低渗透底水薄油层水平井改造技术研究

齐银，鲁玲，隋蕾白晓虎，杜现飞

（中石油长庆油田分公司超低渗透油藏研究中心，陕西 西安 710018）

刘会强 （中石油长庆油田分公司超低渗透油藏开发部，陕西 西安 710018）

低渗透底水薄油层水平井改造技术研究

齐银，鲁玲，隋蕾白晓虎，杜现飞

（中石油长庆油田分公司超低渗透油藏研究中心，陕西 西安 710018）

刘会强 （中石油长庆油田分公司超低渗透油藏开发部，陕西 西安 710018）

单井产量低、含水上升速度快是低渗透底水薄油藏开发的难点，华庆油田延10油藏属典型的低渗透底水油藏，渗透率低 （3.0mD）、地层压力低 （0.7MPa／100m），油层厚度薄 （7.2m）。通过对储层特征分析，利用油藏数值模拟计算确定了水平井的最优完井方式。水平井井眼轨迹穿越油层中上部、改造段数2.0～2.6段／100m，段间距40～50m，最优的改造方式为定方位深穿透复合射孔，射孔穿透深度1m左右。4口井矿场实践表明，水平井单井产量达到直井的4.5倍，含水5.4%、动液面高，具有较好的稳产形势，而相邻24口直井平均含水35%，这种完井方式可以有效提高该类油藏单井产量。

底水油藏；低渗透油气藏；薄层；水平井；定向射孔；复合射孔

与直井相比，水平井由于其水平段的存在，大大增加了井筒与油层的接触面积，可以充分利用油层压力的能量和人工注水所施加的能量，减少渗流过程中压力能量的损耗，这是水平井产量高于直井的主要因素［1］。

随着水平井钻完井技术的进步，水平井已成为底水油藏、剩余油挖潜及浅层油藏开发的有效手段。在底水油藏水平井采油中，油水界面会以脊形上升，这主要是由油井生产时产生的压力降导致的［2］，一旦底水锥进到射孔段，采出液含水率就会大幅上升，甚至只采水不采油。类似底水油藏开发的关键是确定合理的完井方式，研究与储层特征相适应的改造方式，并且在生产过程中控制合理的生产压差，延长无水采油期，提高最终开发效益。

华庆油田B246区延10油藏具有油层厚度薄、渗透率低、底水发育、地层压力因数低等特点，通过对水平井改造方式的优化，获得了理想效果，对类似储层开发具有一定借鉴意义。

1 储层特征

华庆油田B246区延10油藏埋深1550m，油层厚度6～12m，平均油层厚度7.2m，油层与水层直接相连，中间无隔层，底水厚度15～30m左右，属典型的底水油藏。平均渗透率3mD，孔隙度15%，属于低渗－特低渗储层；同时地层压力因数0.7左右，属低压油藏。直井开发主要采用射孔求初产或高能气体压裂方式完井，投产产量2.5t／d左右，含水率30%，且随着生产时间的延长，含水率呈上升趋势。特别是对于部分物性相对较差的井，采用高能气体压裂后无产能，但采取小型解堵压裂措施后则会沟通底水。

在现有技术条件下，该类油藏采用直井开发面临着低产、高含水的局面。理论上利用水平井开发可以大幅度提高井筒与油层的接触面积，结合水平井钻遇油层物性特征、井眼轨迹条件及与油水界面位置，优选合理的改造工艺、优化改造参数，可大幅提高开发效果。

2 改造方案优化

2.1 改造位置的选择

底水油藏水平井的射孔位置直接影响到单井产量及见水时间，张厚青等［3～5］研究认为，对于底水油藏，增大水平井距离底水的位置可以延长见水时间，但不利于提高水平井的单井产量，底水油藏水平井的合理水平段位置距底水边界的距离约为油藏厚度的0.3～0.45倍。

依据B246区延10油藏特征，利用数值模拟方法计算了不同水平段距离底水位置条件下的单井产量随含水率变化的关系，由计算结果可见，随着水平段靠近底水，在相同的生产条件下单井产量提高，但含水上升率明显增大。

为延长底水油藏无水采油期，B246区延10油藏合理的水平段穿越位置应在油层的中上部，即水平段与底水界面的距离与油层厚度的比值应大于0.5，如图1所示。由于该区储层物性较差，水平井采用套管固井完井方式，后期采用射孔方式改造油层，即射孔后射孔孔眼穿透位置和底水界面距离与油层厚度的比值大于0.5，该区油层厚度7.2m，为此，射孔孔眼穿透位置距离油水底水界面应大于3.6m。对于井眼轨迹穿越位置小于该值的井段需改变射孔方位，或为避免底水锥进不进行油层改造。

图1 水平段钻遇不同油层位置单井产量与含水关系图

2.2 改造段数优化

B246区延10油藏属低渗、低压底水薄油藏，矿场实践表明，该类油藏要控制合理的生产压差生产，同时生产后期还需补充地层能量，考虑到后期生产维护及修井作业，采用水平井固井完井方式。理论上，水平段长度越长、打开程度越大，产能越大［6～8］，但由于油藏本身的复杂性，结合油层钻遇率及钻井投资成本，优化后的水平段长度为300m左右。

在该条件下，为进一步提高水平井开发效果，研究了不同射孔段数下单井产量与含水上升率的关系，结果见图2。从图2可以看出，随着射孔段数的增加，单井产量提高，但对应的含水上升率也增大，合理的射孔段数为6～8段，每段长度为8～10m，即每100m射孔2.0～2.6段，单井产量可达10t／d以上，且含水上升率小于10%。

图2 不同射孔段数与产量及含水关系图

2.3 改造方式优化

基于对该区油层特征的认识，水平井不宜进行压裂改造，射孔是首选完井工艺。与直井射孔相比较，水平井射孔在使用器材、管柱结构、引爆方法、定位方式等方面都有差别。对于139.7mm套管，直井常用89型和102型射孔枪，在B246区直井采用102枪127弹复合射孔效果不理想，而在水平井中使用102枪射孔后，由于枪体变形和毛刺等原因，射孔存在卡枪风险。目前研究形成的95枪适合水平井射孔改造［9～13］。

射孔穿透深度越大产量越高。目前水平井复合射孔技术穿透深度可达1000mm，为此选择95枪配套复合射孔弹进行射孔改造。

根据油藏底水发育情况，结合井眼轨迹及油水界面相对位置、油层钻遇情况及储层物性，采用水平井定方位射孔技术，在保持油水界面均衡抬升、延缓底水锥进速度的同时提高油层动用程度。考虑B246区底水油层薄的特点，射孔位置应高于油水边界3.6m，根据井眼轨迹情况，优化射孔方位，采用定方位复合射孔技术。

当水平段与底水的距离D小于3.6m时，该段避开不射孔；当3.6m≤D＜4.6m时，采用向上120°定向射孔；当4.6m≤D＜5.6m时，采用水平180°定向射孔；当5.6m≤D＜6.6m时，采用螺旋布孔复合射孔；当D≥6.6m时，井眼轨迹基本靠近油层顶部，采用向下120°复合射孔。图3为该区某井实际射孔方案，6个射孔段采用4种射孔方位组合方式，改造后单井产量达到10t／d，含水8.5%。

图3 某井定方位复合射孔示意图

3 现场应用效果

B246区4口水平井均采用定方位复合设计技术完井，平均水平段长度302m，油层钻遇率98%，射孔改造7段，投产后单井产量稳定在9t／d左右，为直井产量的4.5倍左右，且动液面明显高于直井，整体表现为高产、高液面、低含水生产特征，具有长期稳产潜力，见表1。

表1 B246区水平井与直井投产产量对比表

4 结论

1）通过油藏数值模拟研究，B246延10油藏水平射孔改造位置高于底水3.6m较合理，对于300m的水平段射孔改造6～8段，每段8～10m时产量可以达到10t／d以上。

2）结合薄油层特征及井眼轨迹条件，采取了向上120°、水平180°、螺旋90°、向下120°定方位复合射孔技术，见到了理想的效果。矿场4口井单井产量达直井的4.5倍，生产1年含水率小于10%。

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［编辑］ 黄鹂

Technical Reconstruction of Horizontal Well Completion in Low Permeability Thin Reservoirs w ith Bottom W ater

Q IYin，LU Ling，SUILe，BAIXiaohu，DU Xian fei，LIU Huiqiang (First Author's Address:Research Center for Ultra-low Permeability Reservoirs，Changqing Oilfield Company，PetroChina，Xi'an 710018，Shaanxi，China)

The low production rate and quick increase ofwater content in single wellwere the problems for the development of low permeability and thin reservoirswith bottom water.The Yan 10 Reservoir in Huaqing Oilfield was a typical low permeability(3.0mD)，low formation pressure(0.7MPa/100m)and low thickness(7.2m)reservoir with bottom water.Numerical modeling was carried out to determine optimal completionmode for the horizontal wells by analyzing the reservoir characteristics.Itwas found out that the horizontalwellwas througthout the upper section of reservoir，the reconstructed lateralwas2.0～2.6 per 100m，the distance was about40 to 50 meters，the optimal reconstructionmode was composite perforating of direction and deep layer penetration with perforating depth about1m.It isapplied in 4 wells，the application results indicate that the single well production using horizontalwell is 4.5 times that of straightwellwith water content of 5.4%and high dynamic fluid level，it has good stability of production.While in adjacent 24 straightwells，the average water content is 35%，it proves that themethod can improve oil production of single well of the similar reservoirs.

bottom water reservoir;low permeability reservoir;thin reservoir;horizontalwell;directional perforation;composit perforation

TE355.6

A

1000-9752（2014）05-0116-04

2013-12-08

国家科技重大专项 （2011ZX05013-004）。

齐银 （1980-），男，2006年西安石油大学毕业，硕士，工程师，现从事油田压裂增产技术研究工作。