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1、潜山油藏选择性完井及分段酸压技术 蔡庆俊李爱山李雷祥李新国黄波 ( 胜利油田有限公司采油工艺研究院) 摘要本文从胜利油田潜山油藏的开发现状及油藏特点人手，简述了潜山油藏开发对完井 及酸压的技术要求，分析了胜利油田潜山油藏完井及酸压技术现状及存在的主要问题。在此基 础上介绍了潜山油藏选择性注水泥完井技术及分段酸压工艺技术。选择性完井介绍了施工工艺， 施工管柱和配套工具以及技术特点，分段酸压工艺技术介绍了基础试验研究，酸压工作液体系 研究以及交替注入、闭合酸压工艺技术研究。选择性完井及分段酸压技术可实现任意井段选择 性注水泥固井，可以实现分段酸压，降低酸压施工费用，提高酸压效果，可以实现分层段测试
2、、 注水、生产等需要，是潜山油藏高效开发的主导工艺。 一、胜利油田潜山油藏概况及其开发难度 ( 一) 胜利油田潜山油藏概况 1 油藏分布及储量 胜利油区潜山油藏指古生界以下潜山，包括上、下古生界，前震旦系碳酸盐岩及变质岩 潜山。目前，共发现1 5 个潜山油藏：滩海地区( 埕北潜山等) ，车镇凹陷( 富台潜山等) ， 沾化凹陷( 桩西潜山、义和庄潜山等) ，东营凹陷( 广饶潜山、王庄潜山等) 。 胜利油区潜山油藏探明含油面积1 2 6 1 k m 2 ，地质储量1 5 3 0 6x1 0 4 t 。控制含油面积 5 5 5 k m 2 ，地质储量4 6 3 1 0 4 t 。胜利油区潜山类型众多
3、，以潜山油藏地质特点为分类基础， 主要考虑地层剥蚀状况、构造复杂程度及油藏特征等因素，可将潜山油藏分为三类。 残丘型潜山油藏：王庄潜山、草古1 潜山、草2 0 潜山、埕北古1 、邵家油田邵4 块等。 块断型潜山油藏：义和庄潜山、套尔河潜山、垦利潜山、平南潜山、埕北2 4 2 等。 复杂型潜山油藏：桩西古潜山、埕北3 0 块、富台潜山车古2 0 1 块等。 2 开发现状 投入开发单元1 5 个，动用地质储量1 1 7 2 1 1 0 4 t ，标定可采储量2 0 0 7 1 0 4 t ，采收率 1 7 1 ，累计产油1 2 0 4 x1 0 4 t ，采出程度1 0 3 。 3 油藏特最 潜山
4、裂缝油藏具有如下特点： ( 1 ) 缝、洞发育非均质性严重，相邻油井产能差别大，多数油井都要靠酸压改造获得产 能或提高产能。 ( 2 ) 开发过程中油藏压力下降快，自然产能保持困难，开发初期就需进行能量补充。 ( 3 ) 油层厚度大，纵向上物性差别大，要求分段实施增产或其他措施。 ( 4 ) 固井时，水泥浆对缝、洞的污染更严重。常规固井工艺难以实施。 3 5 5 4 对完井的技术要求 根据潜山裂缝油藏的特点，要求完井技术必须进行完善，以满足以下增产及作业措旋的 实施。 ( 1 ) 能够实施分段酸压改造，缩短酸压改造井段的长度，保证分段实施效果。 ( 2 ) 能够实施分段注水( 气) 补充地层能
5、量。 ( 3 ) 能够实施分段开采工艺措施。 ( 4 ) 能够实施分段找水、堵水等措施。 ( 二) 完井技术现状及存在问题分析 1 完井方式 目前，胜利油田潜山油藏主要采用了4 种完井方式：尾管固井射孔完井、裸眼完井、筛 管完井和带管外封隔器的尾管不固井射孔完井。每种完井方式都存在不同的优、缺点。 ( 1 ) 裸眼完井。 车古2 0 l 一1 1 井、车古2 0 4 1 井、车5 7 1 6 井都采用了裸瞑完井。 优点：工艺最简单，钻井成本最低，井底完善程度最高，避免了完井施工过程中对油层 的伤害。 缺点：不能防止井壁坍塌，不利于分层测试和开采，尤其是长裸眼井段难以实施分段酸 压、分段注水。
6、( 2 ) 尾管固井射孔完井。 富台油田潜山油藏探井主要采用了尾管固井射孔完井，如车古2 0 l 井、车古2 0 2 井、车 古2 0 5 井等。 优点：可以防止井壁坍塌，有利于分层测试和开采。 缺点：难以解决保证固井质量和防止水泥浆污染上部油层。要保证固井质量，除了提高 泵压、增大排量外，就是增加水泥浆的注入量。施工过程中，前段易形成混浆、质量差的部 分经井下循环后洗出，利用后一段质量好的水泥浆固井。循环洗出多余的水泥浆必然要污染 上部油层。在裂缝油藏，水泥浆一旦进入裂缝，其污染程度是相当严重的。 ( 3 ) 筛管完井。 如车古2 0 l 一7 井采用了分级注水泥加油层段筛管完井。 优点：可
7、以防止井壁坍塌。避免水泥浆污染油层，井底完善程度高。 缺点：第一，采用常规分级注水泥工艺固井后，一道必不可少的工序就是钻水泥塞。 十, 1 1 4 3 m m 套管内径只有9 8 r a m 左右，在如此小的套管内，最大只能匹配2 1 ：i n 的地质钻 杆。在深度超过4 0 0 0 m 的井中用小钻杆钻水泥塞的施工难度非常大。第二，小直径钻柱刚 性小、容易失稳。在钻水泥塞时钻压不容易控制，钻柱震动容易造成水泥环破坏，同时，加 剧了钻柱对尾管的磨损，影响油井的寿命。 ( 4 ) 裸眼封隔器加尾管不固井射孔完井。 根据车古2 0 1 潜山油藏特征，主要生产层是上部的八陡组及下部的冶里一亮甲山组和
8、风 山组，在中间裂缝发育程度不高的马家沟组采用两级水泥膨胀式长胶筒封隔器卡封。车古 2 0 1 块完井方式主要采用了水泥彩胀式长胶筒封隔器加姐i 4 3 m m 尾管完井。 优点：可以防止井壁坍塌，避免水泥浆污染油层。 缺点：酸压易导致封隔器密封失效。对于不酸压的井，由于其寿命问题也难以满足后期 分层注水、分层开采的需要。 3 5 6 2 存在问题分析 ( 1 ) 不利于分层酸化、堵水等油层改造措施的实施。 由于裂缝油藏的非均质性，部分油井钻遇油层的裂缝发育较差，生产测试效果不理想。 为了连通更多的裂缝，对这部分油井实施了酸压投产。但是，酸压效果并不理想。其原因有 以下几种。 一次酸压井段过长
9、。如车古2 0 1 7 井酸压井段1 4 1 5 m ；车古2 0 1 3 井酸压井段 2 6 36 m ；车古2 0 1 2 4 井酸压井段2 4 9 5 m 。由于在井眼纵向上油层的非均质性，施工过程 中不能准确、合理控制酸液的流向，酸液容易在油层的一点突破，而在其他井段酸压效果很 差。 单位井段酸液用量少，酸压半径小，效果差。对于长度超过2 0 0 m 的井段，按照酸压 优化设计软件设计的酸液用量为上千立方米，但一次施工注入上千立方米的酸液是不现实 的，其成本也是非常昂贵的。而实际施工的酸液用量只有2 5 0 4 0 0 m J 。 1 1 4 3 m m 套管外没有固井，层间封隔仅靠两
10、级水泥膨胀式长胶筒封隔器。在酸压过 程中，封隔器要承受很高的压差。由于封隔器胶筒长度4 6 m ，两级封隔器密封井段长度也 只有9 m 左右。酸压时，由于高压差的作用，在封隔器密封井段容易重新形成裂缝，导致密 封失效，影响酸压效果。 ( 2 ) 不利于分层采油。 对于裸眼完井和筛管完井完成的井，分层开采的难度非常大；对于带管外封隔器的尾管 不固井射孔完井完成的井，随着生产时间的延长，受封隔器寿命的影响，容易导致封隔器密 封失效。而在油井的生产后期，由于边、底水的锥进，造成某些油层水淹，需要进行层间卡 水，分层开采。但由于封隔器密封失效，形成套管外窜。因此，层间卡水、分层开采无法实 现。 ( 3
11、 ) 不利于分层注水或注气。 随着地层流体的采出，油层压力减小，能量降低，补充地层能量的方式多采用注水或注 气。由于油层纵向上的非均质性，吸水能力差别大。因此，要根据不同井况进行分层注水， 控制各层的注人量。但是，由于不能分层或管外窜，其结果是笼统注水，影响注人的效果。 ( 4 ) 不利于分层测试。 对于非均质油藏需要进行分层测试，取得各层的资料，有针对性地采取各种措施，以达 到合理、高效开发的目的。但是，由于不能分层或在生产后期由于封隔器的密封失效，无法 取得真实的地层数据，造成措施不当，影响油田开发效果。 二、选择性注水泥完井新技术 ( 一) 技术简介 结合目前国内外潜山油藏完井技术，通过
12、研究攻关，采油院研制了一套适合胜利油田潜 山油藏的选择性注水泥完井技术，成功地解决了以上问题。 其主要有以下特点：首先，任意井段选择性注水泥固井既可以保证固井质量，又可以避 免水泥浆污染油层，实现注水泥固井与油层保护的统一，满足了潜山油藏精细高效开发的需 要。其次，由于潜山油藏自身的特点，大部分井都必须进行前期或后期酸化压裂等改造，利 用该技术可以实现对单一层段进行有针对性的酸压，成倍地降低酸压施工费用，提高酸压效 3 5 7 果；同时，也可以满足分层段测试、注水、生产等需要。另外，该技术不仅可以用于潜山油 藏，还可以应用到多层系油藏和复杂结构井的完井，实现只固夹层、不固油层，提高井底完 善程
13、度。 1 完井管柱组合 完井尾管柱外管( 自下而上) ： 4 1 2 i n 引鞋+ 47 ：i n 套管+ 4 1 2 i n 膨胀式长胶筒封隔器( 2 套) + 4 1 ，i n 套管+ 4 ，i n 选 择性分级注水泥器+ 4 1 ：i n 套管+ 4 1 ：i n 循环阀+ 4 1 ：i n 膨胀式长胶筒封隔器( 2 套) + 4 1 ：i n 套管+ 4 1 。i n 膨胀式长胶筒封隔器( 2 套) + 4 1 2 i n 套管+ 悬挂器外管 完井尾管柱内管( 自下而上) ： 2 3 。i n 丝堵+ 2 3 。i n 胀封总成+ 2 3 a i n 油管+ 2 3 。；n 旋转器+
14、 悬挂器内管 注水泥管柱( 自下而上) ： 2 3 B i n 丝堵+ 2 3 8 i n 注水泥总成+ 2 3 8 i n 油管+ 3 1 2 i n 胶塞碰压座+ 3 1 2 i n 钻柱+ 胶塞 投放器+ 方钻杆 2 技术特点 ( 1 ) 由于封隔器的隔离作用，无论注入多大量的水泥浆都不会污染上部油层，水泥浆只 接触需要固井的井段，能够实现只固夹层不固油层或任意井段固井。 ( 2 ) 在不接触上部油层的情况下，可以实现循环注水泥固井，能保证将质量最好的水泥 浆注入到需要固井的井段，保证水泥环的质量，实现了固井与保护油层的统一。 ( 3 ) 无钻水泥塞工序，其优点首先是简化了工序，缩短了旎
15、工时间。其次，避免了钻水 泥塞时钻柱震动对水泥环的破坏和对套管的磨损。另外，对小井眼来讲，解决了因无法钻水 泥塞而限制了分级固井的问题。 ( 4 ) 碰压显示明显，保证准确注入水泥浆的数量和及时关闭选择性分级注水泥器，保证 形成优质的水泥环。 、 ( 5 ) 注水泥、替泥浆工序连续无间断，有利于提高固井质量和减少井下事故的发生。 ( 6 ) 利用内管注水泥工具和内管关闭工具可以实现一次管柱多次注水泥，对于钻遇复杂 多层系油藏，须分多段固井的情况，该技术的优点是显而易见的。 ( 7 ) 能移实施分段酸压，控制酸液的流向，提高酸压效果。 ( 二) 车古2 0 4 3 井完井实施情况 1 施工目的
16、应用选择性注水泥完井工艺技术对富台油田车古2 0 4 块钻遇的奥陶系油藏和寒武系油藏 实现有效分层，达到可分层改造和开采的目的。 2 措施方案 根据车古2 0 4 3 井油藏发育状况，应用选择性注水泥完井技术对奥陶系下部约2 6 5 m ( 4 1 0 0 4 3 6 5 m ) 的层段进行注水泥固井，奥陶系上部( 3 7 5 0 4 1 0 0 m ) 和寒武系层段 ( 4 3 6 5 4 5 9 4 m ) 采用盲管完井( 不固井) ，该完井管柱回接并悬挂到上部7 英寸套管内，回 接段设计2 0 0 m ( 图1 ) 。 3 完井施工情况 2 0 0 4 年，成功完成了富台油田车古2 0 4 3 井的完井施工。 固井质量：利用声幅测固井质量，固井质量优良( 图2 ) 。 3 5 8 4 生产情况 ( 1 ) 方案设计。 车古2 0 4 3 井为利用选择性注 水泥完井工艺完成的井，满足可以 实施分段射孔、分段改造和分层开 采的要求。该井主要
