油水井联动配套工艺效果分析及认识

杨洁(辽河油田辽兴油气开发公司，辽宁 盘锦 124010 )

0 引言

奈曼油田构造上处于奈曼旗凹陷中央洼陷带中北段的双河背斜内，主要含油目的层九佛堂组。主体为断背斜构造，内部被小断块复杂化，扇三角洲沉积，低孔、特低渗透储层，构造-岩性油藏，埋深1 300～2 500 m。 目前区块油井开井176 口，日产油230 t，综合含水62.2%；水井开井44 口，日注量852 m3，累积注采比1.01。由于该区块压裂投产，地下缝网复杂，示踪剂监测资料显示，注水水窜方向单一，大多沿裂缝方向突进，且水窜后推进速度快，导致油井单向受效比例较高。另外，该区块注水井段长，且层多层薄，渗透率极差较大，造成纵向水驱程度低。统计近几年的吸水剖面，相对吸水量大于40%的高吸水层占比达42.1%。自分层系开发以来由于注采井网不完善、水淹、水窜等问题导致自然递减率居高不下。针对这些生产矛盾，需要积极转变观念，以强化区块稳产为目标，以提高油水井能力为中心，加强油水井联动，在推进精细注水、水井深部调剖工艺的同时，配合实施油井找堵水、捞封、钻塞回采等低成本配套工艺，以达到措施挖潜效益最大化[1]。

1 油水井联动配套工艺研究

1.1 稳油控水工艺

目前水井方面主要通过精细注水和调剖工艺来稳油控水。

精细注水工艺方面主要通过加强转分注、换管柱、细分注水、层段重组等工作，进一步提升水驱动用程度，同时也使得自然递减率持续下降。但随着开发的不断深入，多级分注井逐年增多，对分注工艺也提出了更高的要求。为满足区块多级细分注水的需求，研究并推广应用桥式同心分注工艺，并结合生产实际问题优化设计注水配套工具[2]。此外因奈曼区块地理位置较为偏远，研究试验无缆智能分层注水工艺。该工艺主要由地面控制系统、远程控制系统及智能配水器组成。利用压力波信号方式遥控井下动作，实现分注井注入量精准调配，并且可实现注入井井口和井下注入层之间流量、压力、温度等数据的双向传输功能，达到注入井远程调控的目的[3]。

针对奈曼区块水驱方向性强，水驱动用不均衡的问题，选择注采井网相对完善、水淹水窜较为严重的区域分批次开展水井复合凝胶调剖工艺试验。结合区块储层地质特征及以往调剖经验，近三年共实施化学调剖10 个井组，针对纵向小层存在吸水差异和水淹水窜井组分别形成了“调”“堵”两种技术思路。不断优化完善调剖配方，形成适合奈曼区块且成胶性能稳定的深部调剖配方体系。现场可根据不同井况设计不同的药剂段塞，从试验结果来看，水井调剖能够有效封堵油藏水驱优势通道。但鉴于区块层间和平面矛盾突出，地层在长期注入水冲刷下，已形成了大孔道，部分井组单一的调剖措施较难达到预期效果。井组中部分油井仍存在高含水现象，因此需要加强生产动态分析和生产层位的优化，将油井找堵水与水井调剖和水井分注相结合，以此提高整个井组的稳油控水效果。

1.2 油井找堵水工艺

奈曼油田含油井段长，九上段跨度400 m、九下段跨度600 m，纵向储量动用不均衡。随着油田注水开发不断深入，部分油井见水过早、含水偏高，一定程度上限制了油井产量，严重的还会影响地层储量动用程度。研究发现，油井见水大致可分以下几种类型：一是注入水或者边水沿高渗透层突进，在纵向上形成单层推进，横向上形成指进，使得油井过早水淹；二是由于油井生产压差过大，使得原来的油水界面靠近井底，造成底水锥进；三是因为固井质量不合格或者层间串通引起的上下层水窜槽，使得油井见水；四是地质原因，比如区块储层裂缝较为发育，易造成油水层互通，使得油井含水上升。无论哪种油井见水方式，水层落实不清楚，油井只能继续高含水生产，甚至还会导致停抽。针对上述问题，开展油井找堵水工艺研究，确定出水层位，制定合理方案，实施油井找堵水作业。

在油田注水开发后期，机械找堵水工艺与其他堵水工艺相比，具有适应性强、成本低、见效快、堵层可调等优点[4]，为区块稳油控水提供了有力的技术支撑。奈曼油田以往一般依靠小修作业逐级使用封隔器封隔层位来排查出水层位，工艺较为简单，能够准确找出出水层位，但施工周期长，作业成本过高，如果每个层位含水均较高，造成作业费用浪费。因此近年来，不断开展油井机械找堵水工艺的优化研究，力求实现稳油控水的目的。

1.2.1 液控开关找堵水工艺研究

为了降低落实出水层位的作业费用以及施工周期，研究液控开关找堵水工艺。液控开关找堵水管柱与生产管柱连接在一起，一次下井完成，施工工序少，操作简单，节省作业时间。但检泵时，该找堵水管柱需与生产管柱一起起出。该工艺关键部位—液控开关主要由单流凡尔、阀体、阀芯、轨迹滑套、控制销钉、复位弹簧等零件构成，工具成本较低。当开关需要改变工作状态时，用打压泵(或水泥车)向阀内打压，开关每打一次压，中心管和轨迹滑套都要上下往复运动，每运动一次，就会按照设计的规律改变一次开/关的状态。该工艺设计需满足在地面打压后能够灵活稳定切换开/关生产状态，防止因层间压力导致误操作的要求，确保工作过程顺利，不出现卡阻现象。

液控找水开关管柱可以一趟管柱实现找水和堵水措施，不仅可以在5 寸半套管中应用，也可以在4 寸侧钻井中实施，能够解决常见的找堵水难题，通过每层现场实际生产动态数据能够直观确定出水层位。但由于液控找水开关的开/ 关状态是由地面打压达到额定数值来实现的，级数越高，各层压力可能存在一定程度的差异，就会导致在判断出水层位时容易出现误差，同时也对封隔器密封性提出了更高的要求。

1.2.2 压控开关找堵水工艺研究

压控开关找堵水工艺主要通过压控开关和封隔器配套使用来实现找堵水作业。压控开关通过接收地面指令进行开关动作的转换，实现井下任意分隔层段的开启或关闭，在正常下泵生产状态下获取任意层段或组合层段的产液量和含水情况，从而判断出高含水层段，实现找堵水的目的。压控开关的关键点在于如何利用机电一体化及压力传感接收技术，获取有效的信号，设定科学合理的压电码开展压力操控[5]。

在压控开关组成部分中，控制器主要负责接收井口打压使井下产生压控信号，并判断是否有效，当判断出接收到的为有效信号时，控制电机会驱动开关阀做出对应的开/关等动作。通常控制器与开关阀通过工作筒连接在一起。井口打压时，每层下入的压控开关均会接收和处理这些压控信号，只有要求做对应动作层位的压控开关接到的压控信号与下井前预设的指令信号一致时，该层的压控开关才会执行相应命令的动作[6-7]。

1.2.3 有缆智能开关找堵水工艺研究

有缆智能开关找堵水工艺主要通过电缆封隔器对油层进行分段，并在预设的位置下入电控智能开关，电缆跟随油管下入至井内，进行供电并传输信号及指令。在地面即可控制井下智能开关按照接收到的指令进行开/关的状态调节。这不仅可以解决对各油层生产能力认识不清楚的问题，还可以随时对井下温度、压力等生产参数进行录取，监测油井生产状态，完成不动管柱多油层的找堵水工艺[8]。该工艺结构上包括执行系统、控制系统、对接系统三个主要部分。执行系统主要采用电动控制，完成电动开关工作状态的调整，实现任意层段的调控；控制系统主要用来完成供电、通讯和数据传输的功能；对接系统主要用来完成管柱锚定及管柱与电缆的对接等。

1.3 层系归位配套工艺

近几年，奈曼油田以平面上完善注采井网，纵向上提高水驱储量控制程度为思路，分区、分砂岩组开展剩余油挖潜，措施有效率得到显著提升。针对水窜严重、注采关系完善的井组，开展强凝胶调堵。注水井实施调剖的同时，对应油井通过捞封、钻塞回采等低成本措施完成层系归位，进一步完善注采对应关系，以此提高油水井联动措施效果，实现在有效注水的前提下保持稳产的目标。

2 油水井联动配套工艺现场试验情况

近三年来，通过油水井联动工艺在奈曼油田成功实施配套工作量33 井次，其中水井调剖措施平均单井组含水下降5.3%，平均单井调剖措施有效期延长109 天，平均单井组日增油1.8 t。油井找堵水工艺平均单井含水下降17.8%，平均单井日增油0.74 t。三年来水驱动用程度由35.6%提高到45.9%，实现累增油5 600 余吨，稳油控水初见成效。

2.1 油井找堵水工艺现场试验

2019—2021 年，针对奈曼油田油井生产井段长、找水难度大、封隔器找水有效率低等问题，推广应用机械找堵水工艺。现场累计实施18 井次，平均含水由94.2% 降至76.4%，平均单井有效期131 天，有效期内累计增油1 495 t，见到一定的措施效果。例如奈1-62-40 井于2019 年11 月进行工具入井现场施工，顺利完成地层温度、压力监测和验封测试，该井措施后日产油由1.4 t 提高至3.4 t，含水由84%下降至69%，为找堵水工艺推广提供了现场经验支撑。奈1-66-34 井于2020 年5 月实施找堵水工艺后日产油由0.7 吨提高至2.2 t，含水由46%下降至37%，有效期内累增油300 余吨。奈1-54-58 井于2021 年4 月实施机械找堵水作业，该井措施前日产液10.7 t，日产油0.2 t，含水98%，措施后一个月日产液10.3 t，日产油1.2 t，含水88%。当对应水井奈1-54-54 井实施深部调剖工艺措施后，奈1-54-58 井日产油量再次得到提升，由调剖前的1.4 t 提高到2.8 t，含水由84%降至61%，取得显著的油水井联动措施增产效果。

2.2 层系归位配套工艺实施情况

2020 年，共有6 个井组实施化学调剖措施。结合油井层系归位，配套实施油井捞封、钻塞回采等，6 个井组日产液由调剖前的123.5 t 上升至调剖后的151.9 t，日产油由调剖前的38.9 t 上升至调剖后的49.1 t，含水由68.5%下降至67.7%，阶段累增油2 000 余吨。其中奈1-62-38 井注水层位九下Ⅱ1，对应油井6 口，其中有两口层系归位井分别实施捞封合采和堵水后与注水井对应，该两口层系归位井阶段累计增油188.5 t。奈1-52-50 井组注水层位九上Ⅱ+Ⅲ，一线对应油井6 口，其中有两口井分别实施捞封合采后与注水井对应，该两口层系归位井阶段累计增油790 t。

2021 年，继续延续油水井联动技术思路。注水井实施调剖的同时，对应油井依旧通过捞封等措施完成层系归位。共实施6 个井组调剖，调剖前井组日产液130.6 t，日产油39.7 t，综合含水69.6%，调剖后日产液142.7 t，日产油56 t，综合含水60.8%。其中奈1-52-50 井组调剖同时对相应的水窜井实施捞封合采，实施后该调剖井组日产油由7.0 t 上升至20.3 t，综合含水由78.5%下降至61.1%，阶段增油1 109 t，见到显著措施效果，有效证明了井组内应用油水井联动配套工艺能够挖潜措施效益最大化。

3 结论及认识

(1)继续积极推进区块精细注水，有效补充奈曼区块地层能量的同时，可通过结合层段重组、选注等措施，进一步提升区块水驱动用程度。

(2)继续推广注水井调剖工艺，适时扩大试验范围，优化施工参数，确保整个施工过程的可控性和有效性，形成适合奈曼低渗透储层调剖技术体系，进一步提高水驱采收率。

(3) 优化后的机械找堵水工艺通过找堵水开关与封隔器等井下配套工具组配，能够有效确定出水层位，可实施多级找水、堵水、调层等生产工艺。可以有效降低工人劳动量，缓解油井含水上升趋势，提升油井生产能力。

(4)油水井联动配套工艺，在对水井进行分注、调剖等措施的同时，对应油井有针对性的开展找堵水、捞封、钻塞回采等措施，能够实现叠加效应，提升井组单一措施的效果，进一步实现整体稳油控水效果，具有较好的经济效益和社会效益。