賀 冬，吳圣發(fā)，孫曉朝

（中國石化江漢油田分公司采油工藝研究院，湖北 武漢430035）

1 現(xiàn)狀

目前，江漢油田投產(chǎn)的183口水平井中，進入中、高含水期的井達174口，占井數(shù)的97%，平均綜合含水80%以上。江漢油田絕大部分水平井為機抽開采方式，無法在油井生產(chǎn)時下入測試儀器。在國內(nèi)水平井找堵水技術(shù)主要針對射孔完井的水平井段，在套管完井的水平井中還沒有一種成熟的水平井機械找堵水技術(shù)。華北油田、冀東油田等嘗試通過下入堵水封隔器和機械式的滑套開關(guān)進行找堵水，現(xiàn)場應(yīng)用中存在機械滑套開關(guān)動作可靠性不高，管柱起不出的風險，但這種工藝方法比較適合江漢油田水平井的井況和開采工藝，這也是機采水平井找堵水技術(shù)的發(fā)展趨勢。近年來，油田開發(fā)部門針對機采水平井進行了相關(guān)增產(chǎn)措施，如酸化、壓裂等，初期措施效果明顯，生產(chǎn)一段時間后，含水很快上升。因此，如何對水平井進行生產(chǎn)動態(tài)評價，尤其是對水平井段的分段產(chǎn)出情況、主力產(chǎn)出層段進行監(jiān)測，顯得尤為重要，這對于掌握水平井出水層段，制定合理的開采方案，延長水平井生產(chǎn)周期，具有十分重要的意義。

將智能分層開采技術(shù)在直井找堵水中所積累的經(jīng)驗運用到套管分段射孔完井水平井的找堵水作業(yè)中，通過現(xiàn)場的應(yīng)用探索水平井智能分段找堵水技術(shù)在套管分段射孔完井水平井中進行找堵水措施的可行性。

2 水平井智能分段找堵水技術(shù)原理

2.1 技術(shù)原理

水平井智能分段找堵水技術(shù)的核心是智能開關(guān)器，是一種可自動控制的找堵水工具。在進行找對堵水施工時，將智能開關(guān)器隨生產(chǎn)管柱一起下井，在每個目的層位對應(yīng)安裝一套該工具，用封隔器卡封各個層位。智能開關(guān)器根據(jù)地面設(shè)置好的工作時序在井下定時開啟和關(guān)閉，不需地面干預(yù)，按時序自動切換。

通過合理的設(shè)置各個開關(guān)器的時序，使井下各層依次單獨生產(chǎn)，通過地面計量，即可分別求出各層段的單層生產(chǎn)數(shù)據(jù)，此找水過程是自動執(zhí)行的。找水過程完成后，需要調(diào)層時，用泵車在地面從油套環(huán)空按特定格式產(chǎn)生壓力指令波，將控制指令通過井筒傳遞到井下，智能開關(guān)器接收到指令后，按指令要求執(zhí)行打開或關(guān)閉動作，從而實現(xiàn)地面遙控井下、智能堵水、任意選層生產(chǎn)的目的。

2.2 管柱設(shè)計

水平井智能分段找堵水管柱（圖1）主要由生產(chǎn)管柱、丟手、扶正器、K341封隔器和智能開關(guān)等組成。

圖1 水平井分段找堵水管柱圖

該管柱依靠對水平井段有較好密封效果的擴張式封隔器，實現(xiàn)將整個水平射孔段的有效封隔，配合井下智能開關(guān)器的自動換向進行分段找堵水。

2.3 管柱實用性

2.3.1 管柱主要工具技術(shù)指標（表1）

表1 水平井智能分段找堵水管柱主要工具技術(shù)指標表

2.3.2 K341封隔器技術(shù)特點

1）膠筒擴張系數(shù)大、承壓和耐溫指標高、殘余變形小，對井眼適應(yīng)性強，并可產(chǎn)生自身錨定力，可用于套管變形井和裸眼井的各種措施工藝。

2）單向閥作為擴張式膠筒的密閉鎖緊機構(gòu)，有利于保持膠筒密封的穩(wěn)定性，使封隔器能夠適應(yīng)長期作業(yè)環(huán)境；通過打開閥體上泄壓孔解封，解封負荷小，性能可靠，結(jié)構(gòu)簡單。

3）設(shè)計了有效的坐封啟動機構(gòu)，使封隔器在可以下入過程中克服井下流體壓力差，避免因水擊等因素導致中途坐封。

4）防撞鎖塊使封隔器在下井過程所受的力（摩擦力或水擊力）通過防撞鎖塊傳遞到封隔器的中心管而非膠筒上，避免在井壁傷害膠筒。

2.3.3 管柱技術(shù)特點

1）管柱采用液壓坐封，上提解封的K341裸眼封隔器為分段封隔工具，密封可靠、性能穩(wěn)定。

2）管柱設(shè)計有多個扶正器，減少了措施管柱與井壁的接觸面積，降低了管柱下入和起出阻力。

3）由于封隔器可以產(chǎn)生自身錨定力，因此管柱無需單獨的錨定機構(gòu)，具有對井眼損傷小，起下安全可靠等優(yōu)點。

4）一趟管柱完成找水、堵水措施，合理調(diào)整開采方案，節(jié)約作業(yè)成本。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

該技術(shù)于2014年5月在西北某油田的一口水平井進行現(xiàn)場應(yīng)用，該井于初期屬于自噴，經(jīng)過長期開采后，含水上升快，后經(jīng)過超細碳酸鈣堵水、凍膠堵水和碳酸鈣結(jié)合乳化液等化學堵水措施后，含水率略有降低，但效果不明顯。

經(jīng)研究決定對該井采用智能開關(guān)找堵水二次完井工藝，確定并關(guān)閉該井高產(chǎn)水段，控制底水錐進速度，提高該井采收率，將本井射孔井段分為3個小段。給出該井找堵水管柱圖（圖2）。由于K341封隔器為國外引進，考慮到措施成本，該井首次下入由國內(nèi)某油田自主研發(fā)的Y341封隔器。Y341封隔器是在借鑒K341封隔器技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)的，性能與K341封隔器一樣，成本較K341封隔器低，所以在應(yīng)用中采用了Y341封隔器。

圖2 西北局某井找堵水管柱示意圖

措施工藝評價：

1）該井下入智能分段完井管柱后，雖未起到增油效果，但達到了降水的目的，說明Y431封隔器密封效果較好。

2）該工藝是智能分采技術(shù)在國內(nèi)深井水平井（垂深4 596.9m）中的首次應(yīng)用，對管柱的安全性及井下工具都是一次極大的考驗。管柱的安全下入說明Y341封隔器能有效避免中途坐封，為后續(xù)施工提供前提保障。管柱首次采用了丟手式逐級打撈方式，能有效地降低管柱打撈風險，為管柱的順利起出提供可靠的保障。

3）該工藝為后續(xù)類似復雜井提供了經(jīng)驗借鑒，值得現(xiàn)場推廣應(yīng)用。水平井的完井方式?jīng)Q定了其找堵水技術(shù)的不同。目前，江漢油田的水平井中，采用篩管完井、裸眼完井及套管射孔完井三種完井方式。對篩管完井和裸眼完井的水平井也曾進行過相應(yīng)的堵水措施，均以失效而告終，主要原因是割縫篩管或裸眼完井與巖石壁面之間沒有隔擋，流體可以徑向和橫向流動，不能有效地將層段分開，堵水技術(shù)在裸眼完井或割縫篩管完井的油井中無法有效實施。江漢油區(qū)套管射孔完井的水平井，工藝技術(shù)和配套工具都較為完善，既能滿足機械封隔器的有效封隔要求，又能較好地滿足后期開發(fā)的壓裂和酸化措施要求，同時也為水平井智能分段找堵水工藝的實施提供了前提保障。江漢油區(qū)水平井油藏埋深大多在3 000 m左右，溫度、壓力均在水平井智能分段找堵水工具的適應(yīng)范圍內(nèi)，為水平井智能分段找堵水工具在井下的長期工作提供了可靠的保障。

4 結(jié)論及認識

1）水平井智能分段找堵水工藝技術(shù)理論可靠，方法簡單易行。與國內(nèi)其他油田水平井找堵水技術(shù)相比，施工工藝簡單，可反復調(diào)層，操作方便，無需多次作業(yè)，大大降低了作業(yè)成本。

2）目前江漢油田還沒有成熟有效的水平井找堵水工藝技術(shù)，西北局在深井水平井中成功應(yīng)用了水平井智能分段找堵水工藝技術(shù)，為江漢油田水平井找堵水工藝技術(shù)的探索提供了有力的借鑒。

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［2］彭義成，李可新.江漢油田老區(qū)水平井開發(fā)認識［J］.石油天然氣學報，2005，27（02）：230－232.

［3］曹雪梅，李文波，孫騫.水平井不動管柱換層開采工藝技術(shù)［J］.油氣井測試，2004，13（06）：28－30.