馬 立，李 進(jìn)，林家昱，張啟龍，張藝耀

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300459；2.海洋石油高效開發(fā)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300459；3.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459）

近年來，渤海油田因長期注水開發(fā)導(dǎo)致儲層水淹的高含水井，以及工程原因（出砂）或地質(zhì)原因（儲層物性差等）導(dǎo)致的低效井和關(guān)停井越來越多[1-5]，油水井治理已成為渤海油田“ 七年行動計(jì)劃”增產(chǎn)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵途徑之一。但受渤海復(fù)雜地質(zhì)條件、作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和成本、非常規(guī)稠油高效開發(fā)、海洋環(huán)境保護(hù)等因素的影響，給油水井治理帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[6，7]。為了促進(jìn)渤海油田油水井治理技術(shù)發(fā)展，系統(tǒng)梳理了渤海油田油水井低效的原因、挑戰(zhàn)與技術(shù)現(xiàn)狀，并探討了治理技術(shù)發(fā)展趨勢。

1 油水井低效原因及難點(diǎn)

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，至2018 年底，渤海油田低產(chǎn)低效井和關(guān)停井共計(jì)318 井次，其中低產(chǎn)低效井168 井次、關(guān)停井150 井次，占油井總數(shù)的7.9 %和7.1 %。渤海油田低產(chǎn)低效井原因可以歸為三大類：地層原因、井筒原因和地面原因[8-10]。其中，地層原因具體包括高含水、油藏壓力低、儲層物性差、儲層厚度薄等；井筒原因主要是防砂失效導(dǎo)致的出砂問題、儲層污染和泵故障等；地面因素主要是指平臺處理能力受限及修井設(shè)備限制。從統(tǒng)計(jì)井?dāng)?shù)來看，高含水導(dǎo)致的低產(chǎn)低效井井?dāng)?shù)最多，其次為儲層出砂、低產(chǎn)、油藏壓力低、物性差、儲層污染、電泵故障等（見圖1）。

結(jié)合油藏地質(zhì)條件、井別、井型及生產(chǎn)情況，通過對低產(chǎn)低效井和關(guān)停井的成因分析，究其根源是渤海油田開發(fā)本身存在5 個(gè)方面的技術(shù)挑戰(zhàn)：

（1）渤海油田地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂發(fā)育，非均質(zhì)性強(qiáng)，具有儲層薄、物性差的特點(diǎn)，深部地層發(fā)育低孔低滲儲層。同時(shí)，長期注水開發(fā)導(dǎo)致壓力體系復(fù)雜，高效開發(fā)難度大。

（2）水平井水淹嚴(yán)重，部分油田綜合含水率達(dá)到90 %以上，嚴(yán)重制約了油田的整體開發(fā)，高含水問題已成為渤海油田低產(chǎn)低效井的首要原因，準(zhǔn)確找水和有效控水難度大[11-13]。

圖1 渤海油田油水井低效成因

（3）渤海油田儲層以疏松砂巖為主，具有高孔、高滲的特點(diǎn)，生產(chǎn)過程中出砂風(fēng)險(xiǎn)高。同時(shí)，渤海多以稠油為主，黏度高，生產(chǎn)拖曳力大，加劇了油井生產(chǎn)出砂的風(fēng)險(xiǎn)[14]。

（4）稠油資源豐富、黏度高、開發(fā)難度大。渤海油田稠油資源豐富，占原油儲量的65 %以上，渤海稠油油田儲層為河湖三角洲—河流相沉積的砂體，儲層變化大，埋藏淺、含油層數(shù)多，油水關(guān)系復(fù)雜。稠油油藏密度大、黏度高，流體性質(zhì)較差，天然能量不足，邊底水不活躍，開發(fā)難度大。

2 油水井治理技術(shù)

2.1 中短半徑側(cè)鉆技術(shù)

渤海油田部分在生產(chǎn)油田年遞減率達(dá)到8 %～10 %，并存在生產(chǎn)井控制儲層面積有限的問題。如何有效治理低產(chǎn)低效井，進(jìn)一步挖潛剩余油，提高油田的產(chǎn)能和降低開發(fā)成本是渤海油田開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前油田挖潛的主要手段是新鉆調(diào)整井和治理低效井。新鉆調(diào)整井需外掛槽口或者新建平臺，投資高、效益低。側(cè)鉆短半徑水平井鉆完井技術(shù)是老井恢復(fù)產(chǎn)能和油水井治理的有效手段，充分利用老井槽口和井身結(jié)構(gòu)，可有效開發(fā)老井未受控面積內(nèi)的儲油和剩余油，恢復(fù)并提高單井產(chǎn)量和終極采收率，減少鉆井投資，有效規(guī)避淺層防碰風(fēng)險(xiǎn)和復(fù)雜地層作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，具有極高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

中短半徑側(cè)鉆技術(shù)于2017 年6 月首次成功應(yīng)用于SZ36-1-E19H1 井，一趟鉆開窗，最大狗腿度達(dá)到18.97°/30m，鉆完井管柱下入順利，且較常規(guī)側(cè)鉆方式節(jié)省鉆完井工期7 d，節(jié)約進(jìn)尺1 120 m，節(jié)省費(fèi)用約800 萬元。E19H1 井水平段長239 m，油層鉆遇率100%。初期產(chǎn)液60 m3/d，產(chǎn)油49.12 m3/d（配產(chǎn)46 m3/d），含水18 %，高峰產(chǎn)油量130 m3/d，應(yīng)用效果良好。截至目前，該技術(shù)已在現(xiàn)場推廣應(yīng)用實(shí)施8 口井，累計(jì)節(jié)省投資4 201 萬元。該技術(shù)的應(yīng)用對于降低海上鉆井成本、提高油氣田采收率和經(jīng)濟(jì)效益，以及克服低油價(jià)對投資和生產(chǎn)形成的剛性制約等，具有重大意義。

2.2 水平井找堵水技術(shù)

為了有效控水，解決渤海油田儲層水淹問題，渤海油田先后嘗試應(yīng)用了多種找堵水技術(shù)，如水利輸送找水、連續(xù)油管找水、ICD 控水、變密度篩管控水等?？傮w而言，渤海油田主流的找堵水技術(shù)均是基于水平裸眼井條件下的技術(shù)，存在找堵水成本高、效果差、成功率低等特點(diǎn)。近年來，由于水平套管井在控水方面的獨(dú)特優(yōu)勢，在渤海油田的應(yīng)用越來越多，未來采用水平套管井結(jié)合定向射孔或變密度射孔進(jìn)行控水是發(fā)展趨勢。同時(shí)，在找水技術(shù)方面，渤海油田正在通過科研攻關(guān)，嘗試應(yīng)用示蹤劑找水技術(shù)。

2.3 水力噴射壓裂工藝

針對部分儲層物性差、井筒附近污染以及堵塞較嚴(yán)重的油水井，利用水力噴射壓裂工藝技術(shù)進(jìn)行儲層定點(diǎn)壓裂改造，以增大油藏有效接觸面積，解除近井地帶污染，實(shí)現(xiàn)油水井的增產(chǎn)增注。該技術(shù)是運(yùn)用伯努力原理通過噴嘴噴射的高速流體，加上研磨砂，噴射開套管，并且?guī)碡?fù)壓，實(shí)現(xiàn)動態(tài)封隔。油管加砂壓裂，環(huán)空補(bǔ)液的壓裂工藝技術(shù)。具有對近井地帶污染小，管柱結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、高效等特點(diǎn)。目前，該技術(shù)已成功應(yīng)用于渤中34-2/4 油田A40 井，日產(chǎn)液125 m3，含水僅10 %，應(yīng)用效果良好。

2.4 二防砂完井技術(shù)

二次防砂完井技術(shù)主要包含兩種：保留原篩管，下入小尺寸篩管二次防砂，恢復(fù)生產(chǎn)；通過化學(xué)防砂的手段，進(jìn)行補(bǔ)救式的二次防砂完井。其中，下入小篩管二次防砂具有工序簡單、費(fèi)用低和工期短的優(yōu)點(diǎn)，其技術(shù)缺點(diǎn)在于縮小了內(nèi)通徑，后期措施受限?；瘜W(xué)防砂技術(shù)又分為人工井壁法和人工膠結(jié)法兩種，化學(xué)防砂的優(yōu)點(diǎn)在于不影響防砂內(nèi)通徑，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)不動管柱防砂作業(yè)。目前，化學(xué)防砂技術(shù)在勝利油田大規(guī)模應(yīng)用，幾乎所有注水井全部采用化學(xué)防砂，針對常規(guī)樹脂涂敷砂存在的抗溫性能差的問題，孤島油田開發(fā)了具有低溫固結(jié)、高強(qiáng)、高滲特點(diǎn)的新型涂料砂（AB 砂），將化學(xué)防砂有效期從最初800 多天逐漸增加到近1 000 天。

近年來，渤海油田出砂井越來越多，為了有效防砂，恢復(fù)生產(chǎn)，渤海油田不斷引進(jìn)二次防砂完井技術(shù)，同時(shí)結(jié)合海上油田層段跨度大、有效期要求高等特點(diǎn)，在技術(shù)引進(jìn)過程中結(jié)合渤海需求和特點(diǎn)，不斷完善、升級二次防砂完井技術(shù)。目前，小篩管二次防砂技術(shù)已在秦皇島油田完成4 口井應(yīng)用，化學(xué)防砂技術(shù)已在南堡油田和旅大油田推廣應(yīng)用，應(yīng)用效果良好。

2.5 多分支井增產(chǎn)技術(shù)

為了進(jìn)一步挖掘油田潛力，同時(shí)節(jié)省槽口和開發(fā)成本，采用老井眼側(cè)鉆多分支井技術(shù)治理低產(chǎn)低效井，在原井眼保留的基礎(chǔ)上進(jìn)行側(cè)鉆，后期可實(shí)現(xiàn)新井眼與老井眼的輪采。具有擴(kuò)大泄油面積、提高單井產(chǎn)量、降低鉆完井投資和提高油田采收率等特點(diǎn)。目前，已在曹妃甸11-1 油田A 平臺部署了3 口水平分支井，屬于多分支井技術(shù)在渤海油田油水井治理中的首次應(yīng)用，形成了215.9 mm 井眼著陸段與水平段一趟完鉆技術(shù)、側(cè)鉆開窗技術(shù)、鉆井液性能優(yōu)化技術(shù)、下尾管技術(shù)、分支井眼重入技術(shù)、分支井完井技術(shù)等一系列關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)用效果良好。該批次井的成功實(shí)施，有效節(jié)省了槽口和開采成本，為水平分支井技術(shù)在油水井治理和油田挖潛中的應(yīng)用提供了經(jīng)驗(yàn)，在渤海油田中后期的大規(guī)模調(diào)整開發(fā)中有廣闊的應(yīng)用前景。

3 技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著渤海油田勘探開發(fā)的不斷深入，油水井低效成因越來越復(fù)雜，呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)與挑戰(zhàn)，如面臨儲層埋藏更深、地質(zhì)環(huán)境更為復(fù)雜、地層溫度壓力更高等地質(zhì)條件，綜合治理難度逐步增大?？偨Y(jié)未來渤海油田油水井治理技術(shù)發(fā)展趨勢主要包括以下方面。

（1）“ 水平井套管井+定向射孔或變密度射孔”是渤海油田水平井未來堵控水技術(shù)的主要方向，水平套管井較裸眼井控水而言，具有可以避射或分倉封隔的優(yōu)勢，后期堵控水措施選擇更多。未來需針對如何提高水平套管井固井質(zhì)量、水平段固井質(zhì)量檢測、定向射孔技術(shù)及卡槍風(fēng)險(xiǎn)、水平井出水機(jī)理與找水等方面開展研究，為水平套管井控水技術(shù)在渤海油田油水井治理中的推廣應(yīng)用做好技術(shù)儲備。

（2）壓裂增產(chǎn)工藝方面，實(shí)踐認(rèn)為壓裂充填防砂工藝是一種適合中、高滲疏松砂巖油藏的優(yōu)選防砂完井和增產(chǎn)新技術(shù)，未來在渤海油田推廣應(yīng)用前景廣闊。但仍需在一趟多層壓裂充填配套的工具管柱、壓裂施工參數(shù)以及規(guī)模優(yōu)化、現(xiàn)場施工監(jiān)測與解釋系統(tǒng)、效果后評估等方面開展技術(shù)攻關(guān)，提高防砂施工作業(yè)的成功率和有效期。

（3）針對常規(guī)防砂方式易沖蝕、堵塞、作業(yè)難度大、成本高的問題，輕型預(yù)充填篩管防砂是替代“ 優(yōu)質(zhì)篩管+礫石充填”防砂的有效手段，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜井低成本高效防砂開發(fā)。輕型預(yù)充填篩管的技術(shù)關(guān)鍵在于管柱輕、方便下入、充填層的親油疏水特性、自清潔防堵塞功能、抗沖蝕等，現(xiàn)階段已完成輕型預(yù)充填篩管的研發(fā)，正在開展室內(nèi)試驗(yàn)評價(jià)，下一步即將進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)用。

（4）稠油油藏的大規(guī)模動用是渤海油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的重要保障，為高效開發(fā)稠油油田，解決稠油開發(fā)面臨的難題，亟需進(jìn)一步從延長防砂有效性、井下工具耐溫性、隔熱油管高效隔熱性等方面開展攻關(guān)研究，做好技術(shù)儲備，在保證油井安全高效生產(chǎn)的同時(shí)，降低初期工程投資成本，實(shí)現(xiàn)稠油油田的低成本高效開發(fā)。

（5）新技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用是油水井治理的有效途徑，目前正在開展低成本鉆完井技術(shù)調(diào)研與研究工作，比如T 型鉆井技術(shù)、魚骨刺豐產(chǎn)技術(shù)、徑向鉆孔技術(shù)、連續(xù)油管鉆井技術(shù)等超短半徑側(cè)鉆技術(shù)，具有技術(shù)簡單、高效的特點(diǎn)，未來需繼續(xù)開展適應(yīng)性研究和選井工作，力爭盡快應(yīng)用于現(xiàn)場。

（6）射孔是連通井筒和油藏、解除污染、建立油氣生產(chǎn)通道的關(guān)鍵技術(shù)，未來新型射孔工藝技術(shù)的應(yīng)用可有效提高油井產(chǎn)能，如定方位定射角射孔技術(shù)、超深穿透射孔彈技術(shù)等。定方位定射角射孔技術(shù)可實(shí)現(xiàn)順油層射孔，主要可用于薄儲層、低孔低滲、低產(chǎn)油、帶有傾角的地層。超深穿透射孔彈可提供更大的射孔波及深度，更有利于解除近井帶的污染，釋放產(chǎn)能，超深穿透射孔彈目前正處于研發(fā)與試驗(yàn)階段。

4 結(jié)論

面臨渤海油田“ 七年行動計(jì)劃”的產(chǎn)量壓力和低油價(jià)新形勢，油水井治理是老油田剩余油挖潛和增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵途徑之一。歷經(jīng)多年的技術(shù)積累與沉淀，通過不斷的科研攻關(guān)和作業(yè)實(shí)踐，形成了以中短半徑側(cè)鉆技術(shù)、水平井找堵水、水力噴射壓裂、二次防砂和多分支井增產(chǎn)技術(shù)為代表的油水井治理技術(shù)體系，很大程度上解決了低產(chǎn)低效井問題。然而，面臨儲層埋藏更深、地質(zhì)環(huán)境更為復(fù)雜、地層溫度壓力更高、安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)更高等難題，油水井治理難度逐步增大，通過技術(shù)攻關(guān)和引進(jìn)低成本高效治理新技術(shù)，是未來渤海油田油水井治理技術(shù)的必經(jīng)之路。