断块油田开发技术

胜利油田断块油藏采油工艺技术胜利油田采油工艺研究院2004年6月目录一、断块油藏开发对采油工艺的要求二、断块油藏采油工艺技术三、下步攻关方向一、断块油藏开发对采油工艺的要求胜利油田断块油藏开发状况：已投入开发44个油田采油速度0.73%年产油841万吨采出程度24.4%投产油井7491口利用率62.5%综合含水89.7%单井日油水平5.2t/d投注水井3083口开井率52.5%单井日注水平90m3/d动用地质储量11.92亿吨采收率33.6%（截止2003年底）断块油藏开发特点及对采油工艺的要求：1、含油层系多、油水关系复杂、层间矛盾突出层系划分粗储量动用不均衡分层注水合格率低层间矛盾加剧一、断块油藏开发对采油工艺的要求细分采油细分注水纵向上含油层系多，储量动用不均衡，层间矛盾突出含油面积1.4km2地质储量736×104t如辛47断块含油砂层组：15个含油小层：76个开发层系：5套生产厚度：110m层间渗透率级差在10倍以上，单层突进系数2-4，导致层间采出程度和吸水能力差异大2、油水井套损现象严重，修复后配套工艺不完善一、断块油藏开发对采油工艺的要求105742326总井数套损井数断块油田套损井情况：套管补贴后，51/2in套管井缩径内径一般在φ100mm左右，缩径井分层采油、分层注水、酸化压裂等配套工艺技术需要发展完善。22%增长速率：150口/年3、井斜大、油水井腐蚀、出砂严重，杆管偏磨加剧一、断块油藏开发对采油工艺的要求目前断块油藏上杆管偏磨井占抽油机井开井数的30%左右，因油管、抽油杆偏磨造成的工作量占油井全部维护工作量的30－35%，严重地影响了油田的生产。综合含水95%地层温度80-120℃矿化度9000-80000mg/L杆管偏磨现象十分严重定向斜井80%4、剩余油分布零散，挖掘技术需要提升一、断块油藏开发对采油工艺的要求断层夹角高部位辛47断块沙二111含油饱和度分布图井间滞流区剩余油富集于构造高部位、断层夹角、井间滞流区4、剩余油分布零散，挖掘技术需要提升一、断块油藏开发对采油工艺的要求胜利油田以水平井、侧钻井、侧钻水平井为主的复杂结构井开采技术已经成为老区后期挖潜和新区高效开发的一项重要手段。至2003年8月断块油藏共完钻水平井130口,占全局的56.7%；“十五”以来新钻侧钻井170口。现在每年完钻水平井、侧钻水平井近40口，侧钻井近70口。5、封闭型小断块油田难以形成完善的井网一、断块油藏开发对采油工艺的要求一些断块油藏断层多，断块面积小，注采井网难以完善，部分储量甚至无井控制，能量补充需要新技术。目录一、断块油藏开发对采油工艺的要求二、断块油藏采油工艺技术三、下步攻关方向1、注水工艺技术2、油井卡堵封技术3、有效提液技术4、特殊井配套技术5、套损井治理技术6、特殊工艺技术2、油井卡堵封技术液压封隔器卡封工艺技术不动管柱换层工艺技术水泥封堵工艺技术1、注水工艺技术断块油田主要采油工艺技术系列：锚定补偿分层注水管柱恒流量偏心配水管柱在线验封技术注水管柱防腐技术水质改性技术3、有效提液技术杆管防偏磨技术生产系统优化技术特种泵采油工艺技术4、特殊井配套技术水平井配套技术侧钻井配套技术5、套损井治理技术套管整形技术套管补贴技术套管加固技术倒换套技术6、特殊工艺技术二氧化碳吞吐技术同井采水注水技术酸化防砂一体化技术分层防砂分层注水一体化技术二、断块油藏采油工艺技术（一）注水工艺技术（三）侧钻井配套技术（四）水平井配套技术重点分析：（二）定向井、大斜度井开采工艺技术（五）缩径井配套技术1、分层注水工艺锚定补偿式分层注水工艺管柱的结构不尽合理，注水井工作状态改变时，管柱蠕动加剧，管柱有效工作寿命短。封隔器、配水器易失效，井下工具可靠性差，测试投捞难。存在问题锚定补偿式管柱研究（一）注水工艺技术（一）注水工艺技术锚定补偿式分层注水工艺开展的主要工作长寿命分层注水管柱的结构优化设计长寿命分层注水管柱的工具设计斜井、水质差液力助捞方式温度、压力效应长寿命分层注水管柱的结构优化设计可洗井液压封隔器锚定补偿结构锚定补偿式分层注水工艺开展的主要工作（一）注水工艺技术封隔器水力锚配水器设计了专门的洗井通道，对密封件进行优化设计轨道式长寿命注水管柱工具设计技术特点1、采用锚定补偿式结构，有效克服管柱的蠕动，提高封隔器等配套工具的工作寿命。2、耐温、承压能力高，耐温可达160℃，密封工作压差可达35Mpa。3、调配投捞成功率高。4、可直接携带所需水咀下井，无需投捞死芯子，简化了施工工艺。锚定补偿式分层注水工艺筛、堵补偿器水力卡瓦水力锚人工井底配水器Y341G封注水层注水层Y341G封配水器（一）注水工艺技术达到的技术指标锚定补偿式分层注水工艺（一）注水工艺技术管柱坐封可靠，解封灵活，具有反洗井功能，密封压差≤35MPa。管柱满足细分层注水需要，温度≤160℃。有效工作寿命2-3年。锚定补偿式分层注水工艺该技术在胜利油田断块油藏上推广应用180多井次,管柱有效工作寿命得到延长，平均检管周期2.6年，最大井深达到3400m，最高注水压力达到35MPa，最长工作寿命已达4年。该管柱结构合理，分层清楚，封隔器密封可靠性高，分层注水层段合格率由胜利油田平均水平66%提高到75%。（一）注水工艺技术1、分层注水工艺B、恒流量偏心配水工艺注水层注水层注水层单流阀撞击筒定压开启偏心配水器自验封封隔器定压开启偏心配水器自验封封隔器定压开启偏心配水器特点：•封隔器坐封不用投捞死嘴•配水量稳定，不受注水压力波动的影响。•座封机构和验封机构一体化设计该技术已应用34口井，配水器打开率为100%；封隔器验封合格率为80%。（一）注水工艺技术2、分注井验封技术仪器：压力计、流量计依据：测试曲线结果：验证分层可靠性封隔器配水器配水器配水器封隔器油管套管地层地层验封仪器地层根据对673口注水井进行的验封测试，其中第一级封隔器不密封的有38口，用井口油压和套压对这些不密封的封隔器进行对比验证，符合率为100%。（一）注水工艺技术2、分注井验封技术典型井例：罗352井作业时间：2002年7月管柱结构：一级两段坐封压力：20MPa日注水量：100m3/d井口注水压力：28MPa验封时间：2003年6月验封结果：分层良好罗35-2验封数据-5051015202530354045测试时间9:41:209:48:009:54:4010:01:2010:08:0010:14:4010:21:2010:28:0010:34:4010:41:2010:48:0010:54:4011:01:2011:08:0011:14:4011:21:2011:28:00时间压力压力下压力上上下曲线各异，表明封隔器密封状况好。（一）注水工艺技术3、注水管柱防腐技术新型防腐油管镍磷镀油管涂料油管不锈钢内衬油管玻璃钢内衬油管氮化油管氮化油管（一）注水工艺技术临盘采油厂使用无腐蚀、结垢现象3玻璃钢油管海洋、胜采、临盘、现河、纯梁、河口采油厂涂料易脱落，内径小94SK-54油管孤东、胜采、、河口、桩西、滨南效果差，涂料易脱落，腐蚀严重685涂料油管东采油厂在使用抗腐蚀结垢能力好3钛纳米涂料油管孤东、胜采、临盘、现河、桩西、东辛、滨南防腐、防垢效果好，但易变形80不锈钢内衬油管海洋、孤岛、现河、纯梁、东辛、滨南、孤东、胜采、临盘、河口、桩西防腐效果好385氮化油管桩西、孤东、胜采、临盘、河口、滨南在使用效果较好，应用周期4-5年，但油管丝扣存在腐蚀1078Ni-P镀油管纯梁、东辛、滨南、胜采、临盘、河口采油厂效果较好，有轻微结垢73玻璃钢内衬油管临盘采油厂使用腐蚀、结垢严重154水井修复油管海洋、桩西没有统计防腐能力差、结垢严重2609无防腐油管备注效果应用井数防腐类型胜利油田防腐油管使用情况3、注水管柱防腐技术氮化油管具有以下特性：•在油管表面形成了致密均匀的耐蚀层，比无氮化层存在时腐蚀速率降低4-7倍；•耐磨特性：表面硬度达Hv550•不粘扣特性：氮化油管螺纹不改变尺寸精度，表面硬度高。经过多年现场试验应用证明，氮化油管具有优异的抗腐蚀性能。目前已现场应用385井次，共计更换抗腐蚀氮化油管85.6万米。（一）注水工艺技术（一）注水工艺技术4、同井采注工艺技术注水水源采水阀测试工具电泵机组注水阀底筛堵插入密封Y341封隔器Y445封隔器测压装置防垢装置安全接头防砂管•采水、注水和防砂工艺有机地结合•防砂管柱上设计有单向注水阀，停注时防止注水层返吐出砂。•设计有电泵保护装置，可避免采出水对电泵的侵蚀；电机可以得到注入水的有效冷却。•设计永久式流量、压力测试装置，可以随时获得注水层的注水量和注水压力。性能特点：--解决边缘区块注水问题二、断块油藏采油工艺技术（一）注水工艺技术（三）侧钻井配套技术（四）水平井配套技术（二）定向井、大斜度井开采工艺技术（五）缩径井配套技术（二）定向井、大斜度井开采工艺技术防偏磨技术机械卡封技术（二）定向井、大斜度井开采技术－防偏磨技术杆管偏磨井占抽油机井开井数的30%占油井全部维护工作量的30－35%杆管偏磨多发生在杆柱中下部抽油杆接箍比本体偏磨严重中、高含水井偏磨严重偏磨特点油井管杆偏磨影响因素分析抽油机井管杆偏磨严重油藏条件的变化综合含水达到89％动液面下降快泵挂加深井身状况自身的原因井身轨迹影响斜井、定向井增加套变井增加润滑条件变差腐蚀加剧均造成管杆直接接触（二）定向井、大斜度井开采技术－防偏磨技术（二）定向井、大斜度井开采技术－防偏磨技术常用管杆防偏磨技术分析采用技术原理典型产品存在问题抽油杆扶正的原理，确保抽油杆与油管隔离，不产生接触磨损抽油杆尼龙扶正器、抽油杆滚轮接箍、抗偏磨副等排出液体过流面积较小，液流阻力的增大，增加了杆柱的下行阻力，增加了抽油杆的失稳弯曲的可能性。转动原理，保证油管、抽油杆得到均匀磨损旋转井口技术，包括旋转油管和旋转抽油杆技术转动扭矩过大，现场实施难度较大，且难以保证定时实施，也难以保证井下管柱产生均匀转动，实施到位率低，效果差。采用拉伸的原理，确保油管、抽油杆处于拉伸状态，减少蠕动、失稳造成的管杆偏磨油管锚定技术、抽油杆下部加重技术、液力反馈泵抽油技术因没能实现整体系统的优化设计，应用有局限性。治理对策对于抽油井杆管偏磨治理，靠单项技术难以根本改变杆、管偏磨严重的现状，必须针对不同井况，以有杆泵生产系统优化设计为基础，进行工艺配套综合治理，才能达到有效减少偏磨的目的。（二）定向井、大斜度井开采技术－防偏磨技术1、杆柱优化设计软件技术电脑优化设计软件地质数据测试分析数据优化设计方案生产参数杆柱组合加重杆扶正器设计目标优化方案优化直井轨迹拟合扶正器设计二次校核斜井产能预测基础通过抽汲参数敏感分析（二）定向井、大斜度井开采技术－防偏磨技术技术特点：（1）功能全、综合程度高本技术融测试、分析、优化设计于一体，能实现对整个系统分节点的测试，并能完成对直井和斜井的诊断和优化设计；（2）在直井中实现了加重杆和扶正器位置的设计计算，应用于油井防偏磨的优化设计；（3）在斜井中实现了斜井井眼轨迹的拟合，不仅实现了加重杆和扶正器的设计，而且能对增加扶正器的杆柱进行多次校核设计。（二）定向井、大斜度井开采技术－防偏磨技术2、以抗磨副技术为基础综合配套防偏磨工艺管柱转变磨损对象，防止杆管磨损（二）定向井、大斜度井开采技术－防偏磨技术液力反馈原理解决常规空心杆采油下行困难的问题。井口分流技术可直接采用常规有杆泵生产井口进行生产，易于管理，降低了成本。防砂减磨技术提高泵效，延长使用寿命。空心杆的临界压载和抗弯模量均是实心杆的3倍以上空心杆与套管间间隙的增加5倍以上3、空心杆采油工艺技术（二）定向井、大斜度井开采技术－防偏磨技术井号生产方式工作制度产液t/d含水%泵效%生产天数d营31－X23常规采油56*3*639.995.562.5抽油泵上400米偏磨严重，生产145天后，管漏上作业空心杆采油44/70*3*531.595.562.6270天营33－15常规采油70*3*340.49564.2抽油泵上500米偏磨严重，生产92天后，杆断上作业空心杆采油