低渗透油田高含水水平井堵水技术的现场试验

计红（大庆油田有限责任公司第十采油厂）

随着油田开发时间的延长，为实现提产增效的目标，近年投产水平井不断增多。以M低渗透油田为例，目前共有水平井65 口，平均含水率为66.9%，其中31 口水平井综合含水率达到65.0%以上，占水平井总数的47.7%，油井含水上升直接影响开发效果[1-3]。截至目前，LH 油田曾采用水平井产液剖面测试技术对水平井进行找水测试，利用涡轮流量计和同轴线相位法计算各水平段的产液量和含水率，对主要的出水井段实施封堵，实现降低油井产水量[4]。为使低渗透油田高含水水平井达到控水挖潜的目的，开展了堵水工艺技术现场试验。

1 堵水技术应用

针对水平井井身结构特点，采取了具备密封可靠、防卡、防窜、可安全解封的水平井堵水工艺，水平井堵水管柱由上工具与下工具两部分组成（图1）。针对堵水管柱易卡的问题，研制具有封堵、扶正功能堵水管柱，实现其有效封堵、扶正、逐级解封；针对堵水管柱易窜的问题，研制具有锚定功能堵水管柱，实现其锚定及安全低力解封；针对高含水层位判定不清的问题，试用液压控制开关轮换生产，实现高含水层精确找水[5]。

1.1 堵水管柱上工具

上工具为Y445-110 mm封隔器，由液压坐封机构、液压丢开机构、密封机构、步进锁定机构、双向卡瓦组成，如图2所示。它具有集管柱丢手、锚定、封隔器密封一体化的功能，设有抗阻机构，实现遇阻不坐封、压缩式胶筒扶正，确保工具密封可靠。

图1 水平井堵水管柱

图2 Y445-110 mm封隔器

1.2 堵水管柱下工具

下工具为多级Y341-110 mm平衡分级解封封隔器，由液压坐封机构、平衡机构、两段式解封机构组成，如图3所示。它设有抗阻机构，实现遇阻不坐封、解封剪钉不受力；解封时分为两段式，可实现逐级低力解封。

图3 Y341-110 mm封隔器

2 实施找水工艺

水平井找水功能主要通过液压控制开关实现，它主要由机械和电气两大部分组成。其中：机械部分包括工作筒、上接头、下接头、开关器等组件；电气部分包括压力传感器、数据存储器、检测电路、电动机以及电池等组件，如图4所示。

图4 液压控制开关结构

2.1 液压控制开关工作原理

该装置利用电信号和压力波动信号，通过接收器转换为数字量送入检测电路，当检测电路判断其信号与自身预设编程码一致时，便发送控制指令使电动机工作[6]，完成其打开和关闭动作，液压控制开关技术参数统计如表1所示。

表1 液压控制开关技术参数统计

开关器自身编码分为两部分：层段命令和开关命令，通过不同的压力与时间组合，对不同层段开关器进行控制，实现各层段堵水目的，图5为两级压电控制开关压力码示意图。

2.2 液压控制开关使用步骤

下井前预设液压控制开关压力码，随堵水管柱下入预定位置；各段单独生产，监测各层产液含水；各段轮换生产时，地面打压调整。通过对相应层段的产液、含水等数据分析，最终确定堵水方案[7-9]。

图5 两级压电控制开关压力码示意图

3 应用情况与效益

3.1 试验井概况

选取试验井1，其有效厚度2.5 m，连通厚度2.5 m，水平段长765 m，水平段垂深763.3 m；水平段共7 段，深度为1 158.0～1 754.0 m，连通5 口水井。

3.1.1 生产情况

井1 投产初期日产液量12.8 t，日产油量3.5 t，含水率72.7%；试验前日产液量13.3 t，日产油量0.4 t，含水率97.0%，如图6所示。

图6 井1生产情况

3.1.2 连通水井情况

连通注水井5 口，平均泵压15.1 MPa，平均油压10.8 MPa，日配注75 m3，日实注75 m3，累计注水量2.07×104m3，井1连通水井情况统计见表2。

表2 井1连通水井情况统计

3.1.3 施工方案设计

设计三段轮换堵水，根据各段产量和含水变化，确定堵水层段，实现水平井堵水目的[10-11]，设计管柱示意图见图7，井1 层段设计参数统计见表3。

图7 设计管柱示意图

表3 井1层段设计参数统计

3.2 现场试验

2018年6月进入现场施工，下井前预设液压控制开关轮换找水生产周期，施工后根据各层生产情况判定堵水层位为第二、三层。2018 年11 月，根据开关器编码打压封堵第二层，井1液压控制开关轮换生产情况统计见表4。

表4 井1液压控制开关轮换生产情况统计

3.3 试验效果

该井试验前日产液量13.6 t，日产油量0.6 t，含水率95.6%，试验后初期日产液量6.4 t，日产油量2.3 t，含水率64.1%。目前日降液9.6 t，降液率达70.6%，日增油1.6 t，增油率为267%，累计降液1 006.4 t，累计增油159 t。按当时原油价2 954.8美元/t计算，增加产油创效46.98万元；堵水管柱投入费用为15万元，直接创经济效益31.98万元。

4 结论

1）水平井堵水管柱下工具实现了管柱丢手、锚定、封隔器密封功能一体化，它具有密封性能好、坐封阻力小、解封拉力低的特点，满足了低渗透油田水平井机械堵水对封隔器性能的要求。

2）液压控制开关能够通过地面压力控制，实现各层轮换生产、有效判别高含水层位，满足了低渗透油田水平井机械堵水找水要求。

3）应用高含水水平井堵水管柱，可解决常规机械堵水工艺无法实现水平井堵水的问题。