【文章內(nèi)容簡介】 層狀分布，物性和連通性好，給活躍的底水創(chuàng)造了良好的能量釋放通道和空間。從地飽壓差及各井測壓資料看，油層壓力和原始地層壓力基本變化不大，說明底水能量充足。 油藏溫壓系統(tǒng) 據(jù)高壓物性分析資料及近期各井測壓數(shù)據(jù)， Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ油藏原始地層壓力、 、 ，最近測得地層壓力()、 ()、 ()說明其下降緩慢，壓力保持程度較高，達(dá) %、 %、 %。 1 區(qū)下油組溫度 110℃ /； 2 區(qū)中油組溫度 106℃ /； 2 區(qū)上油組溫度 105℃ /4405m 。 2 區(qū)開發(fā)層均屬正常溫、壓系統(tǒng)。 原油物性 1 區(qū)下油組地面原油屬于較高粘度、含硫、高蠟的中質(zhì)油。平均地面密度 g/cm3，平均運(yùn)動粘度 ，凝固點(diǎn) ℃。 割縫襯管完井水平井井身結(jié)構(gòu) 塔河油田 1 區(qū)、 2 區(qū)和 9 區(qū)割縫襯管完井水平井技術(shù)套管采用φ （ 7in）套管，懸掛在φ （ 95/8in）的技術(shù)套管上，φ （ 7in）技術(shù)套管一般下過造斜段，部分井未回接至井口。水平段采用φ 篩管完井。為了對水平段及造斜段以上井段進(jìn)行有效密封，在完井方式上采用了管外封隔器＋分級箍注水泥技術(shù)，管串結(jié)構(gòu)為：引鞋 +篩管串 +盲管 +管外封隔器 +分級箍 +套管串至技術(shù)套管末端以上 150m。 圖 21 為 K109H 井井身結(jié)構(gòu)示意圖。 井內(nèi)生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu) 塔河油田 1 區(qū)、 2 區(qū)和 9 區(qū)割縫襯管水平井目前主要采用自噴方式生產(chǎn)，井內(nèi)生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)相 對來說比較簡單，大部分井采用了作業(yè)措施原管柱生產(chǎn)，下井的井下工具相對也較少，從圖 21 中可以看出其生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)、油管規(guī)格、管柱下深等。 塔河水平井修井技術(shù)研究與應(yīng)用 9 襯管完井的好處在于能提供足夠的流通面積，儲層不受水泥漿的污染，可防止井眼坍塌，成本相對較低。國外水平井應(yīng)用割縫襯管完井非常普遍，它既起到裸眼完井的作用，又防止了裸眼井壁坍塌堵塞井筒的作用，同時(shí)在一定程度上起到防砂的作用。 塔河油田割縫襯管完井水平井分段工藝適應(yīng)性研究 圖 21 K109H井井身結(jié)構(gòu)及入井管串圖 塔河水平井修井技術(shù)研究與應(yīng)用 10 塔河油田采用割縫襯管方式完井的水平井，全部水平段合采，在水平段內(nèi)層與層之間沒有采用有效的手段進(jìn)行 封隔，在開采中后期可能會帶來下列幾個(gè)方面的負(fù)面影響：一是大范圍的水平段合層開采，存在各層段貢獻(xiàn)大小不一的問題，這種情況在勝利油田早期投產(chǎn)的、水平段全部打開生產(chǎn)的水平井中表現(xiàn)的十分明顯。二是層間矛盾突出的問題，當(dāng)水平段某個(gè)層位含水上升后將直接影響該水平井的生產(chǎn)。另外 給后期的生產(chǎn)調(diào)整增加了極大的難度 。 根據(jù)國內(nèi)外情報(bào)調(diào)研情況，結(jié)合塔河油田水平井油藏條件和井身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，我們提出了三種分段封堵工藝來滿足塔河油田割縫襯管完井水平井的分段要求，這三種工藝分別是擠注低密度化學(xué)堵劑封堵下部水層工藝、注水泥封堵工藝和割縫襯管 內(nèi)小套管二次固井工藝。 擠注低密度化學(xué)堵劑封堵下部水層工藝 水平井?dāng)D化學(xué)劑或擠水泥封堵存在下列問題：由于注入的化學(xué)堵劑或水泥漿密度較大，固結(jié)后有后沉降現(xiàn)象，造成頂部存在虧空帶，嚴(yán)重影響封堵效果。針對這個(gè)問題，我們篩選出一種密度小、固結(jié)強(qiáng)度高的低密度化學(xué)堵劑來解決上述問題。同時(shí)根據(jù)該堵劑的性質(zhì)配套設(shè)計(jì)了施工管柱和施工工藝。 低密度堵劑優(yōu)選 優(yōu)選原則 (1) 塔河油田三疊系原油 平均地面密度為 g/cm3，修井液密度為 g/cm3左右，因此要求堵劑的密度控制在 上述兩數(shù)值之間。 (2) 塔河油田水平井較深，一般斜深都超過 4500m，井筒內(nèi)循環(huán)一周時(shí)間較長，因此必須設(shè)置合理的固化時(shí)間，保證施工的安全。 表 21 為不同泵車排量下 3 1/2in 油管循環(huán)一周所需工作時(shí)間。 表 21 不同泵車排量下 3 1/2in 油管流體循環(huán)時(shí)間 井深， m 不同泵車排量下 3 1/2in 油管流體循環(huán)時(shí)間， min m3/min m3/min m3/min m3/min 4500 5000 5500 試驗(yàn)結(jié)果 通過試驗(yàn)優(yōu)選出一種比較適合塔河油田水平井封堵施工的化學(xué)堵劑，該堵劑為一種非水溶性合成樹脂（ FN–1 型樹脂），密度在 1g /cm 3左右，具有良好的耐鹽、耐酸、耐堿能力，對套管、地層固結(jié)能力強(qiáng)，固結(jié)強(qiáng)度高。 塔河水平井修井技術(shù)研究與應(yīng)用 11 表 22 給出了 FN1 型低密度化學(xué)堵劑的性能指標(biāo)。 表 22 FN1型低密度化學(xué)堵劑的性能指標(biāo) 項(xiàng)目 密度， g /cm 3 粘度， mPa .s 固化時(shí)間， h 固結(jié)強(qiáng)度， MPa 參數(shù) 150200 ＞ 4 ＞ 10 施工工藝設(shè)計(jì) 管柱設(shè)計(jì)原則 (1) 施工油管選擇 在滿足塔河油田井深要求的情況下，盡量采用同一規(guī)格的油管。 表 23 列出了不同材質(zhì)，不同壁厚 31/2in 外加厚油管的允許下入深度，供施工設(shè)計(jì)時(shí)參考。 表 23 31/2in外加厚油管的允許下入深度 公稱直徑 in 鋼級 壁厚 mm 不同安全系數(shù)油管允許下入深度， m n＝ n＝ n＝ 31/2 N80 6． 45 5118 4664 4280 9． 52 P105 6． 45 6818 6223 5719 9． 52 P110 6． 45 7158 6535 6007 9． 52 (2) 施工工藝選擇 推薦使用投膠塞方式施工，這樣可以精確保證堵劑的全部注入。 (3) 堵劑擠注壓力 該化學(xué)堵劑主要在地層與套管之間以及套管內(nèi)壁固結(jié)而形成密封，因此必須控制擠注壓力小于地層的破裂壓力。 管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 管柱全部采用 31/2in 外加厚油管，管柱下接膠塞座和篩管，篩管下到需要封堵的井段位置。 圖 21 為施工管柱圖。 施工工藝過程設(shè)計(jì) (1) 找出 需要封堵的井段，結(jié)合原井資料，完成擠注低密度化學(xué)堵劑施工設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括計(jì)算化學(xué)堵劑施工用量、頂替液用量、循環(huán)時(shí)間、擠注壓力等內(nèi)容。 (2) 井筒準(zhǔn)備。進(jìn)行必要的沖砂通井施工，確保施工管柱能夠下入到需要封堵的層段。 塔河水平井修井技術(shù)研究與應(yīng)用 12 (3) 依據(jù)設(shè)計(jì)下入擠注施工管柱。 (4) 管柱下深滿足要求后，全井試擠，取準(zhǔn)試擠壓力數(shù)據(jù)。 (5) 根據(jù)設(shè)計(jì)中計(jì)算的用量，正循環(huán)從油管注入化學(xué)堵劑。 (6) 化學(xué)堵劑注入完成后，向油管內(nèi)投入小膠塞，繼續(xù)泵入頂替液。 (7) 小膠塞到達(dá)膠塞后，泵車起壓，打掉滑套，油管泄壓，關(guān)閉套管閥門， 依據(jù)設(shè)計(jì)壓力向地層中擠入部分堵劑。 (8) 停泵，待壓力慢慢擴(kuò)散后，打開套管閥門，上提管柱 200m 候凝。 經(jīng)濟(jì)性能評價(jià) 按照需封堵的水平井段長 50m，裸眼井徑 φ ，井眼較規(guī)則的假設(shè)計(jì)算化學(xué)堵劑的用量。表 24 為施工用量及材料費(fèi)用表。 表 24 施工用量及材料費(fèi)用表 材料名稱 用量 單價(jià) (元 ) 金額（元） 低密度化學(xué)堵劑 噸 43000 107500 膠塞 1 個(gè) 1980 1980 膠塞座 1 個(gè) 3720 3720 合計(jì) 113200 圖 21 擠注低密度堵劑施工管柱圖 1－ 3 1/2in油管； 2－膠塞； 3－膠塞座； 4－篩管； 5－絲堵 塔河水平井修井技術(shù)研究與應(yīng)用 13 注 水泥封堵水層工藝技術(shù) 擠水泥封堵水層是直井中較常用的一種封堵施工方式，但由于水平井井身結(jié)構(gòu)的特殊性，常規(guī)直井中的施工工藝和配套工具不能直接照搬使用，通過研究，我們開發(fā)出適合水平井中使用的注水泥封堵施工工藝。 為了滿足油層保護(hù)的需要，同時(shí)也為了防治注水泥過程中水泥漿漏失，施工設(shè)計(jì)必須考慮油層屏蔽暫堵的問題。施工時(shí)首先注入高溫暫堵劑，暫堵水平段油層，完成上述工藝后再注入一定量的水泥，候凝一段時(shí)間后，利用水平井鉆銑管柱銑出割縫襯管內(nèi)的水泥，下入水平井找水測試管柱，找出水平段的剩余油分布情況，并根據(jù)測試結(jié)果進(jìn)行選擇 性射孔施工。 管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 塔河油田割縫襯管完井水平井水平井段長，油層埋藏深，作業(yè)施工時(shí)間都比較長，因此從施工安全的角度考慮，管柱設(shè)計(jì)以簡潔實(shí)用為原則。 擠暫堵劑和擠水泥采用同一管柱，其結(jié)構(gòu)見圖 22。 暫堵劑優(yōu)選 1 區(qū)下油組溫度 110℃ /； 2 區(qū)中油組溫度 106℃ /； 2 區(qū)上油組溫度 105℃ /4405m。優(yōu)選出 HP－ 10 暫堵劑進(jìn)行施工， HP10 暫堵劑性能指標(biāo)在后 圖 22 塔河水平井?dāng)D水泥封堵施工管柱圖 1－油管管柱； 2－ ECP封隔器； 3－割縫篩管 塔河水平井修井技術(shù)研究與應(yīng)用 14 面的章節(jié)中將作進(jìn)一步的介紹。 擠水泥施工工藝設(shè)計(jì) 水泥漿配置 原則 塔河油田割縫襯管完井水平井井身結(jié)構(gòu)為 φ 套管＋分接箍＋裸眼封隔器＋ φ 篩管，裸眼封隔器位于 A 點(diǎn)附近，裸眼井徑為 φ 。注水泥過程中割縫襯管和裸眼井壁之間不能很好地建立其循環(huán)， 為了盡最大可能保證水平井?dāng)D水泥封堵的效果，推薦使用低密度水泥漿。 獲得低密度水泥漿的常用方法有兩種：一是采用粘土或化學(xué)硅酸鹽型填充劑和過量水；二是采用低密度外加劑材料如火山灰、玻璃微珠或氮?dú)獾龋捎诒旧砻芏鹊陀谒嗝芏榷芙档退酀{密度。其中泡沫水泥和微珠水泥是超低密度水泥漿的主要代表類型，泡沫水 泥的密度范圍在 g/cm3－ ，微珠水泥密度在 g/cm3－ 。 表 25 為普通低密度水泥配置方法。具體進(jìn)行施工設(shè)計(jì)時(shí)可以參考表中的配方，結(jié)合塔河油田水平井油層特點(diǎn)選擇相關(guān)添加劑，并結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果確定每口井的水泥漿配方。 表 25 普通低密度水泥配置方法 水泥 填充劑 加入百分比 ％ （水泥漿密度） g/cm3 膠質(zhì)水泥 膨潤土 4 8 12 16 鹽 3 H 級 水泥漿密度 （ ） () () () C 級 水泥漿密度 () () () 預(yù)膠化水泥 水＋膨潤土 水泥漿密度 () () () () () () () 火山灰水泥 膠質(zhì) 2 6 10 18 水泥漿密度 () () () () 硅藻土 D 水泥 硅藻土 D 10 20 30 40 水泥漿密度 () () () () 硅酸鹽水泥 硅酸鹽 水泥漿密度 () () () 哈里伯頓 輕水泥 水 74 83 H 級 水泥漿密度 () () C 級 () 水泥漿用量理論計(jì)算 塔河水平井修井技術(shù)研究與應(yīng)用 15 低壓擠水泥是用比地層破裂壓力低的擠注壓力使水泥進(jìn)入目的地，用脫水水泥形成的水泥餅充填割縫管空腔及它與地層連通的空隙。低壓擠水泥在井較深且水泥用量較大時(shí)井筒的水泥漿柱壓力可能會壓漏地層，為此應(yīng)采用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算一次低壓擠水泥允許最大水泥 量： iscscxVV hhFGx ? ????? )(]350)[( ??? 其中： FG――地層破裂壓力梯度， kPa/m； c? ――完井液（頂替液）密度， g/cm3； s? ――水泥漿密度， g/cm3； h―――井口至封堵位置距離， m； x―――地層能安全承受的最大水泥漿柱長度， m； iV ――油管每米內(nèi)容積， l； 擠水泥施工工藝過程設(shè)計(jì) (1) 找出需要封堵的井段，結(jié)合原井資料，完成施工設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包 括水泥漿密度確定、施工用量、頂替液用量、循環(huán)時(shí)間、擠注壓力等方面。 (2) 井筒準(zhǔn)備。進(jìn)行必要的沖砂通井施工，確保施工管柱能夠下入到需要封堵的層段。 (3) 依據(jù)設(shè)計(jì)下入擠注施工管柱。 (4) 管柱下深滿足要求后，全井試擠，取準(zhǔn)試擠壓力數(shù)據(jù)。 (5) 根據(jù)設(shè)計(jì)中計(jì)算的用量，正循環(huán)從油管注入配置好的水泥漿。 (6) 水泥漿注入完成后，立即從油管內(nèi)繼續(xù)泵入頂替液。 (7) 依據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)，當(dāng)水泥漿到達(dá)需要封堵的水平段時(shí)關(guān)閉套管閥門，依據(jù)設(shè)計(jì)壓力向地層中擠入水泥漿。 (8) 水泥漿及頂替液擠完后，等待壓力穩(wěn)定片刻 ，緩開閘門放壓后，立即大排量反洗井，將多余的水泥漿沖洗出來。 (9) 洗井完成后上提管柱 200m 候凝。凝固 48 小時(shí)，既可進(jìn)行下道工序（鉆銑、測試、射孔等）。 經(jīng)濟(jì)性能評價(jià) 擠水泥封堵下部水層工藝技術(shù)施工過程消耗材料主要為固井水泥，按照需封堵的水平井段長 100m，裸眼井徑 φ ，井眼較規(guī)則的假設(shè)計(jì)算需配置水泥漿 ，水泥材料費(fèi)用較低。 暫堵劑的費(fèi)用 萬元 /噸，每米油層用量為 噸－ 噸，以 噸計(jì)算處理 50m 油層所需費(fèi)用為 31 萬元。 塔河水平井修井技術(shù)研究與應(yīng)用 16 小套管二次固 井技術(shù) 小套管二次固井是指在老井中下入小直徑套管進(jìn)行重新固井，該技術(shù)主要用于修補(bǔ)破損井下套管、封堵射孔井段等。在本項(xiàng)目中，我們借鑒直井中已成熟的工藝，針對性的研制了適用于塔河油田割縫襯管完井水平井使用的小套管二次固井配套工具，用于滿足塔河油田割縫襯管完井水平井分段工藝的要求。 固井工藝選擇 塔河油田需要實(shí)施分段工藝的水平井井深都超過 5000m，為確保施工安全，施工過程中必須采用鉆桿下入，下井管柱為組合管柱，因此不采用投膠塞固井。 在無膠塞固井過程中，難免