渤海油田油水井治理技术与发展趋势

马 立，李 进，林家昱，张启龙，张艺耀

（1.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300459；2.海洋石油高效开发国家重点实验室，天津 300459；3.中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300459）

近年来，渤海油田因长期注水开发导致储层水淹的高含水井，以及工程原因（出砂）或地质原因（储层物性差等）导致的低效井和关停井越来越多[1-5]，油水井治理已成为渤海油田“ 七年行动计划”增产目标实现的关键途径之一。但受渤海复杂地质条件、作业风险和成本、非常规稠油高效开发、海洋环境保护等因素的影响，给油水井治理带来严峻挑战[6，7]。为了促进渤海油田油水井治理技术发展，系统梳理了渤海油田油水井低效的原因、挑战与技术现状，并探讨了治理技术发展趋势。

1 油水井低效原因及难点

统计数据显示，至2018 年底，渤海油田低产低效井和关停井共计318 井次，其中低产低效井168 井次、关停井150 井次，占油井总数的7.9 %和7.1 %。渤海油田低产低效井原因可以归为三大类：地层原因、井筒原因和地面原因[8-10]。其中，地层原因具体包括高含水、油藏压力低、储层物性差、储层厚度薄等；井筒原因主要是防砂失效导致的出砂问题、储层污染和泵故障等；地面因素主要是指平台处理能力受限及修井设备限制。从统计井数来看，高含水导致的低产低效井井数最多，其次为储层出砂、低产、油藏压力低、物性差、储层污染、电泵故障等（见图1）。

结合油藏地质条件、井别、井型及生产情况，通过对低产低效井和关停井的成因分析，究其根源是渤海油田开发本身存在5 个方面的技术挑战：

（1）渤海油田地质构造复杂，断裂发育，非均质性强，具有储层薄、物性差的特点，深部地层发育低孔低渗储层。同时，长期注水开发导致压力体系复杂，高效开发难度大。

（2）水平井水淹严重，部分油田综合含水率达到90 %以上，严重制约了油田的整体开发，高含水问题已成为渤海油田低产低效井的首要原因，准确找水和有效控水难度大[11-13]。

图1 渤海油田油水井低效成因

（3）渤海油田储层以疏松砂岩为主，具有高孔、高渗的特点，生产过程中出砂风险高。同时，渤海多以稠油为主，黏度高，生产拖曳力大，加剧了油井生产出砂的风险[14]。

（4）稠油资源丰富、黏度高、开发难度大。渤海油田稠油资源丰富，占原油储量的65 %以上，渤海稠油油田储层为河湖三角洲—河流相沉积的砂体，储层变化大，埋藏浅、含油层数多，油水关系复杂。稠油油藏密度大、黏度高，流体性质较差，天然能量不足，边底水不活跃，开发难度大。

2 油水井治理技术

2.1 中短半径侧钻技术

渤海油田部分在生产油田年递减率达到8 %～10 %，并存在生产井控制储层面积有限的问题。如何有效治理低产低效井，进一步挖潜剩余油，提高油田的产能和降低开发成本是渤海油田开发的关键环节。目前油田挖潜的主要手段是新钻调整井和治理低效井。新钻调整井需外挂槽口或者新建平台，投资高、效益低。侧钻短半径水平井钻完井技术是老井恢复产能和油水井治理的有效手段，充分利用老井槽口和井身结构，可有效开发老井未受控面积内的储油和剩余油，恢复并提高单井产量和终极采收率，减少钻井投资，有效规避浅层防碰风险和复杂地层作业风险，具有极高的技术经济效益。

中短半径侧钻技术于2017 年6 月首次成功应用于SZ36-1-E19H1 井，一趟钻开窗，最大狗腿度达到18.97°/30m，钻完井管柱下入顺利，且较常规侧钻方式节省钻完井工期7 d，节约进尺1 120 m，节省费用约800 万元。E19H1 井水平段长239 m，油层钻遇率100%。初期产液60 m3/d，产油49.12 m3/d（配产46 m3/d），含水18 %，高峰产油量130 m3/d，应用效果良好。截至目前，该技术已在现场推广应用实施8 口井，累计节省投资4 201 万元。该技术的应用对于降低海上钻井成本、提高油气田采收率和经济效益，以及克服低油价对投资和生产形成的刚性制约等，具有重大意义。

2.2 水平井找堵水技术

为了有效控水，解决渤海油田储层水淹问题，渤海油田先后尝试应用了多种找堵水技术，如水利输送找水、连续油管找水、ICD 控水、变密度筛管控水等。总体而言，渤海油田主流的找堵水技术均是基于水平裸眼井条件下的技术，存在找堵水成本高、效果差、成功率低等特点。近年来，由于水平套管井在控水方面的独特优势，在渤海油田的应用越来越多，未来采用水平套管井结合定向射孔或变密度射孔进行控水是发展趋势。同时，在找水技术方面，渤海油田正在通过科研攻关，尝试应用示踪剂找水技术。

2.3 水力喷射压裂工艺

针对部分储层物性差、井筒附近污染以及堵塞较严重的油水井，利用水力喷射压裂工艺技术进行储层定点压裂改造，以增大油藏有效接触面积，解除近井地带污染，实现油水井的增产增注。该技术是运用伯努力原理通过喷嘴喷射的高速流体，加上研磨砂，喷射开套管，并且带来负压，实现动态封隔。油管加砂压裂，环空补液的压裂工艺技术。具有对近井地带污染小，管柱结构简单、施工方便、高效等特点。目前，该技术已成功应用于渤中34-2/4 油田A40 井，日产液125 m3，含水仅10 %，应用效果良好。

2.4 二防砂完井技术

二次防砂完井技术主要包含两种：保留原筛管，下入小尺寸筛管二次防砂，恢复生产；通过化学防砂的手段，进行补救式的二次防砂完井。其中，下入小筛管二次防砂具有工序简单、费用低和工期短的优点，其技术缺点在于缩小了内通径，后期措施受限。化学防砂技术又分为人工井壁法和人工胶结法两种，化学防砂的优点在于不影响防砂内通径，同时可实现不动管柱防砂作业。目前，化学防砂技术在胜利油田大规模应用，几乎所有注水井全部采用化学防砂，针对常规树脂涂敷砂存在的抗温性能差的问题，孤岛油田开发了具有低温固结、高强、高渗特点的新型涂料砂（AB 砂），将化学防砂有效期从最初800 多天逐渐增加到近1 000 天。

近年来，渤海油田出砂井越来越多，为了有效防砂，恢复生产，渤海油田不断引进二次防砂完井技术，同时结合海上油田层段跨度大、有效期要求高等特点，在技术引进过程中结合渤海需求和特点，不断完善、升级二次防砂完井技术。目前，小筛管二次防砂技术已在秦皇岛油田完成4 口井应用，化学防砂技术已在南堡油田和旅大油田推广应用，应用效果良好。

2.5 多分支井增产技术

为了进一步挖掘油田潜力，同时节省槽口和开发成本，采用老井眼侧钻多分支井技术治理低产低效井，在原井眼保留的基础上进行侧钻，后期可实现新井眼与老井眼的轮采。具有扩大泄油面积、提高单井产量、降低钻完井投资和提高油田采收率等特点。目前，已在曹妃甸11-1 油田A 平台部署了3 口水平分支井，属于多分支井技术在渤海油田油水井治理中的首次应用，形成了215.9 mm 井眼着陆段与水平段一趟完钻技术、侧钻开窗技术、钻井液性能优化技术、下尾管技术、分支井眼重入技术、分支井完井技术等一系列关键技术，应用效果良好。该批次井的成功实施，有效节省了槽口和开采成本，为水平分支井技术在油水井治理和油田挖潜中的应用提供了经验，在渤海油田中后期的大规模调整开发中有广阔的应用前景。

3 技术发展趋势

随着渤海油田勘探开发的不断深入，油水井低效成因越来越复杂，呈现出新的特点与挑战，如面临储层埋藏更深、地质环境更为复杂、地层温度压力更高等地质条件，综合治理难度逐步增大。总结未来渤海油田油水井治理技术发展趋势主要包括以下方面。

（1）“ 水平井套管井+定向射孔或变密度射孔”是渤海油田水平井未来堵控水技术的主要方向，水平套管井较裸眼井控水而言，具有可以避射或分仓封隔的优势，后期堵控水措施选择更多。未来需针对如何提高水平套管井固井质量、水平段固井质量检测、定向射孔技术及卡枪风险、水平井出水机理与找水等方面开展研究，为水平套管井控水技术在渤海油田油水井治理中的推广应用做好技术储备。

（2）压裂增产工艺方面，实践认为压裂充填防砂工艺是一种适合中、高渗疏松砂岩油藏的优选防砂完井和增产新技术，未来在渤海油田推广应用前景广阔。但仍需在一趟多层压裂充填配套的工具管柱、压裂施工参数以及规模优化、现场施工监测与解释系统、效果后评估等方面开展技术攻关，提高防砂施工作业的成功率和有效期。

（3）针对常规防砂方式易冲蚀、堵塞、作业难度大、成本高的问题，轻型预充填筛管防砂是替代“ 优质筛管+砾石充填”防砂的有效手段，实现复杂井低成本高效防砂开发。轻型预充填筛管的技术关键在于管柱轻、方便下入、充填层的亲油疏水特性、自清洁防堵塞功能、抗冲蚀等，现阶段已完成轻型预充填筛管的研发，正在开展室内试验评价，下一步即将进行现场应用。

（4）稠油油藏的大规模动用是渤海油田稳产增产的重要保障，为高效开发稠油油田，解决稠油开发面临的难题，亟需进一步从延长防砂有效性、井下工具耐温性、隔热油管高效隔热性等方面开展攻关研究，做好技术储备，在保证油井安全高效生产的同时，降低初期工程投资成本，实现稠油油田的低成本高效开发。

（5）新技术的引进与应用是油水井治理的有效途径，目前正在开展低成本钻完井技术调研与研究工作，比如T 型钻井技术、鱼骨刺丰产技术、径向钻孔技术、连续油管钻井技术等超短半径侧钻技术，具有技术简单、高效的特点，未来需继续开展适应性研究和选井工作，力争尽快应用于现场。

（6）射孔是连通井筒和油藏、解除污染、建立油气生产通道的关键技术，未来新型射孔工艺技术的应用可有效提高油井产能，如定方位定射角射孔技术、超深穿透射孔弹技术等。定方位定射角射孔技术可实现顺油层射孔，主要可用于薄储层、低孔低渗、低产油、带有倾角的地层。超深穿透射孔弹可提供更大的射孔波及深度，更有利于解除近井带的污染，释放产能，超深穿透射孔弹目前正处于研发与试验阶段。

4 结论

面临渤海油田“ 七年行动计划”的产量压力和低油价新形势，油水井治理是老油田剩余油挖潜和增产稳产的关键途径之一。历经多年的技术积累与沉淀，通过不断的科研攻关和作业实践，形成了以中短半径侧钻技术、水平井找堵水、水力喷射压裂、二次防砂和多分支井增产技术为代表的油水井治理技术体系，很大程度上解决了低产低效井问题。然而，面临储层埋藏更深、地质环境更为复杂、地层温度压力更高、安全环保风险更高等难题，油水井治理难度逐步增大，通过技术攻关和引进低成本高效治理新技术，是未来渤海油田油水井治理技术的必经之路。