劉玉民　孫國徽　代慧妍　林發(fā)枝　孫成坤

文章編號：1006-6535(2009)02-0094-04

摘要：為有效地抑制大慶油田三次加密調整井高壓層流體的溢出，提高固井質量，研發(fā)了套管外封隔器自增壓式雙卡高壓層固井技術。該技術可實現(xiàn)井筒環(huán)空介質壓力和體積增值，顯著降低油井采出液含水率。該技術進行了104口井的試驗，對其動態(tài)數(shù)據(jù)采集分析表明：采出液的油水比由1.00∶8.10變?yōu)?.00∶4.18，含水率降低了7.74個百分點。

關鍵詞：套管外封隔器；壓穩(wěn)；自增壓；雙卡；高壓層；固井；油水比；含水率

中圖分類號：TE26

文獻標識碼：A

前 言

表外儲層和薄差油層是大慶油田三次加密調整井開發(fā)對象，其顯著特點是各油層間的隔層薄、油層物性差、滲透率低、層間差異大。因此，對三次加密井固井質量提出了更高的要求，即所有小層必須封固良好，射孔井段隔層水泥膠結指數(shù)不低于0.8。目前聲變檢測固井質量(尤其延時聲變檢測固井質量)不能完全滿足油田開發(fā)需要，這說明有很多井段因固井質量達不到開發(fā)方案的要求而做舍層處理，直接影響油田三次井網的加密調整開發(fā)。其中，杏十二區(qū)隨著井網的進一步加密，各層系間壓力差別的矛盾日益突出，新投三次加密井的固井質量尚不理想。杏十二區(qū)三次加密井的平均最高地層壓力系數(shù)達到1.83，最低壓力系數(shù)為0.90，薩爾冬和葡萄花油層層間壓差達到9.72 MPa。經過延時聲波變密度檢測，固井優(yōu)質率僅為36.7%。大慶油田調整井固井已逐步形成以“壓穩(wěn)、居中、替凈、密封”為原則的一整套技術，在固井基礎理論研究、地質預測控制技術、固井水泥外加劑研究與應用、固井工具研制與應用、固井施工配套技術等方面有較大地發(fā)展^[1～5]。套管外封隔器常規(guī)式雙卡高壓層固井技術是最常用的技術之一，即高壓層上下各卡放一只套管外封隔器，先坐封下部封隔器，再坐封上部封隔器。但該技術只能防止高壓層與低壓層之間的層間混竄，不能從根本上抑制高壓層流體從地層溢出^[6]。因此，為實現(xiàn)環(huán)空壓力增值和體積增值，提高固井的壓穩(wěn)效果，進行了套管外封隔器自增壓式雙卡高壓層固井技術的研究。

1 工作原理及工藝流程

工作原理：套管外封隔器自增壓式雙卡高壓層固井技術，是利用液體壓縮原理，在需加壓的油層部位形成密閉的環(huán)形空間后壓入一定量的液體(上部封隔器先坐封起到圈閉的作用，下部封隔器后坐封，也就是后充液)，使地層壓力升至理想壓力，從而起到平衡地層壓力作用。該技術能夠實現(xiàn)在低密度洗井液固井前提下，有效補償水泥漿靜液柱壓力損失，達到提高水泥環(huán)一、二界面膠結強度及抑制高壓層流體溢出，有效地提高了低壓油層的固井質量，能完全滿足現(xiàn)場應用及生產的要求。

工藝流程^[7]：①將套管外封隔器與套管連接，下入井內預定位置；②注水泥施工和替鉆井液至碰壓；③碰壓后，泄壓回零，坐好井口；④2～3 min后，緩慢平穩(wěn)地升高壓力，將上面打開壓力小(一般為15.5～16.0 MPa)的套管外封隔器打開坐封，在2個封隔器打開壓力之間(一般為16.5～17.0 MPa)，穩(wěn)壓2～3 min，慢慢升至20.0 MPa，將下面打開壓力大(一般為17.5～18.0 MPa)的套管外封隔器打開坐封，穩(wěn)壓2～3 min，泄壓回零；⑤常規(guī)試套壓；⑥施工完畢。

2 理論計算

根據(jù)文獻[8]相關公式計算得出在不同井徑、工具不同下深和使用不同型號工具情況下，套管外封隔器自增壓式雙卡高壓層固井技術產生的環(huán)空壓力增值(表1)和體積增值(表2)。

3 現(xiàn)場試驗

3.1 地質情況

對杏九區(qū)—杏十二區(qū)382口井統(tǒng)計表明：高壓層s₂^(1～15)共15個小層，主要集中在s₂⁴和s₂⁵。最高壓力系數(shù)1.42～1.97，平均1.698。高壓層845～1 075 m，平均井深982 m。對杏九—十二區(qū)217口井統(tǒng)計表明：低壓層p₁^(1～5)共5個小層，主要集中在p₁³。最低壓力系數(shù)為0.78～1.20，平均0.954。低壓層井深為987～1 180 m，平均井深1 097 m。

3.2 固井質量效果

在杏十二區(qū)使用該技術固井104口井。其中雙卡s₂頂、底 74口井，雙卡s₂頂、s₃底30口井。按照水泥石膠結指數(shù)統(tǒng)計表明(表3)：應用該技術，優(yōu)質井段(BI>0.8)累計長度占總長度86.7%，比未使用該技術的井(優(yōu)質井段累計長度占總長度的36%)高出50.7個百分點。

3.3 開采效果

2007年底，利用采集的動態(tài)開采數(shù)據(jù)，對2004年杏十二區(qū)使用該技術及未使用該技術井的開采情況進行了統(tǒng)計(表4)。結果表明，使用該技術的井油水比和含水率同未用該技術的同區(qū)塊鄰井相比分別提高了93.78%和降低了7.74個百分點，效果明顯。

3.4 應用與未應用套管外封隔器自增壓式雙卡高壓層固井技術單井情況分析

(1) 單井平均采液量對比。應用該技術，平均單井采液量降低了59.19%，實現(xiàn)了很好的層間封隔，較好地實現(xiàn)了分層開采，沒有額外開采射孔層段的液體。

(2) 單井平均采水量對比。使用該技術后平均單井采水量降低了59.82%，實現(xiàn)了很好的層間封隔，較好地實現(xiàn)了分層開采，沒有額外開采射孔層段的液體。在未應用該技術的井中，開采射孔層段以外抽出的液體絕大部分是壓力較高的水，也有少量的油。使用該技術的井采水量明顯減少。

(3) 單井平均采油量對比。使用該技術單井平均采油量降低了27.34%，實現(xiàn)了很好的層間封隔，較好地實現(xiàn)了分層開采，沒有額外開采射孔層段的液體。在沒有封隔器的井中，在采射孔層段以外抽出的液體中有很少的油，絕大部分是壓力較高的水。使用該技術的井采油量減少不十分明顯。

4 結論和建議

(1) 套管外封隔器自增壓式雙卡高壓層固井技術，有效地提高了高壓和低壓同井的固井質量，降低了采出液的含水率，提高了開發(fā)效果。

(2) 建議開展套管外封隔器自增壓式多卡高壓層固井技術試驗，即在1口井中分別在s₁s₂夾層、s₂s₃夾層和s₃p₁夾層按照自增壓式技術的要求卡放套管外封隔器，進一步觀察分析其效果。

參考文獻：

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[2] 張明昌，等.管外封隔器在高壓低滲油藏完井中的應用[J].石油鉆采工藝，1999，21(2)：45～47.

[3] 賈付山，張永江，成月波.大慶油田三次加密井固井難點與配套技術[J].大慶石油地質與開發(fā)，2000，19(4)：49～51.

[4] 林立，麻成斗，冷延明，等.高含水后期三次加密調整優(yōu)化布井研究[J].大慶石油地質與開發(fā)，2002，21(1)：40～42.

[5] 周英操，楊智光，等.大慶油田調整井固井技術及應用[J].大慶石油學院學報，2004，28(6)：11～16.

[6] 劉玉民，趙立新，等.套管外封隔器用于薄層封竄技術分析[J].鉆采工藝，2000，23(2)：44～48.

[7] 劉玉民，許國林，等.套管外封隔器自增壓式雙卡高壓層固井工藝[P].中國專利，200510127684，2006-06-28.

[8] 陳家瑯.水力學[M].北京：石油工業(yè)出版社，1980：4.

編輯 王 昱