田的开发史大致分为5 个阶段： ( 1 ) 全面开发高产阶段( 1 9 t 3 8 - 1 9 7 8 1 2 ) 主堕至! 塑奎鲎! 兰i ：! j = 型堡里堡堡兰塑! 童些壅迦里竺垫堕茎垄鳖塞 临盘油田投入全面升发后，出十采用“少井高产，大段台采，立 足抽油”的强化开采原则，迅速形成了较高的产能，1 9 7 4 年产油6 6 x 1 0 1 t ，1 9 7 5 年7 9 l o x ，为r 保持地层能量，1 9 7 5 年2 月在大芦家 进行试注，5 月正式沣水，至1 9 7 8 年全面投入注水开发。 ( 2 ) 产量下降阶段( 1 9 7 91 2 、1 9 8 1 12 ) 由于对小断块油田的复杂性认识不够，井位布置及层系划分都不 尽台理，造成丁不利的影响，表现在：地层压力下降快，投产仅两 年，至1 9 7 5 年总压差高达5 m p a ，油气比随之上升。产量递减快， 单井日产油量由投产初期平均5 8 t 降为1 9 7 5 年底的2 6 t ，再降到1 9 7 8 年底的1 3 7 t ，降为1 4 左右。含水上升快，综合含水率由投产初 期的2 5 上升为1 9 7 8 年底的3 4 ，平均含水上升率达9 。 ( 3 ) 产量上升阶段( 1 9 8 2 1 1 9 8 7 1 2 ) 本阶段依靠老油田的高速挖潜实现了产量的稳步上升，6 年问产 量从5 6 i 0 4 t 上升到1 2 5 1 04 t ，实现了产量翻番，奉阶段生产井增 加2 2 5 口，注水井增加4 9 口中，动用地质储量增加13 3 4 1 0 4 t ，注 水储量增加了9 4 2 1 矿t 。 ( 4 ) 高产稳产阶段( 1 9 8 8 1 1 9 9 2 1 2 ) 本阶段的5 年中，年产油量均大于1 3 0 1 0 4 t ，1 9 9 1 年达到最高 峰1 4 6 1 0 4 t 。本阶段利用三维地震资料进行了大规模盼滚动勘探和 注采调整，每年钻新井7 0 余口发现动用了l 7 3 、l 1 0 6 、田家等大 批高产小断块，动用储量增h n t2 1 8 b 1 0 4 t ，平均年增4 3 7 1 0 t 。 ( 5 ) 产量递减阶段( 1 9 9 3 ，1 至目前) 随着临盘油田进入高含水采油阶段，加之从1 9 9 3 年起，油田大 中国t 油人学( 华东) 。i 。程硕士学位论文 第2 罩临盘油田的地质开发特点 挑模的调整结束，钻井工作量减少了一半，而滚动增加的新储量又不 多，所以从1 9 9 3 年开始进入产量递减阶段，从t 9 9 2 年的1 4 3 1 0 1 t 下降为2 0 0 4 年的9 5 1 0 4 t 。 临商油田全面投入开发期为7 3 7 8 年，产量从2 9 9 1 0 “上升到 1 2 05 1 0 1 t ；二是8 4 9 2 年，由于三维地震的大规模推广应用，小断 发现和投入新的储量，产量由8 76 1 0 4 t 上升到1 8 7 4 1 0 4 t ；三是外 围勘探有重大突破的9 3 9 6 年，发现了临南、曲堤两个中型油田，四 年新增动用储量4 9 9 1 1 0 1 t ，投新井5 7 6e l ，产量由1 8 7 1 0 4 t 上升 到2 3 0 x 1 0 4 t ，达到了临盘采油厂产量的历史最高峰。显然，每个产 量上升期都得益于大量新储量的发现投入知大批新井的投产，保证r 全厂原油产量从8 2 年到9 6 年连续1 5 年箭头向上，但从9 6 年开始， 由于老区滚动难度大，外围勘探无大的突破找到的储量多是品位低、 丌发难度大，另一方面，随开发时间的延长，老开发区内部欠账增多， 稳产基础削弱，产量递减加快，尤其是临商油田快速递减，导致全厂 产量开始下滑，在9 8 年底曲堤油州划归大明后，全厂产量在2 0 0 0 年 降到了1 6 2 x1 0 4 t 。2 0 0 0 年后在有限公司加大老区投入补欠账政策的 支持下，采油厂进行了“五年大调整”的战略布署，明显加大了老区 的资金和工作量的投入，使全厂产量连续三年稳定在1 6 2 1 0 4 t 左右， 保持了相对稳产的态势。 8 ! 里! l 塑奎学( 华东) f 料颂士学位论文第3 章高含水期存在问题分射i 第3 章高含水期存在问题分析 3 1 工艺问题“1 临盘油田属油藏类型多的复杂小断块层状油田，层系多，层内小 断层也多，储层差异大，非均质严重。由于投产初期大部分油井均为 大段射开，给后期封堵t 艺的复杂性、可操作性、成功率带来一系列 问题。注水开发后，受非均质性的影响，各层系主力层进入高含水期 开发，而次动层和非主力层还处于中低含水，但受层间干扰很多，低 产能油层得不到有效开发，尤其是开发后期，深层层系也进入高含水 期，从上向下，小层间互严重。受油层跨度大、埋深等的影响，常规 和机械卡封己不能满足措施上产的需要。特别是近年来，小断块层状 储量动用实施“聪明井”斜井、水平井开发后出现的底水、层问高含 水层封堵，已对封堵工艺封堵方式提出了更高的要求，要求下步的封 堵工艺发展要针对解决常规卡封生产管柱蠕动、失效、防顶卡瓦限 位角不到位产生的滑动或转大修，水泥封堵不适合长井段、深层、斜 井、易污染油层，电缆桥塞不易打捞等问题，发展系列适合不同油藏、 不同出水层位、不同井身轨迹的机械封堵工艺，尤其要配套发展深层 斜井高温高压，长井段小夹层、易于打捞可验封、有效期长、施工周 期短、成功率高的机械封堵工艺。 经过二十多年的开发后，油田进入中高含水期，随着优质储量动 用程度的不断提高，高产与稳产的难度越来越大，卡堵水封堵工艺作 为措施上产的主要措施长期以来发展相对滞后，远远不能满足复式油 气藏稳油控水开发方针提高油田开发经济效益的需要，达不到在注水 生里鱼垫查堂! 兰墨! ：型堡望堡堡苎笙! 兰塞鱼坐塑童鱼塑壑坌塑 结构调整的同时进行丰液结构调整，影响了高含水油井后期整体_ 丌发 效果。 例如：斜井卡封一直是技术难题，井斜易形成封隔器侧面受摩 擦，解封销钉及易剪断，座封时侧面受力密封不严，双缓封堵时球座 闭合不严等情况。采用液压封配扶正器并研制斜井单流阀从而解决了 大斜度井及水平井封堵t 艺；深井卡封也是难题，当井深超过3 0 0 0 米时，井温己达到或超过1 2 0 ，且在长途下井中易受水阻而胶皮损 坏，层间压差大又影响了其有效期。采用液压封配高温高压胶皮筒， 严格控制下放速度( 2 0 根左右4 时) 可解决深层高温高压问题；随整 油日1 的开发不断深入，层间矛盾突出，出现了高压层向低压层的倒灌， 综合含水逐渐上升。为找到出水层采用了井温找水和硼中子找水方 法，但由于层问干扰致使判断有误，因而常发生卡封后含水不降甚 至上升，造成重复作业，即影响生产义浪费成本。采用可调层封堵工 艺可以实现不动管柱调层生产，即省时又省力，经济快捷方便。另外 常规工具在应用中发现其有效期太短。如l 9 5 一x 2 1 井，应用y 2 1 1 卡 封后有效期2 9 d ，x 1 7 0 0 8 并应用y 2 1 1 卡堵后有效期2 2 7 d ，x i t o0 1 8 井应用y 2 1 l 卡封后有效期短5 2 d 。 针对层状小断块中深埋油藏高含水井层段多、跨度大、埋探差距 犬、出水层间互严重的特点，也为了解决水平井、大斜度井、超深井 封堵水层的难题，近几年来，通过| 人真分析层状油藏高含水原因的特 点及常规机械卡瓦式封隔器失效原因，从针列性、可操作性发最优化 配套方面入手，对封堵工艺、封堵方式、施工工序、井筒配套封堵管 柱及相适应的提液技术上作了全面的技术研究探讨并结合不同的油 ! 堕! 垫奎堂! 兰垒! ：! ：些堡! ：堂堕堕壅 笙! 兰塑鱼查塑童垄塑墨坌堑 藏、不同出水层、不同的井身轨迹的特点和难题，相继试验、引进、 推广y 5 4 1 静水压、y 4 4 1 双向卡瓦、y 3 4 1 白验封、y 4 2 1 等液力町取式 封隔器，研究开发形成了水平井液力封堵、深井斜井液力封堵、长井 段液压自验封封堵、液压封卡漏及闭式次动层配套封堵等液力可取式 系列机械封堵二l 艺。 疏松砂岩油藏开发中存在的主要问题之一就是油井出砂。油井出 砂给采油工作带来许多麻烦。出砂较轻的井会造成卡象，增加作业检 泵和冲砂的工作量；出砂严重的并会造成砂埋油层和管秆砂卡，使油 井停产；出砂过多还会造成地层坍塌，而挤毁套管。多年来，防止油 井出砂一直是采油工作者重要攻关课题。目前中粗砂岩防砂技术比较 成熟，但粉细砂岩防砂技术仍是难题。 临盘油田现有有杆泵生产井1 3 0 1f - 1 ，是吼机械粟油为主开发的 油田。目前，在有杆泵井中，油井偏磨现象卜分突出。调查表明，临 盘采油厂的偏磨井约占有杆泵生产井的3 5 。随着油井宙水的不断上 升，杆管偏磨现象将更加突出，解挟杆管偏磨问题成为长期的重点工 作。 32 地质问题嘲 断块油田由于含油小断块众多，每个断块投入开发的时间不同， 含水高低不同，采出程度参差不齐，因此处在不同的开发阶段，往往 造成储量动用不均衡。例如，临盘油田目前7 3 个开发单元中，采油 速度在2 咀上的单元7 个，储量占6 0 ，产量占1 6 2 ，采出程度已 高达2 7 ；采油速度在1 2 之间的单元2 2 个，储量占3 3 8 ，产量占 4 4 7 ，采出程度1 8 3 ；采油速度在1 以下的单元有4 4 个，储量占 中国彳i 油大学( 华采) l 呈硕士学位论文 第3 章高含水期存在问题分析 6 0 ，2 ，产量仅占3 9 ，采出程度为9 8 。可见优质储量负于日过重，部 分单兀尽管采出程度很高，含水很高，但仍担负极重的产量任务，采油 速度较高，而占6 0 2 储量的单元处在低速开采中( 8 0 古水 9 0 高含水关井 关井数 油田区块 井数百分比 井数百分比井数百分比 ( 口) ( 口)( 吣( 口)( ) ( 1 7 ) ( 口) ( ) 大芦家 t 6 4u 20 2 27 84 7 65 22 95 58 临九 2 31 66 9 51 14 7b2 31 46 0 9 临十三1 1 67 36 294 53 885 l3 56 8 6 临盘 封家6 62 03 031 11 672 81 55 3 6 田翕【3 0】55 0 4 1 331 496 4 3 糯河1 7 68 24 6 63 21 829 0 5 7 6 3 3 临西3 32 3 6 9 7 1 75 151 4 8 5 7 1 小计6 0 8 3 4 15 6 11 9 83 262 5 8 1 6 7 6 4 7 商一医4 7 1 32 7 651 061 8 t o 5 5 6 商河 蠢二暖1 0 53 83 6 11 81 7i2 81 24 2 9 商三区1 0 598 654 8 2 1 31 4 3 小汁2 5 76 02 332 8l o96 72 53 7 3 爱3 24 13 07 3 21 43 41 1 3 64 6 2 胃5 25 02 85 61 12 2548 0 临南 兴晦1 8 73 8 942 22745 7l 田口3 81 64 21 82 l11 6 6 3 7 5 小计1 4 78 15 51 3 72 524 12 04 8 8 台计 1 0 1 24 8 24 762 6 32 63 6 62 1 2 5 7 9 由表41 可看出，综台含水高达8 7 1 的临盘油田，含水8 0 以 上的高宙水井占到开井数的5 6 i ，含水9 0 以上的特高含水井占开 2 3 立生型生生笠! 鉴! ：占型堡堂堡堡苎塑! 雯堕童坐塑墼塞三苎垫查堕茎 井数的3 2 矾：综合含水达到8 24 的临南油田，含水8 0 以上的高含 水井占到开井数的5 51 ，含水9 0 以上的特高含水井占开井数的 2 5 2 综合含水较低的商河油田，含水8 0 以上的高含水井占到开井 数的2 3 3 、含水9 0 p a 上的特高含水井占开井数的1 0 9 。临盘油田 开油井中含水8 0 以上的高含水井4 8 2 口( 占4 7 6 ) 、含水9 0 9 6 以上的 特高含水井2 6 3 口( 占2 6 ) 。3 6 5 口关井中有高含水井2 1 2 口，占关 井总数的5 7 9 ，其中有五分之的井可以通过找卡堵水或堵漏恢复 生产。这些资料都显示出找卡水治理高含水井的急迫性和重要性，同 时表明高含水井中蕴藏的巨大潜力。 近年来临盘采油厂在找卡堵水方面做了大量的工作( 见表4 2 ) ， 一方面施工井数及增油量呈增加的趋势，年增油量达到了1 5 1 0 4 t 左右，说明找卡堵水确实有很大潜力；另方面措施有效奉多年来没 有提高，单井增油量还有下降的趋势。原因体现在两方面：是没卡 住；二是没找准。这说明还要做许多细致的研究分析工作，才能使卡 堵水在油田开发中发挥更大的作用。 表421 9 9 9 - , 2 0 0 4 年卡堵求效果统计表 r 1 9 9 9 芷2 0 0 0 盎2 0 0 1 年2 0 0 2 篮2 0 0 3 年2 0 0 4 年 总井次( f ： ) 2 1】51 42 43 44 7 有效升次( 口) 1 61 08 1 92 53 7 有效率( ) 7 6 16 6 ，7 5 7 1 7 927 6 5 7 8 7 年增油( t )8 4 7 1 4 6 4 4】1 9 3 6 1 3 0 4 11 3 5 0 01 4 5 5 2 单井平均( t )4 0 3 3 1 07 8 15 4 33 9 73 1 0 中国石油人学( 华力、) l ：鞋硕士学位葩文第4 章高含水期配套工艺技术研究 4 1 2 油水井找水方法研究”“ 目前采用的找水方法有综合分析和测井找水两大类。综合分析方 法是在对油臧及油水井的动静态资料综合分析的基础上判断m 水层 和潜力层，常用的有牛产分析法、水性资料判断法和地质分析法；测 井法则是将测试仪器直接下入井内测取产液剖面和剩余油分布状况， 常用的有微差井温测井法、分层测试法和硼中子寿命测井法。这两类 方法各有利弊，因而在实际操作中多是综合各种资料来判断出水层和 潜力层。 ( 1 ) 测井方法 微差井温拽水 微差井温找水包括停井起管柱测试和不停井环空测试两种。这是 目前应用最广泛的测试找水方法，原理是根据微差井温曲线反映的温 度异常判断主要产液层。对于高含水井来说主要产液层即为主要出水 层。但这种方法精度低，在曲线紊乱或对于夹层薄的多油层井，基本 尢法具体判断哪个层为主动层，因此在施工时经常把一些可能低含水 的层一起卡封掉。另外由于解释方法不过关，容易造成误解释或说不 清。因此这是一种虽用得多但成功率却低的方法，施工的1 0 口主要 参考井温资料卡水的井，只有5 口井获得成功，成功率只有5 0 。对 于夹层比较厚的井，资料柜对可靠。如p 1 6 2 井，1 9 9 7 年9 月因高含 水关井，关前日油0 3 t d ，台水9 15 。2 0 0 0 年5 月检泵开井，日油 l - 2 z d 、含水9 4 0 。2 0 0 0 年6 月井温找水，资料清楚地显示沙三下 三组二、六两层为主要产液层，用桥塞卡封这两层后含水由9 4 9 下降到8 2 9 ，下降1 2 个百分点，r 产油能力由1 2 t d 上升到4 6 t d ! 里! 些盔堂! 兰垒! 占堡婴堂堡堡苎笙! 主壹鱼坐型望奎! ，堇丝查塑壅 上卅了3 4 t d ，同前古水进一步降为5 s 9 ，同油进一步升为5 6 t d 。 分层测试法 分层测试法是一种环空测试法，是在油井正常生产的情况下从环 形空间把测试仪器f 八油层部位测取分层( 分段) 产液量和含水状况 的测试方法。这是种比较直接的方法，但由于井源少、测试井少 还没葙在实践中进行检验。目前临盘油田装偏心井口的并只有2 3u 能正常测试的只有5 口井。对于这种测试工艺下步还应进一步推广。 硼中了寿命剩余抽饱和度测井法 这是近年来开始推广的有发展前途的套管井剩余油饱和度测井 方法，是一项监测生产井射孔井段再射孔层及单层不同部位剩余油饱 和度的新技术。该技术用硼元素作为跟踪刘，用中子寿命测井仪器进 行“测井一扩散一洲井”根据硼扩散前后两条曲线之间的变化，直 接把地层中的含水情况换算出来，以进一步砖定地层剩余油饱和度。 由于该技术适应临盘地区低矿化度地层，两年来在1 6 n 井上测试并采 取卡堵水措施后已经见到了铰盘于的效果。成功1 4 口，有敛率8 75 ， 己累积增、谊4 4 8 0 t 。 典型井如商4 4 - l 井，该井位于商河油田一区西部，1 9 9 1 年1 1 月投 产，至1 9 9 9 年8 月综合含水高达9 1 2 ，1 9 9 9 年9 月用井温注找水，井 温测井仅能显示砂层产液能力差别，不能反应油层水淹程度，结果与 地质分析有差别。因此2 0 0 0 年6 月采t 【_ l 硼中予铡井找水，根据硼扩散 前后二条曲线间的变化，把地层中的含水情况换算出来，进步确定 一砂组的5 号砂层及三砂组的2 号砂层剩余油饱和度较高，二砂蛆的2 号矽屡为主要出永层。6 月根据所铡结果埔趣缅水泥堵水重射孔，效 中国石油大学( 华东) r j 警项十学值论文第4 章岛古水期配套1 艺技术研究 果较好，日产油由5 0 t 上升至9 7 i ，综合含水由9 1 下降至2 】2 。 该技术的不足之处在于当测试井段层问压力差异较大时，特别是 有异常高压或异常低压层存在时，根容易漏解低含水层和误解高含水 层。如l 3 6 3 2 井，该井2 0 0 0 年4 川测删中子，资料显示只有18 、掌、2 9 三个小薄层有一定含油饱和度，其它层均为出水点。但经过反复对比 分析，认为1 ”为一土层在注水井上已尖灭，该层显示为出水点是由 低压倒灌造成的，而19 水淹程度相对较弱，因此决定生产1 ”三层。结 果i 水后日产油由0 8 t d 上升至2 2 8 t d ，含水由9 6 5 下降至3 7 3 。 这口井例表明，在用硼中子资料时，一定要仔细分析层间的各种差异。 ( 2 ) 综合分析法 动态分析法 主要根据井组注采对应状况、本井开采历史及邻近新井、单采井 及往水井吸水剖面资料分析目的井的分层水淹状况。采用的分析方式 如下： 一是通过水驱油规律研究及后期新井、措施井分析，认识井组的 整体水淹规律。如大芦家l 2 6 块馆三段，通过后期调整井的水淹状 况、水驱油规律研究等，认识到该正韵律层的e 段为低含水段，基于 此种情况，于2 0 0 3 年9 月对l 2x 2 5 井实施了填砂封堵中段高渗段重 射孔上部相对低渗段的措施，含水下降1 0 4 个百分点( 9 6 4 一 8 6 0 ) 、日产油能力上升1 6 t d ( 11 t d 一2 7 t d ) ，效果很好。另外 通过对临九块i 1 7 单元的分析研究，认识到该块沙二上l 砂组因注采 关系不完善、注水状况差、整体水淹程度弱、含水低，据此，列e 1 7 4 井及l 4 1 2 8 井进行卡水措施，初期降水增油效果均较好。 2 7 中国“油人学( 华球) ，i + 程硕士学位论文第4 章高含水划配套l 艺技术研究 二是通过对单井换层生产历史的分析，认识层间的台水状况。如 $ 2 3 - 4 0 1 井，2 0 0 2 年9 月因为抢高产补孔，油水矧层( 2 5 2 6 # 层) 2 m 2 层合采后，含水大幅上升，由3 6 上升至7 5 ，日油由1 26 t d 下降为8 1 t d 。到2 0 0 4 年，当含水进一步上升后根据生产动态将2 4 2 6 # 层用封隔器卡封，措施后含水下降1 8 个百分点( 9 2 一7 4 ) ，日油 上升36 t d ( 】o t d 一4 5 t d ) 。 三是通过同井组邻井的生产动态判断分层含水状况。如l 5 8 1 5 井，该井2 0 0 1 年上返沙_ 一上2 、3 号层单采，仞期h 油0i t d ，岔水 1 0 1 。至2 0 0 3 年9 胃，含水升至8 3 9 、丑油降至l ，6 t d 。邻井l 5 8 一l l 于2 0 0 3 年8 月补孔沙二上3 号层单采，开油1 8 8 t d 、含水3 ，根 据这种情况，于2 0 0 3 年9 月结合l 5 81 5 井检泵作业将2 号层挤灰封 堵，措施后含水降至目前的7 1 6 、日油升至2 5 t d 降水效果明显a 水性资料判断法 不同层系井由于各层系地层水矿化度不同，可以根据水性分析的 矿化度资制判断出水层位及套管漏失情况，如t a 7 1 1 井2 0 0 1 年7 月替孔单采时含水l 7 ，至2 0 0 z 年3 月含水上升至9 9 8 ，取水样 进行分析化验，结果矿化度由4 3 8 4 7 m g lf 降为4 2 2 0 m g l ，由此初 步判断浅层套管破，经井温及封隔器验证套管于1 2 1 5 0 9 1 2 2 4 4 2 米 漏失，2 0 0 3 年1 月管柱带单封卡漏无效，2 0 0 3 年4 月下双封卡漏后 舍水r 降6 9b 个百分点( 9 38 一z q 3 ) ，日产油能力上升 1 0 6 t ( 0 5 t d 1 1 1 t d ) ，目前己累积增油 9 5 2 t ，效果很好。 蛐质分析法 主要根据储层展布情况、层问物性差异及各层含油带的宽窄等资 中国石油 学( 华球) f ：徉硕十学竹龟立第4 章高莴小削配套t 艺技术研究 料判断出水小层。常用的= 种模式如下： a 根据储层展布情况进行分析 典型井蜘ix 1 5 2 - 3 b 井，经过精细油撒地质分析认诎到沙三中三沙 组l # 砂体构造项部出现岩性尖灭，为岩性圈闭。而2 3 # 砂体在顶部有 井采过，整体含水较高，决定用桥塞卡封2 3 # 砂体，措施实施后含水 下降5 3 4 个百分点( 9 2 骗一3 9 镰) b 油上升2 3 7 t d 【】5 t d 一 2 5 ，3 t d ) ，当年增油达到3 0 3 9 t 。 b 根据层问物眭及电肚差异谴彳j 分析 典型井如p 2 0 - t 8 共，该井于2 0 q 3 年2 月补孔2 6 号和2 9 号两层 睢采，初日油能力2 7 t d 、含水9 22 生产至2 0 0 3 年1 1 月，日油 能力降至02 t d 、含水进一步升至9 7 2 。经过对两个层的认真对比 分析认识到2 9 号层在灰质含量相对较高的情况下电性相对较低， 于是决定卡封2 9 号层单采2 6 号层措施后目前彦井含水已降至b 7 。 下降1 02 个百分点，日油能力上升至3 6 t d ，l 升3 4 t d ，效果较 好。 c 提据各层古浊苍故宽本等资料判断也衣层 典型井如p 2 7 0 l 井，陔手2 1 3 0 2 年3 月投产i 、2 、3 号层，初含 水2 59 、日油2 8 1 t d ，生产至2 0 0 4 年2 月含水升至8 6 6 、日油 降到1 8 t d ，后因茼含水停井，后根据吲氐部位邻鼻p 2 7 0 2 井对比， 发现3 号层仕低】4 术的p z ，0 z 井已变为标准油水同层，而l 、2 号 层仍为油层。于是用桥塞将3 号层卡封，卡后含水降至5 4 6 、日油 透步升至1 08 t d 生产了三个月共增油4 4 4 t ，效果良好。 综 所述，在治理高含水并时一定要采用多辩万法综台分轿才能 中国打油大学( 华东) t ：程硕十学位论文第4 章高含水刿配套r 艺技术研究 取得较好的效果。其研究思路应该是：对含水突然大幅度l 升的井要 首先取水样分析判断是否为套管破坏所至；对一般的高含水井采取 措施前应先从井组的角度去分析，先对各层的水淹状况有一个大致的 认识，然后再结合测试资料分析判断出水层。 4 1 3 油田高含水开发中后期封堵工艺 临艋油网属复杂小断块油i ；| = l ，层系多，层内小断层多，储层差异 大，非均质严重。由于投产初期大部分油井均为大段射开，给后期的 封堵工艺的复杂性、可操作性、成功率带来了问题。注水开发后，受 非均质性的影响，各层系主力层进入高含水期开发，而次动层和非主 力层还处于中低含水，由于受层间干扰，很多低产能油层得不到有效 开发尤其是开发后期，深层层系也进入商含水期，从上向下，小层 闻干扰严重。受油层跨度大、埋深等的影响，常规和机械卡封已不能 满足措施上产的需要。水泥封堵工艺受井段长、央层小、井深、井斜、 井漏、以及高压层的影响而使封堵效果差，且易污染油层，影响开发 效果。尤其是注水结构调整后，对于出水层段需要重新认识因而实 施机械“暂”