水平井开发工艺技术研究与实践

摘要：胜利油田水平井开发技术已趋于成熟，逐渐满足各类型油藏的高效开发，针对胜二三区存在高孔高渗开发特点及其存在含水上升快等问题，借鉴同类油藏水平井成功开发，研究优化油藏设计、钻井完井方案、优化采油工艺过程中的关键技术，并提出有效解决办法。

关键词：油藏开发 水平井 工艺技术

0前言

胜二三区东一二段油藏是胜利油田鲁胜利石油开发有限责任公司主力含油区块之一。工艺技术方面呈现出未动用储层，储层薄、油稠、出砂严重、边底水活跃，含水上升快等特点，该块多口直井或普通定向井投产后，普遍存在产能低。针对该块存在矛盾与特点，结合水平井具有能够扩大泄油面积、延缓边底水推进、提高油藏的动用程度、扩大波及体积、提高采收率等优势，开展水平井开发工艺技术研究，以提高该块剩油开发潜力，解决产能过低的问题。

1制定合理的选井依据

（针对能量比较充足的层位，重点考虑在原井网控制不住的区域部署水平井；在未动用或者基本未动小层非主力小层，选择有效厚度大于3m的位置来局部部署水平井；单井控制储量7～8×104t，剩余可采储量大于1.0×104t。

2设计优化

（1）布井厚度。利用档案资料进行数模，结果表明，当水平段长度和原油粘度不变时，随着油层厚度增大，水平井累计产油量增高；但油层极限厚度应不低于3m，否则累油量达不到经济可采储量，从另一角度说，油层厚度小于3m，也将极增大水平井钻井难度，油层水平段长度难以得到有效保证。

（2）水平段长度。随着水平段长度的延长，水平井累计采油量增加，但水平段长度大于150m后，累计采油量增加幅度减小，超过250m后采收率下降趋势明显，因此理论分析水平井段长度最短不低于150，最长不应超过250m。

（3）纵向位置。当纵向位置距离有层顶部较近时，在相同累计采油量情况下，含水上升最慢，生产效果较好，故将水平井轨迹设计于油层顶部。

（4）距边水距离。设计了100m～400m四种距离进行优化。距离为100m时，累油量明显低、含水高，当距离在200m以上时，累产油较高，含水较低。布井范围：距离边水200m以上的区域内。

3 生产参数优化

水平井产能计算公式（Renard公式）：，Jh ——采液指数t/d.MPa；Kn——水平渗透率μm2；h——油层厚度m，μ0——原油粘度mPaS；B0——体积系数；L——水平段长度m；γ——泄油半m。

通过Renard公式对采液指数进行计算，得出不同水平段长度采液指数。在水平井优化中，生产压差一般取0.5～1MPa之间，得出不同生产压差下水平井合理产能。

4 水平井热采参数优化

从增油增注比出发，有效厚度4.5m下，周期注汽量为2000m3左右。依据胜利油田热采规律，随着有效厚度增加，周期注汽量可适当加大。

5 采油工艺对钻井完井的要求

（1）对水平井井身轨迹的要求

根据现有机械采油等工艺的需要，为保证作业管柱的顺利起下，减小套管磨损，对井身轨迹要求如下：井身轨迹必须平滑；造斜点应尽可能的深；水平井造斜段造斜率：15～20°/100m；水平井全角变化率：15～25°/100m；水平井轨道类型：“直-增-平”三段制轨道。

（2）对完井的要求：达到注蒸汽热采要求，对于热采水平井能满足均匀注汽工艺；固井选用G级高抗水泥，密度1.7g/cm3～1.9g/cm3， 水泥返高到地面； 合理使用套管扶正器，保证套管居中；采用增韧微膨胀水泥浆体系，控制水泥浆自由水水平井为零，失水量水平井小于50ml 。

6 钻井-完井-采油工艺优化

（1）钻井过程中油层保护要求及措施：钻井采用了MEG钻井液体系，钻井后用防膨剂将泥浆及时替出，降低泥浆对地层的伤害，注汽前用高温防膨剂预处理近井地带。

（2）完井工艺优化：完井方式的选择，推广应用水平井精密滤砂管完井防砂一体化和筛管分段完井技术；水平井应用免钻塞工艺技术；打捞式免钻塞完井技术解决常规钻塞存在的诸多问题，为稠油热采水平井长效生产奠定了基础；酸洗加氮气泡沫混排技术清洗近井地带的泥饼及其它污染物，沟通井底油流通道；采用均匀注汽系统，提高水平井蒸汽吞吐的开发效果，增加水平段动用程度，延长产油期，注汽过程中采用均匀注汽系统和环空氮气隔热技术，提高热能利用率，保证注汽质量。

（3）防砂工艺技术优化。裸眼砾石充填完井技术是在裸眼滤砂管完井的基础上，采用水平井裸眼滤砂管砾石充填工艺防砂，对近井地带进行储层改造。该工艺可以在近井地带形成一个挡砂屏障，进一步提高滤砂管完井的防砂效果；同时可以在井筒附近形成一个高渗透带，可以大大降低特超稠油井的注汽压力，提高注汽热采的开发效果。该区水平井主要完井方式以裸眼滤砂管防砂完井技术为主。

（4）注汽工艺优化。

①地层预处理。该区块储层存在中等水敏，注汽前用高温粘土防膨剂对地层进行预处理，注汽过程中伴注防膨剂，要求所选防膨剂的防膨率大于95%。根据波及半径、油层厚度，浓度设计：在处理范围内达到3.0 %。

②注汽管柱优化。注汽管柱的作用是减少井筒热损失，提高注汽质量，同时降低油层套管温度，保护油井安全。

③注汽参数优化。当注汽速度增大时，井筒内蒸汽流量加大，流动阻力增加，因此井底压力降低，但由于热焓增加，在向地层散失相同热量的情况下，热损失相对较低，井底干度较高；当注汽压力增加时，井底压力也增大，但由于饱和蒸汽的压力增大时其饱和温度也相应的上升，这时井筒与地层间的温差增加，因此井筒热损失也相应增加，井底干度下降。

（5）举升工艺优化：泵型选择，选用Φ70稠油泵；杆管优化组合，根据抽油杆疲劳强度计算，抽油杆选用Φ22mm和Φ25mmD级抽油杆组合，并做好防偏磨措施；抽油机的选择，有杆泵泵挂深度取800-1000m，冲程取5m，冲次2-3min-1，抽油机最大载荷应达到8t。考虑蒸汽吞吐回采一段时间后，井筒温度降低，原油粘度上升，负载增加的必然性，所以应设计有一定的余量，采用600型皮带机。

7结束语

胜二三区水平井开发通过大量研究，最终集多项技术合成，取得良好的开发效果，证明该项工艺技术在本区块特高含水期开发过程中具有较大的发展潜力，对同类油藏开发工作中具有重要的实践和指导意义。

参考文献：

[1]蔡庆俊.水平井完井采油技术.2006.

[2]皇甫洁.疏松砂岩油藏水平井完井技术研究及应用.2008.134.