水平井分段注汽技術在冷家油田的應用

摘要：遼河油田冷家油田稠油油藏自2004年開始水平井開發，具有油藏類型復雜，油品性質差異大等特點。隨著水平井開發的不斷深入，出現了動用不均、出水、套損嚴重等問題，嚴重影響水平井的開發效果。近年來，針對水平井存在的矛盾，從優化注汽方式開展研究，試驗應用了水平井分段注汽技術。該技術根據油藏特征分析，通過蒸汽傘和蒸汽閥的合理配置，實現水平井均勻動用、控水穩油并減少套損風險，從而提高水平井生產效果，取得了一定成果。

關鍵詞：稠油水平井;分段注汽;水竄;動用不均

1 概況

冷家油田位于西部凹陷東部陡坡帶，合作區面積166.2平方公里，合作區內油藏類型復雜，油品性質差異大，包括稀油、普通稠油、特稠油和超稠油，主要開發方式為蒸汽吞吐。自2004年起，冷家油田稠油油藏開始水平井開發，主要集中在冷41塊、冷42塊、洼59塊、洼70塊及洼83塊，目前共有稠油水平井124口，開井85口，日產液1558t，日產油293t。

2 稠油水平井存在問題

2.1 動用不均、注汽強度低，影響水平井吞吐效果

（1）動用不均

稠油水平井主要為篩管完井，采用籠統注汽方式，受儲層非均質性影響，存在水平段儲量動用不均問題。統計冷家油田16口水平井井溫剖面測試資料，動用不均井數14口，占比87.5%。從單井來看，動用較好的井段僅占總水平井段的1/3-1/2。

（2）注汽強度低

水平井段長、注汽強度低也是影響水平井產量的主要因素之一。冷家油田現有井段長度大于300m的稠油水平井37口，初步統計大于300m水平井平均注汽強度只有12.1方/米，平均周期產量僅為1004t，遠低于遼河油田平均水平，籠統注汽難以實現水平段控制儲量有效動用，影響吞吐效果。

2.2 水竄問題嚴重，影響水平井生產效果

目前冷家油田水竄水平井主要集中在冷41塊和洼83塊，其中冷41塊為塊狀油藏，底水侵入嚴重，現有水平井30口，其中水竄井9口，水竄井比例為30%。洼83塊為薄層狀油藏，主要以斷層水或邊水水竄為主，現有水平井19口，其中水竄井5口，水竄井比例為26.3%。隨著油田采出程度的增加，水竄情況日趨嚴重，影響開發效果。

2.3 套損嚴重，影響水平井開發效果

冷家油田部分薄層狀油藏由于油層薄，砂體的彈性能弱，長期單點注汽，篩管局部所受地層的熱形變擠壓力大，容易導致篩管的損壞。以洼70塊為例，共有套壞水平井10口，占總井數的52.6%。

3 技術研究及應用

根據水平井開發中存在的主要矛盾，立足油藏基本情況，本著“低投入、高效益”的工作思路，從優化注汽方式開展研究，試驗應用了水平井分段注汽技術。

3.1 技術原理

該技術是通過對水平井油藏物性及生產特征進行分析，對注汽位置及注汽量進行合理分配。根據實際需求將注汽閥和蒸汽傘下入到指定位置，利用蒸汽傘將水平段進行有效分隔，并通過注汽閥控制各段注汽比例，實現水平段汽量的合理分配，從而提高水平井生產效果。

3.2 配套工具

（1）蒸汽傘

特點：壓差式坐封結構設計，施工方便;密封元件采用特殊材料硫化成型，耐溫高、承壓強;鋼體外徑120mm，施工安全。

技術參數：工作直徑161mm;工作溫度≤350℃;工作壓差≤7MPa。

（2）分段注汽閥

采用雙層結構設計，控制蒸汽注入比例，可改變蒸汽流動方向，同時還能防止蒸汽直接作用套管，保護套管。

（3）水平井油管扶正器

水平井油管扶正器在下入過程中，扶正器保護蒸汽傘避免受到刮碰;在蒸汽傘坐封過程中，扶正管柱，提高密封效果。

3.3 技術應用

3.3.1提高動用程度，增加注汽強度

針對動用不均及薄層油藏的水平井，將注汽閥均勻分布在水平段中，使各段均勻受效，實現均勻注汽，提高動用程度，達到增產的目的。

（1）均勻注汽，提高動用程度

針對動用不均的井實施均勻注汽。將注汽閥均勻分布，從調整后的井溫剖面可以看出中后段的井溫有明顯升高。

（2）分段注汽，增加注汽強度

針對井段過長的井利用蒸汽傘將水平段分隔開，提高注汽強度，實現分段注汽，從而提高注汽效果。

3.3.2分段注汽，控制水竄

針對水竄井，利用蒸汽傘和注汽閥避開水竄段注汽，實現選段注汽，達到控水的目的。

（1）利用井溫、產液剖面及臨井出水情況，分析出水位置，避開出水段注汽，實現控水增油。

邊底水油藏，由于水平井多輪次籠統注汽，容易造成底水錐進，或邊水推進形成水竄。利用水平井分段注汽技術，對出水段少注汽或不注汽，可以減緩邊底水推進的速度，達到“控水”的目的。

做到“控水”關鍵在于：充分應用井溫測試、產液剖面測試、汽竄顯示、鄰井水淹情況、油層物性差異及生產歷史等資料來判斷出水部位。依靠蒸汽傘、多點注汽閥的合理分布，及注汽量的合理分配實現控水增油。

（2）針對無法進行產液剖面測試的水竄井，根據油藏特性及臨井出水情況判斷出水位置。

3.3.3均勻注汽，防止套損

薄層水平井，由于油層薄，砂體的彈性能弱，長期單點注汽，局部易發生熱形變，使篩管的相應位置長期受到擠壓作用，容易發生套損。而調整為均勻注汽后可以減少局部熱形變，從而減少篩管局部損傷。截止目前，共針對薄層水平井實施均勻注汽6井次，平均均勻注汽輪次在3輪以上，均未發生套損等現象。

4 應用效果

從2014年1月至2017年6月，水平井分段注汽技術共實施83井次，累增油1.33×104噸，累降水2.48×104噸。

5. 結論與認識

（1）水平井分段注汽技術可以提高水平井水平段油藏的動用程度，提高水平井吞吐效果，達到增油的目的。

（2）水平井分段注汽技術可以有效解決水平井水竄問題，可以在水竄水平井中推廣應用。

（3）水平井分段注汽技術可以有效的減少蒸汽對篩管的單點損傷，減少套損情況發生。

（4）水平井分段注汽技術是針對冷家稠油水平井而研究應用的，適合在同類油藏水平井中推廣，具有廣泛的應用前景。

參考文獻：

[1] 馮勇.稠油分層注汽技術及其應用[J].石油化工應用，2009（3）..

[2] 趙杰，李強等.注蒸汽熱采技術研究進展[J]. 內蒙古石油化工. 2010（09）.

作者簡介：

張佩佩，女，1989年11月出生遼寧盤錦，漢族，工程師，2012年畢業于哈爾濱石油學院，現于中國石油遼河油田冷家油田開發公司工藝研究所，從事修井作業方案設計以及油井舉升配套技術研究工作。