欢喜岭油田水平井综合技术的应用

孟月月

自1993年开展水平井先导实验以来，水平井技术在欢喜岭采油厂开始应用，其中在24个区块实施水平井76口，实践证明水平井技术在油田开发中取得了较好的效果。该文主要对欢喜岭油田水平井技术的发展历程以及水平井配套技术，进行综合研究和总结，并对未来发展方向进行分析。

欢喜岭油田引进水平井技术始于上世纪90年代初，经过地质设计人员与钻井工程人员的共同努力，于1993年完钻第一口试验水平井——齐40-平1井，初期日产油达32t，该井的成功实施，标志着欢喜岭油田水平井技术从室内研究走向现场实施，水平井开发技术也在实践中得到不断的完善。

水平井技术是通过扩大油层泄油面积来提高油井产量、提高油田开发效益的一项开发技术。水平井技术适用于油田开发的全过程，对开发初期的区块而言，水平井具有产能高、建产能快、回收快的优势；而在区块进入开发中、后期，利用水平井泄油面积大、生产压差小的特点，发挥水平井能够抑制含水上升、提高油井产能、提高采收率、节约钻井投资等优势，为已开发油田提供一种经济有效的挖潜途径和手段。我国水平井技术兴起于上世纪80年代，有效应用水平井技术，对于推进辽河油田的稳产具有特别重要的意义。水平井技术主要应用方面有新区开发、老区块二次开发及扩边部署、稠油开发方式转换、稀油水平井挖潜、难采储量动用等诸多方面，实现了水平井的规模实施。随着应用规模的增大、涉及油藏类型的增多和实际经验的积累，水平井设计的方法、程序以及钻井、完井和采油等配套技术得到逐步完善。

1水平井配套技术

区块筛选。欢喜岭油区油藏类型众多，但并非所有的区块都适宜于钻水平井， 根据目前我们水平井技术水平，结合欢喜岭油区油藏特征及以往成功的经验，认为在稠油出砂油藏、垂直裂缝性油气藏、块状底水油藏、低渗透油藏适合钻水平井，并且必须符合一定的地质和油藏条件。

精细三维地质建模。精细三维地质建模技术能使所建模型能够和地质认识基本吻合，能够满足油藏数值模拟的需要。针对欢喜岭油田油藏类型比较多、比较复杂的原因，油藏三维地质模型建立的侧重点有所不同：对于复杂断块油藏，重点是搞清构造断裂发育情况，落实构造高点；对于构造比较简单的高渗油藏，重点则是搞清储层内部结构和平面、纵向非均质性；对于裂缝性潜山油藏，重点是要搞清裂缝的发育程度和分布特征，包括裂缝发育带、裂缝走向、裂缝倾向、裂缝密度及与断层和区域地应力的关系；对于已经投入开发多年的老区块，重点是描述剩余油分布，包括水驱前缘位置的计算、油井见水原因和水淹状况分析，对底水油藏要定量描述水锥半径，为水平井轨迹优化提供依据。

水平井部署及优化设计。该技术主要解决水平井在油藏中的位置，包括水平井井网的选择、水平井井距的确定、水平段方位、水平段长度、油层中垂向位置的选择、井眼轨迹的优化以及完井方式的选择。总的原则是要使水平段对其控制储量有较高的动用能力及采收率，要综合考虑油层厚度、储层物性、原油性质、所控制的经济合理的地质储量和产能要求等影响因素，优化水平段参数。对于老区调整水平井，需要根据剩余油单元类型和规模、油水界面变化、油气藏地质动态变化、储层物性和非均质性、天然能量大小等，确定水平段合理参数。如果周围有老井，可以利用老井，建立“虚拟井”模拟水平段方向上的油藏剖面，再确定水平段最佳纵向位置。

水平井防砂工艺。老区块二次开发首先要面对的就是水平井防砂的难题。早期我们主要运用减小缝宽的方法来提高割缝筛管的防砂能力，但是过小的缝宽会降低管体表面的过流面积，而且因为割缝筛管缝隙较小，对结垢十分敏感，容易被原油中所含的蜡质、沥青等杂物所堵塞。通过运用高强度弹性筛管进行防砂，它的过流面积是割缝筛管的8-10倍，而且防砂粒径最小可到0.1mm，具有强度大、渗透性好、防砂粒径小等特点，基本满足了水平井防砂的需要。

水平井注汽工艺。①注汽管柱及隔热方式：早期水平井注汽真空隔热管不能下入水平段，致使热量在曲率段损失较大，注入井底干度较低，不利于水平段吸汽。目前我们将真空隔热管柱下入到水平段内，并采用环空充氮气的隔热方式，不仅保证了注入井底的蒸汽干度，而且降低了套管和水泥环的热应力，防止套管高温损坏，最大限度的减少了热量损失，使更多热量注入油层，保证了注汽效果。②采用分段注汽：笼统注汽易导致水平段末端吸汽少甚至不吸汽，对水平段进行分段注汽，保证水平段均匀吸汽，提高了注汽效果。

2开发效果及应用前景

目前，欢喜岭油田已完钻并成功投产76口水平井。从开发效果来看，水平井与同期调整的直井或周围直井相比，日产油达到直井的2-5倍，增加可采储量为直井的2-3倍。从经济效益来看，上述水平井累计产油24.9×104t，取得了良好的经济效益。随着工艺技术水平的提高和经验的积累，水平井技术在欢喜岭油田将会有更广阔的发展空间，水平井技术的应用范围将得到不断扩大。

3发展方向

水平井注水。注水开发过程中，控制和影响油水运动的油砂体特点是多方面的。从微观孔隙结构、砂粒排列的各向异性、各种原理构造型式构成的纹层、粒度韵律性以及砂体的几何形态等都直接影响各类油砂体层内的油水运动特点。这些油砂体的地质特征，都决定于砂体的沉积成因环境。一定沉积成因的储油砂体，必然有一定的结构、构造及宏观几何形态，进而导致储层物性的非均质性及渗透的方向性，因此，从砂体沉积成因分类入手认识注水开发中的水淹特点是必须的。相对于直井，水平注水井由于井底附近基本不存在压降漏斗，其渗流特点为近似直线流，井底渗滤阻力小，启动压力低，吸水能力强，注水波及体积大，并可顺着河道方向实施注水，因此更适合这一注采原则。

分支水平井。欢喜岭油田韵律层发育，具有多套产层，随着水平井随钻地质导向技术以及钻井技术的进步，我们考虑用分支水平井进行开发。从油藏开发角度来说，分支水平井有利于制定合理的开发方案，以较低成本有效开发多产层油藏；从钻井角度来说分支水平井共享一个井口及上部井段，有利于环境保护和降低钻井成本，减少占用土地；从技术发展角度讲，分支水平井的成功实施可以为我们将来实施多目标水平井提供宝贵经验。

水平井卡堵水技术。在已投产的部分水平井中，由于底水锥进、边水侵入而高含水，迫切需要研究适合水平井的卡堵水工艺和配套技术，提高这部分油井的产能。主要研究方向为提高测井精度，准确判断出水点，分析出水原因，开展水平井卡堵水工艺管住、配套工具及卡堵水工艺研究。

低渗油藏水平井的压裂酸化。利用水平井开发低渗油藏，具有单井控制泻油面积大的优势，但是由于钻井周期长，油层易受到污染，造成渗透率进一步下降，需要进行压裂酸化等增产措施。目前我们水平井配套完井工艺及修井作业技术不成熟，无法适应水平井后期生产需要。建议开展水平井压裂酸化配套工具与工艺的研究。

（作者单位：中国石油辽河油田公司钻采工艺研究院）