本项目针对采油厂的非均质油藏在多层合采状态下因部分强水淹层段造成层间相互干扰,压制了潜力油层的正常生产,主要表现为油井含水陡增,产油量迅速下降,严重影响了注水开发油田的正常开采｡而治理此类井的关键就是找准水､堵住水,但传统的找堵水工艺最大的缺陷就是找水和堵水是分开进行的,存在作业工作量大､施工周期长､找水资料不直观､解释资料存在误差等问题,导致油井的堵层不明朗､堵水有效性较差(见表1)｡

表1  传统找水工艺的特点及局限性

1研究内容

新型机械分层找堵水工艺开发与应用,进一步提升了油田找堵水工艺技术水平,为油田非均质注水开发油藏在中高含水期的剩余油挖潜､提高区块采收率提供了全新的技术保障,分层测压资料的录取为深化油藏认识､加强油藏动态管理提供了宝贵的技术支持,确保非均质油藏实现“稳油控水”和“降本增效”的高效开发｡

1.1井下配套工具的研发应用

图1 液压分层开关器结构图

根据第一部分设计出的找堵水一体化生产工艺管柱,井下配套的分层工具主要为桥塞､封隔器组合和各层生产所需的液压开关器等｡

1.1.1封隔器的改进设计

由于该工艺技术的核心就是利用封隔器实现分层开采的一个生产过程,而该丢手式封隔器管柱可一次性通过管柱将其全部带入预定位置,通过上提下放重复座封,地面施压的方式可实现桥塞座封､上提下放管柱可实现组合管柱封隔器的解封,具有施工方便､操作简单等优势,因此选择了Y211-115型封隔器为基础并进行了一些改进,作为分层生产的主要卡封工具｡该封隔器下井时,轨道销钉处于短轨道上死点,卡瓦被锁在中心管上,保证顺利下井｡当下至预定位置时,上提管柱一定的高度,轨道销钉滑入长轨道,锥体插入卡瓦体中,迫使卡瓦受力膨胀,并咬在套管壁上,同时管柱的部分重力压在封隔器的密封件上,使密封件径向胀大密封油套管环形空间,解封时只需上提管柱即可解封封隔器｡相比传统Y211-114型封隔器该封隔器使用了PT封隔器的合金卡瓦,比现有卡瓦更稳定,使其工作压力由25MPa提高至35MPa,同时保持了Y211-114型封隔器大通径､座封简便的优点｡

1.1.2液压分层开关器设计

液压分层开关器主要由上下接头､球座壳体､阀球､阀座､中间接头､外套､中心管､轨道销钉､复位控制部件和密封圈等部件组成｡中心管上设计了导向轨迹槽｡主要参数:工作压力30MPa;工作温度120℃;换向压力20MPa稳压10min;最大外径115mm;最小通径32mm(见图1)｡

1.2工作原理

根据方案设计,将多级液控分层开关及封隔器与管柱相连下入井内,通过套管憋压完成开关的多次重复换向｡当液压达到换向压力时,中心管移动并压缩复位控制件,同时外套上轨道销从关闭(或开启)槽进入开启(或关闭)槽,从而实现进液通道的开启(或关闭),当压力泄去后在弹力作用下,轨道销被锁紧限位在中心管开启(或关闭)槽内,从而完成开关器的换向､锁紧动作｡当再需要换向时,还可重复上述过程改变开关器进液通道的状态,实现多次重复性液控换向过程｡

1.3 水平井堵水机械管柱改进

1.3.1管柱结构特点

不再使用常规堵水方式，即使用封隔器下至油层顶界封堵油套环空。而是针对水平井两种不同的井况选用Y211-150封隔器或Y211-210封隔器和小直径Y341-133液压式封隔器组合形成封堵层的方式。在小直径Y341-133液压式封隔器两端设计两个扶正器，一是可以解决液压式封隔器在通过大斜度段时的防偏磨问题；二是可以保证小直径封隔器在水平井水平段的坐封稳定性。针对水平井悬挂器或悬挂器以上位置出水问题，将Y211-210封隔器设计在悬挂器位置以上，小直径Y341-133液压式封隔器设计至油层顶界。两个封隔器位置将漏点包含在内。然后使用φ114.3mm油管和φ73mm平式倒角管将两个封隔器连接，形成封堵层封堵漏点。针对水平井光管段位置出水问题，将Y211-150封隔器设计在漏点位置以上，小直径Y341-133液压式封隔器设计至油层顶界。两个封隔器位置将漏点包含在内。然后使用φ114.3mm油管和φ73mm平式倒角管将两个封隔器连接，形成封堵层封堵漏点。将抽油泵用φ73mm油管连接，穿过Y211-210封隔器或Y211-150封隔器，进入φ114.3mm油管到达设计位置，形成生产管柱。设计新型导流管，自带侧向进液口。封隔器坐封后，通过进液口使封隔器上下的环套空间互相连通，从而解决了水平井常规堵水方式无法掺稀油、洗井等问题。还可将堵水管柱和生产管柱组合形成一体管柱。设计新型液控式开关，在通过反打压使小直径Y341-133液压式封隔器坐封过程中起到承压作用。坐封完毕后压力继续上升到达一定标准后新型液控式开关打开形成进液通道。

图1 水平井堵水管柱示意图

1.3.2 工作原理

将Y211-210封隔器或Y211-150封隔器设计在漏点位置以上，小直径Y341-133液压式封隔器设计至油层顶界。两个封隔器位置将漏点包含在内。然后使用φ114.3mm油管和φ73mm平式倒角管将两个封隔器连接，形成封堵层封堵漏点。不再使用常规堵水方式，即使用封隔器下至油层顶界封堵油套环空。使用封堵层封堵出水点的效果更好。设计新型导流管，自带侧向进液口。封隔器坐封后，通过进液口使封隔器上下的环套空间互相连通，从而解决了小井眼油井常规机械堵水无法掺稀油、洗井等问题。从而延长生产周期，恢复该类油井的产能发挥。新型的液控式开关，在通过反打压使小直径Y341-133液压式封隔器坐封过程中起到承压作用。坐封完毕后压力继续上升到达一定标准后，新型液控式开关打开形成进液通道。

2 现场应用及效果评价

2.1选井思路及现场应用

项目的选井方向主要选择非均质油藏多层合采井,因部分层段强水淹造成层间相互干扰,压制了潜力油层的正常生产,及对应注水井吸水剖面无显著差异,主要表现为油井含水陡增,产油量迅速下降,其特点是高液量､高含水｡项目共实施4口井｡

2.2效果评价

该技术现场实施以来,截止2021年12月底累计增油409.6t,增油情况｡通过实施该项目的4口井可以看出,在确保油井检泵周期的情况下,可以实现部分单井增油30%以上;S20､X31井未得到预期增油效果,但可以准确判断出水层位,为排除层间干扰提供依据,为后期制定开采方案及提液增油指明方向｡

3 认识及打算

3.1认识

(1)新型机械分层找堵水技术为合采井细分层找水提供了新的思路,可使油井在生产状态下不动管柱实现找水､堵水一体化,找水资料准确､堵水有效率高｡(2)该项技术实现了一趟管柱完成多层找水､堵水的任务,不影响后期检泵提液等作业,可大大降低作业施工周期,充分体现了其技术优势,具有良好的应用前景｡(3)分层找堵水技术准确查找出水层位,根据生产情况,实时封堵水层,开采油层,为深化油藏认识､加强油藏动态管理提供了宝贵的技术资料｡

3.2下步打算

 (1)在固井质量差､层间窜的油井上应用存在技术缺陷,影响找堵水的准确性和有效性,继续开展层间窜槽诊断及分析新技术的研究应用｡(2)虽然实现了层间细分找堵水,但对大厚层内薄夹层之间存在的层内矛盾难以解决,可适时开展大厚层内薄夹层(1m~4m)的单级或多级找堵水工艺技术研究,提高油田整体开发水平｡(3)随着侧钻､水平等复杂结构井数量的不断增多,应尽快开展复杂结构井､复杂小井眼的分层找堵水工艺技术研究,拓宽细分层找堵水工艺技术水平｡(4)针对高含水井结垢､细菌腐蚀､检泵周期短等问题,在加药维护工作上需进一步提高｡(5)针对部分找堵水管柱打捞遇卡的问题,下步仍需对相关配套工艺及工具的可行性和适应性进行更深入的研究与分析｡

参考文献:

[1]厚油层层内深部堵水工艺技术研究与试验[J]. 于永生;邹小萍;刘伟;代晋光;曹作为;于浩洋.西安石油大学学报(自然科学版),2017(06)

[2]高含水油田机械堵水工艺研究进展[J]. 王瑞;赵春立;崔修浩;潘一;余波.当代化工,2022(02)

[3]油田水平井见水特征及机械堵水工艺技术研究[J]. 张平安.石化技术,2017(09)

[4]优化堵水工艺技术提高机械堵水成功率[J]. 杨雪娇.化学工程与装备,2022(12)