水平井变孔密射孔在胜利油田的应用

水平井变孔密射孔在胜利油田的应用

【摘要】采用分段等分方法建立水平井段流态模型，以水平井段线性稳态管流为基础，通过分析计算形成了利用孔密控制水平段流出剖面形态的方法。在水平井生产压差不同的井段通过不同孔密调整生产剖面。通过在胜利油田东辛采油厂辛172-平1，辛133平1等水平井的应用，有效控制底水推进，延迟见水时间，延长油井生产周期。

【关键词】水平井射孔；变孔密；生产剖面

0.前言

水平井作为一种高效的油气藏开发方式已得到广泛的应用。目前射孔完井仍然是水平井完井的主要方式。常规的全水平段固定孔密均匀射孔的完井方式不利于控制井筒内管流的均匀流入和获取油气的最大产量。另外在水平井的开发过程中，底水油藏水推进是造成产油量明显下降的主要因素。所以延缓油井见水时间、控制或延缓底水推进是十分重要的。我们以渗流理论和流体力学相关知识为基础，结合现场的实际需要，通过调节射孔密度,可以有效地调整水平井生产剖面,尤其对于高渗油藏,水平井变密度射孔技术可有效地控制地层内流体流入井内的速度，通过调节产出剖面，减缓出现的底水推进,从而延长油井生产周期。将该技术充分运用到生产实践中，在胜利油田东辛采油厂辛172-平1井、辛133平1井应用后，有效延缓出现水淹，达到提高生产周期，提高最大产能的目的。

1.水平井变孔密射孔技术理论依据

下面我们建立一个理想状态下水平井模型来讨论孔密分布对水平井产能的影响：在理想状态下，我们假设地层是岩性一致，匀质分布并且地层压力正常，将水平井射孔井段L进行m等，为保证水平井均匀供液，假设井筒中流体均匀流入水平井段，任意段流量q相同，则

Q=q*i（1）

（1）式中Q为水平段第i段处总流量，我们知道流量与流速的关系公式

ｖ＝（2）

（2）式中v为流体流速，s为井筒横截面积

我们可以推导出在越靠近水平井跟端方向处流量Q越大，流速v越大。

根据伯努利方程：

ｐ＋gh+()*v2=C（3）

（3）式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度；h为垂直高度；g为重力加速度。该公式变形为

ｐ＝C－gh+()*v2（4）

我们可以（4）式得出结论：流体流速越大，其流体压力越低。

每一段井筒的生产压差等于地层压力与该段处井筒流动压力之差

△ｐｉ＝ｐｒ－ｐｗｆ(5)

Δpi为第i段处生产压差，pr为地层压力，pwf为第i段处流动压力

我们可以从式（4）推导出越靠近水平井跟端方向，流体流速越大，流体压力越低，在地层压力不变的情况下，生产压差越大。

根据能量守恒：

Ａ１*ｖ１*1=Ａ2*ｖ2*2（6）

式中A1为第i段井筒面积，A2为泄流面积，v1为第i段地层流体流速，v2为井筒内流体流速，ρ1为地层流体密度，ρ2为井筒内流体密度。

我们假设地层流体是不可压缩的则ρ1=ρ2，联立（4）（5）两式：

则△p=*(ｖ22-ｖ12）（7）联立（6）与(7)

△p（）*（１-）*ｖ22(8)与（２）联立

推导出生产压差与泄流面积之间的关系

△p＝（）*（－）

式中在流量q不变,密度ρ1不变, A1不变的情况下，生产压差Δp越大，为保证流量q不变，则其泄流面积A2越小。

结论：为保证每一水平井分段m处流入井筒内流体流量q不变，在生产压差越大的井段减小泄流面积，就是通过减少孔密来实现。

2.应用

2.1在胜利油田东辛采油厂辛172-平1中首次应用变孔密射孔技术，射孔后达到良好的效果，投产后日产液量22.8方，含油18.7方，日产气56方，达到射

孔优化目的。

2.2在变孔密射孔的辛172-平1井，射孔后产量稳定在每天20方左右，含水率呈稳定的阶梯增长，在60%左右趋于稳定。而使用普通4方位射孔的辛151平3井，射孔后使用电泵采油方式，日产液300方左右，但是含水率一直保持在96%左右，产油量15方左右。因此使用变孔密射孔方式可以延缓底水推进，降低产液的含水率，达到延长生产周期，增加产量的目的。

2.3通过跟踪邻井辛172-斜5井、辛172-斜2井及辛151-平3井，这三口井分布在同一区块，采用非定向4方位射孔后在生产5天左右见水，并且含水量85%逐渐升高，在辛172-平1井完井后20天左右见水含水量60%且保持稳定。通过变孔密射孔保证了井筒内流体的均匀流动，改善地层均匀供液提高地层采收率，减少底水推进速度。

结论：1、在水平井优化设计中综合考虑变孔密技术，能够达到延缓底水推进，优化产液流量剖面，提高生产周期，提高产能的作用。

2.4在存在边底水条件下的水平井，结合变相位技术达到避射目的。

【参考文献】

［１］桂春，徐苏欣等．水平井射孔参数优化研究与应用．复杂油气藏．2009.12．

［２］张公社，于洋洋，张磊等.水平井均匀流入剖面下的射孔密度分布确定方法.journal of oil and gas technology(j.jpi) aug.2007．

［３］周生田，张琪等．水平井筒变质量流体流动实验．石油大学学报，1998．

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