辽河油田水平井发展与应用

辽河油田水平井发展与应用

作者：徐雪楠

来源：《石油研究》2019年第04期

摘要：利用水平井提高油井产能和采收率，已成为油田一种经济有效的挖潜手段和途径。辽河油田水平井的应用已经走过了26年的时间，从早期的稠油油藏到目前的各类油藏，从初期的中高渗厚层砂岩油藏到现在的薄互层油藏、低渗油藏、低品位潜山油藏，从单一的井间挖潜到整体二次开发、分层开发、立体开发，水平井的应用规模不断扩大，作用突出、效益显著，促进了核心技术的发展，提升了油田开发水平，为辽河油田千万吨稳产提供了保障。

关键词：水平井;辽河油田;开发历程

1.辽河油田水平井开发历程

辽河油田每年稠油产量约占全油区总产量的70%左右。辽河坳陷稠油资源丰富，平面上主要分布于西部凹陷西斜坡带，由北向南依次为牛心坨油田、高升油田、曙光油田、欢喜岭油田，其次为西部凹陷东部陡坡带和中央隆起南部倾没带，由北向南依次为冷家堡油田、小洼油田和海外河油田。目前已探明含油气面积1097.51 km2，石油地质储量103477×104t，占辽河坳陷全部探明石油地质储量的46.3%，可采储量达21302×104t。辽河油区的稠油具有高密度、高粘度、高胶质加沥青质含量的特点，稠油密度一般为0.92-1.007g/cm3，地层原油粘度一般为50-180000mPa·s，含蜡量一般为2%-7%、胶质加沥青质含量一般为26%-53%。

1992年在冷家堡油田冷43块实施第一口水平井冷43-平1井，1997年钻成我国第一例SAGD成对水平井，双水平井SAGD工程正式实施之后，自1992年以来，辽河油田水平井的应用共经历了四个阶段：

（1）单井技术攻关阶段（1992-1996年）

该阶段以单井技术攻关为主，研发配套了专用钻完井工具，尝试开展了普通稠油油藏水平井开采试验，在5个区块实施水平井8口，单井产量与周围直井相当，证明了水平井技术应用的可行性，坚定了进一步矿场试验的信心。

（2）厚层油藏试验阶段（1997-2002年）

该阶段在简单的厚层油藏开展试验，初步掌握了厚层油藏不同完井方式相关施工参数和设计方法。在8个区块实施水平井19口，单井产量是周围直井的2-2.5倍，取得了较好效果，为水平井进一步扩大试验做好准备。

（3）突破厚度试验阶段（2003-2005年）

该阶段在不同厚度油藏开展扩大试验，在以厚层油藏为主的基础上，借鉴胜利油田在0.9米油层实施水平井的启示，将水平井应用领域向薄互层拓展，突破了不同类型油藏厚度下限，在36个区块实施水平井111口，单井产量是同期同区直井的3-4倍，效果显著，为水平井规模实施奠定了基础。

（4）规模应用阶段（2006年-目前）

该阶段在不同类型、不同开发方式的油藏中开展水平井规模实施。在辽河油田公司的强力推动下，开展老油田水平井二次开发，在57个区块重建井网、重选方式实施水平井550口。开展了以潜山为主的水平井立体开发，在新发现的潜山和多年未有效开发的潜山实施水平井115口。

辽河油田经过这四个阶段的发展，已由初期的开发块状油藏发展到目前边水油藏、底水油藏、裂缝型油藏、薄油层油藏等多种类型油藏。在进行开发的过程中，选用了注水、SAGD、蒸汽驱、火驱等方法，并在各个开发阶段中进行应用，水平井技术在各类油藏的应用效果非常显著。

2.辽河油田水平井开发现状

截至2017年6月，辽河油田共完钻水平井1559口，投产水平井1408口，油井开井931口，日产油6712t，2016年年产原油239.5×104t，累计生产原油2433×104t。水平井已经应用于辽河油田勘探开发的各个领域之中，均取得了较好的成效，单井累产油已达1.73×104t。

水平井在特殊岩性潜山开发、超稠油蒸汽吞吐开发、超稠油方式转换开发等方面优势明显，效果很好。一些直井开发效果差的复杂油藏，应用水平井开发效果较好。

3.辽河油田水平井开发的主要技术

（1）水平井及复杂结构井完井工艺技术

针对裸眼完井的鱼刺分支井井眼垮塌问题，形成了国内先进的鱼刺井完井工艺技术。该技术是在鱼骨分支井眼中下入筛管，并在筛管顶部采用锚定器加以锚定，防止筛管因重力产生下滑。在锚定器至主井眼的分支井段采用可钻套管连接，用于支撑锚定器至主井眼间的裸眼井段，防止局部裸眼井段坍塌，造成油气通道堵塞，同时可防止分支井眼完井管串退至主井眼，避免影响下步钻完井施工。通过实施该技术，使分支井眼中的筛管起到支撑井壁和防砂作用，延长分支井眼寿命，提高分支井开采效果。

膨胀管系列技术具有通径大、环空密封可靠、结构简单、悬挂牢靠、适用范围广等优点，可在0°-90°井斜中任意位置悬挂，水平井优势更突出。目前膨胀式尾管悬挂器、膨胀管套管补贴技术已在辽河进行了初步应用。

（2）水平井、大斜度井有杆泵举升技术

自主研发了游离结构柱塞非接触式弹性间隙密封水平井泵，解决了水平井大斜度井段管杆偏磨、泵效低等难题。最大适用井斜角达到80°，最深泵挂3000m、耐温220℃，平均检泵周期由310天延长至460天，携砂能力强，泵效高。

（3）水平井防砂技术

水平井温固树脂加固井壁防砂技术。当树脂液挤入地层后迅速吸附到砂粒表面，在砂粒之间形成胶结点，当树脂固结后，将疏散的地层砂固结成坚固的人工井壁，防止自由流动的地层砂进入井筒，从而达到防砂的目的。突破了水平井长井段防砂施工难题，填补了稠油热采水平井化学防砂的空白。

水平井砾石充填防砂工艺技术。实现了水平井完井和管内充填防砂两种工艺，现场实施过程中，油井实现无砂生产，增油效果显著，有效解决了部分区块细粉砂治理难题，填补了辽河油田水平井砾石充填防砂技术空白。

水平井筛管防砂、替泥浆一体化完井技术。研制出多种完井筛管和防砂管柱，满足了不同区块的防砂需求，为辽河油田水平井开发提供技术支持。

（4）水平井测试技术

随油管下入全井段温压剖面测试技术。可以通过温度剖面变化状况及时确定水平段动用不均位置，为提高热采水平井的开发效果提供了施工依据。随连续油管下入的全井段温压剖面测试技术可以实现带压作业，但成本较高，应用受限。

水平井产液剖面测试技术。实现了水平生产井井下温度、流量、混相值、全水值、磁定位参数直读测试，解决了稀油和普通稠油水平井产液剖面边生产边测试的难题，为水平井堵水提供了依据。

（5）水平井找堵水工艺技术

解决了水平井找出水井段确定难，水平段长、笼统堵水效果差，筛管完井存在管外连通、无法进行有效分段等系列难题。根据水平井井况和出水位置，研制了耐高温无机凝胶堵剂、液体桥塞、氮气泡沫凝胶等调堵水材料，形成了4种水平井分段堵水工艺，实现了对水平井出水段的有效封堵。