冀东油田水平井找堵水问题研究

冀东油田水平井找堵水问题研究

0找堵水开关技术近年来，随着东部油田水平井的推广应用，水平井的废水问题日益严重。解决水平井的找水、堵水问题,已成为冀东油田水平井后期开发的首要问题。根据找堵水开关的原理不同,主要分为液控型、滑阀型和智能型3种找堵水一体化管柱。液控型找堵水开关工具需要向油井内加压,通过液体压力打开或关闭找堵水开关,实现油井的找堵水操作,如中原油田通过油套内加压,实现找堵水开关状态的互换动作;滑套型找堵水开关工具则需要下入专有开关工具打开或关闭找堵水开关,如中国石油勘探开发研究院研发的连续管找堵水管柱;智能型找堵水一体化工艺技术是采油井在生产状态下,由智能开关器找水、求产和堵水的方法,如江苏油田研发的井下微电机对智能开关进行操作的找堵水工艺技术。以上几种找堵水工艺技术均是针对固井射孔完井的直井,其找堵水段数有限。而冀东油田近几年水平井完井多采用笼统筛管完井,其水平井段环空串通,无法使用以上技术。根据冀东油田水平井完井特点,由中国石油勘探开发研究院与冀东油田钻采工艺研究院共同研发的水平井筛管完井找堵水工艺技术,能够满足冀东油田水平井后期找堵水的需要。1注堵剂工具串水平井筛管完井找堵水工艺技术的基本原理是将找堵水管柱下入油井筛管内,使用封隔器对油藏进行有效分段和找堵水开关的打开、关闭操作,进而完成对各油层的找堵水作业,其找堵水工艺如图1所示。找堵水工艺步骤如下:(1)向所注环空段注入封堵剂。由于冀东油田大部分水平井采用裸眼筛管完井,其水平井段环空串通,没有采取分段措施,致使后期无法进行有效的找堵水作业。基于以上原因,下入专有的注堵剂工具串,采用型号为K344的双封单卡封隔器对所注环空段(水平裸眼与筛管之间)注入封堵剂形成环空段塞,即裸眼环空封隔器。封堵剂的凝固时间由施工时间的长短决定,一般为12～24h。(2)下丢手分段试采管柱。由油管连接丢手管柱下至井内预定位置进行丢手,其分段试采管柱结构自下而上为:导锥丝堵+短油管+开关阀+油管+遇水膨胀封隔器+油管+开关阀+油管+遇水膨胀封隔器+油管+开关阀+油管+Y441封隔器+液压丢手。向油管内注入洗井液,缓慢泵压至20～25MPa,完成管柱丢手,取出上部油管,将分段试采管柱留于井底,以备分层试采。(3)下入对接管柱。管柱自下而上为:⌀89mm喇叭口+⌀156mm扶正器+油管+⌀156mm扶正器+油管至井口。要求管柱下至丢手接头处与井底的试采管柱进行对接。(4)调层。油管内下入专用调层管柱,其管柱结构为:调层开关工具+⌀48.26mm倒角油管+⌀48.26mm油管至井口。将开关工具先下至1#开关阀位置,打开1#开关阀(关闭2#、3#开关阀)。(5)试采。取出调层管柱,下入电潜泵/抽油泵对1#层进行试采,分析含水量的变化。试采一段时间后,重复步骤(3)和(4),对2#、3#层段分别试采,分析含水量变化,并最终找出和关闭出水层位。2主要支持结构和原则的设备2.1储层内储层段控制开关阀用来控制某一层段流体的流入与流出,结构如图2所示。当开关阀关闭时,该层段储层的液体流不到油管内,同时油管内的流体也流不到储层内,这样就能实现对该层段的控制。例如:可以将其他储层段的开关阀关闭,将某一层段的开关阀打开,对这一层段单独生产,从井口对油样进行分析,完成对该段的试采。所研制开关阀具有打开或关闭可靠、寿命长、强度高、防砂卡和防腐蚀等特性,能够满足井下找堵水工艺技术的需要。主要技术参数:耐温150℃,耐压30MPa,内通径75mm,工具最大外径110mm。2.2开关阀的操作机械控制开关结构如图3所示。机械控制开关是用来将开关阀打开或关闭的一个井下工具。操作时,由油管连接开关工具下入到所要动作的开关阀处,开始向油管内加液压至1～2MPa,开关工具的舌头在液压推动下径向伸出,上提或下放工具将开关阀打开或关闭。开关阀作业完成后,使油管泄压,开关舌头自动收回,上提管柱至井口,完成本次对开关阀的操作。主要技术参数:推拉活塞的开启压力1～2MPa,推拉活塞开启后的最大外径80mm,最大推拉力200kN,耐压30MPa。2.3筛管分层封隔遇水膨胀封隔器结构如图4所示。下入试采管柱时,操作人员将遇水膨胀封隔器放置在相对应的环空封堵剂的内侧(图1),以便形成筛管内的分层封隔。遇水膨胀封隔器在井下遇水自动膨胀坐封,胶筒膨胀后能够适应不规则形状的井眼,贴紧筛管壁,无需靠管柱自重或加压坐封,就可实现油井分层分段。与常规压缩式/扩张式封隔器相比,无需下入专门胀封工具进行作业,简化作业工艺,降低作业风险,提高找堵水效率。主要技术参数:耐温90℃,耐压30MPa,胶筒最大外径106mm,工具最大外径110mm。3机械开关阀控制m7-p2p井M7-P2井是冀东油田庙北浅层M7-2断块NgⅣ1小层2008年1月投产的一口水平井,该井水平段采用笼统筛管完井,筛管与裸眼环空无分段封隔。投产初期自喷,几乎不含水,日产液15.6m3,日产油15.5t。随着油井的不断生产,含水质量分数逐渐上升,到2009年9月,含水质量分数达99%。根据该井情况,研究决定筛管外环空注堵剂,利用“遇水膨胀封隔器+开关阀”分3段进行控制,每一段设1个开关阀,分段开采。M7-P2井将水平段分成3段采用机械开关阀控制。2009年9月作业时先下入小油管开关控制工具打开1#开关阀,关闭2#、3#开关阀,生产下段,日产液17m3左右,产气800m3左右,油井含水质量分数由原来的99%下降到70%,最高日产油达到3t,初步收到了降水增油的效果。2009年11月24日决定换向生产,成功打开3#开关阀,关闭1#、2#开关阀,生产上段,含水质量分数恢复到99%。通过以上分层试采,说明该井第1层含气量较高,第3层含水量较高,同时也验证了找堵水开关具有较高的可靠性。4水平井筛管完井找堵水工艺技术(1)水平井筛管完井找堵水工艺管柱结构简单,操作方便,调层准确可靠,能够满足筛管完井水平井找堵水的需要。(2)水平井筛管完井找堵水