水平井平衡采油工艺技术

师文政(中国石油 长庆油田 采油七场 745700)

引言

水平井是斜角接近直角，且井身沿水平方向钻进一定长度的井。由于在油层中水平延伸了一段距离，这种井与油层接触的面积大幅增加，因此具有泄油面积大、所需压差低的优点，投资周期短、经济效益高，受到各大油田的重视，水平井采油技术的研究也在各油田相继展开。随着采油技术的发展，水平井在开发低渗透薄层油藏、边底水油藏、枯竭油藏、致密气藏等领域的重要性日益凸显，对保证油田产能起着重要作用[1]。但是对于长井段的水平井，由于存在不均衡压差及井筒摩阻，在水平段两端采油强度高，中间采油强度低，进而使水平井各井段的采油率不均衡[2]。因此，如何最大程度地保证水平井各井段能均衡采油是水平井开发中的重要课题，研究水平井平衡采油工艺技术将对水平井的开发产生积极作用。

目前水平井平衡采油工艺技术主要有裸眼完井技术、筛孔/割缝衬管完井技术、筛孔/割缝衬管带管外封隔器完井技术和衬管注水泥固井射孔完井技术。由于钻水平井的造斜率不同，这些方法有各自的适用范围及优缺点。

一、裸眼完井技术

裸眼完井是套管下至生产层顶部进行固井，生产层段裸露的完井方法。在最早的水平井中，第一批完井采用裸眼完井。根据钻开生产层和下入套管的时间先后，裸眼完井又分为先期裸眼完井和后期裸眼完井。先期裸眼完井是钻头钻至油层顶界附近后，下技术套管注水泥固井；水泥浆上返至预定的设计高度后，再从技术套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深完井。后期裸眼完井是不更换钻头，直接钻穿油层至设计井深，然后下技术套管至油层顶界附近，注水泥固井。裸眼完井要求地层岩性必须完整、井壁不会坍塌且岩层不会脱落。其优点是费用低、没有产量损失、使用裸眼封隔器可进行增产作业。缺点是可能造成井眼堵塞，严重时甚至造成部分井段报废；生产可控性差；修井作业难等[2]。

二、筛孔/割缝衬管完井技术

筛孔/割缝衬管是将割缝衬管悬挂在技术套管上，依靠悬挂封隔器封隔管外的环形空间[3]。许多长半径、中半径及短半径水平井采用该方法。割缝衬管可分为三种类型。第一种是沿衬管轴线铣出不同宽度和长度的割缝；第二种是在管体上钻不同直径的孔；第三种是预制砾石充填衬管。其优点为：割缝衬管起着保持油层与井眼间的流体通道作用，使储层不受污染，并能提供足够的流通面积，防止储层坍塌；选择适当尺寸的割缝和筛孔可以控制部分出砂；在松软地层可使用绕丝筛管控制出砂，而砾石充填筛管可以有效进行砂控。其缺点是：不可控制生产；废弃部分生产井段困难；不可进行生产测井。

三、套管外封隔器完井技术

套管外封隔器完井技术是依靠套管外封隔器或水泥封隔水平井段。封隔方法有：使用套管外封隔器，封隔油层的底部和顶部；隔离裂缝；固井注水泥封隔全井段或部分井段；采用密封皮碗或油管封隔局部液流。这种封隔可以在生产中减少产层或层段之间的干扰；减少采油中的含水、含气量；提高产量；有助于砾石填充、增产和压裂作业；提高对油藏的评价能力。由于管外封隔器同割缝衬管一道使用在裸眼井中，很难预测其密封效果，只能起到以下作用：在石灰岩裂缝地层中实现层段的隔离；隔绝水层和气层；达到部分准确的生产测井；完成部分选择性的增产作业。

四、衬管注水泥固井射孔完井技术

衬管注水泥固井射孔完井技术是目前国内应用最为普遍的完井技术。这种完井技术能可以对水平井进行分段增产及注水作业，是一种非常实用的完水平井井技术[4]。这种技术的优点是可以在任何油层有效地完成封隔，可以达到准确的生产测井，能够完成选择性的增产作业或选择性生产。其缺点是水平井衬管固井和射孔费用高，目前固井质量难以保证。

五、压裂技术

依据安全施工的要求及压裂完井效果评价，对裸眼完井、筛孔/割缝衬管完井、衬管注水泥固井射孔完井等各种技术进行分析，得出了双封隔器单卡压裂技术及套管外分流压裂技术。

1.双封隔器单卡压裂技术

双封隔器单卡压裂技术的优点是提高多段压裂的针对性，在水平井方面解决了水力锚在水平状态下工作和有效咬合及工具顺利通过弯曲段等问题。这项技术的关键在于可以防止压后砂卡管柱，利用导压喷砂封隔器的节流压差坐封压裂管柱，采取上提方式，一趟管柱完成各层段的压裂。

2.套管外分流压裂技术

该技术施工的基础需要制定合理的射孔方案，技术关键是准确判断压开的裂缝数目、转向分流及炮眼的有效封堵。其优势在于采用下入分流压裂管柱，与预先下井的套管短节相配合，在低密度布孔的条件下，利用限流压裂原理进行大排量施工，利用吸液炮眼产生的摩阻，大幅度提高井底压力，迫使压裂液分流，达到一次施工同时压开多个层段的目的。

结语

通过阐述水平井平衡采油的5种工艺技术及这些技术的优缺点，并分析它们的适用油藏条件，说明在选择合适的完井技术之前，要充分考虑油藏地质类型、钻井方式及增产措施等问题，水平井平衡采油工艺技术在应用上要做到因地制宜。

[1]万仁溥.水平井开采技术[M]．北京：石油工业出版社,1995：116-120.

[2]周全兴.现代水平井采油技术[M].天津:天津大学出版社,1997:98-102.

[3]张毅.采油工艺技术新进展[M].北京:中国石化出版社,2005:215-220.

[4]熊友明,潘迎德.各种射孔系列完井方式下水平井产能预测研究[J].西南石油学院学报,1996,18(2):56-62.