水平井工艺研究与新技术应用

水平井工艺研究与新技术应用

摘要：80 年代后期进行的水平井科研攻关, 促进了水平井开采技术的发展, 取得可喜的成果。初步形成了不同类型油气藏水平井适应性筛选方法、深层特稠油油藏水平井开采技术、砂砾岩稠油油藏水平井开采技术、浅层超稠油水平井开采技术、低渗透油藏水平井开采技术、火山岩裂缝性油藏水平井开采技术和水平井物理模拟与数值模拟技术等7 套技术, 包括油藏地质研究、完井、射孔、测井、举升、防砂增产等主要技术。同时, 在侧钻水平井中进行分段酸化,调剖堵水、冲砂技术也在现场试验成功。对水平井成功地进行了限流法压裂和暂堵法分段压裂, 取得了施工技术的成功, 也取得了油田应用的好效果。

关键词：水平井；混合井网；欠平衡钻井；浅层

目录

1前言 (2)

2水平井适用情况 (3)

3 水平井应用情况 (3)

3.1国外 (3)

3.2国内 (3)

4 水平井产能预测 (5)

5水平井钻井方法 (6)

5.1氮气泡沫欠平衡钻井法 (6)

5.2浅层水平井钻井技术（以吉林油田为例） (6)

6 水平井的完井 (7)

6.1带管外封隔器的衬管完井技术 (7)

6.2水平井的筛管配套完井技术 (8)

6.3管内砾石充填防砂工艺 (8)

6.4疏松砂岩油藏水平井裸眼防砂完井一体化技术 (8)

6.5水平井砾石充填防砂完井技术 (9)

6.6鱼骨状分支水平井完井技术 (10)

6.7高级别分支水平井完井技术 (10)

7水平井采油工艺技术 (10)

7.1人工举升方式 (11)

7.2水平井采油技术 (11)

7.3水平井采油相关配套技术 (12)

7.3.1 高含水油田控水稳油工艺技术 (12)

7.3.2 低渗透油田高效开采工艺技术 (12)

8水平井的增产技术 (12)

8.1水平井的压裂增产 (13)

8.2水平井生物增产 (14)

结论 (14)

参考文献 (14)

1前言

二十世纪八十年代后期，由于水平井具有穿透油层长，泄油面积大、生产压差低、产量高、投资回收期短、经济效益显著等优点，受到国内各大油田重视，各油田相继开始了水平井技术研究。

JS油田利用水平井技术开发始于1996年，成功完钻了G6P1井，但由于水平井开发初期经验和对油藏的认识不足，导致G6P1井投产后效果不理想。

进入二十一世纪以来，随着国内外水平井技术的发展，JS油田加大了水平井的研究力度，2002年实施了油田自行设计施工的第一口水平井—AP1井，并且开发获得成功。

到2007年，全油田水平井数已增至29口，原油产量达全油田生产水平的10%以上。水平井技术得到了迅速发展，水平井开发的油藏类型也在不断拓展，被用来开发低渗透薄层油藏、边底水油藏等等。水平井为油田的持续稳产发挥着越来越重要的作用。

但由于水平井井身结构复杂，使采油工艺面临许多技术难题，水平井采油工艺及配套技术滞后于生产需要，主要表现在以下几个方面：

（1）水平井完井试油受井身结构影响，其工艺技术较常规直井复杂；

（2）水平井射孔工艺研究起步晚、起点低；

（3）水平井采油技术滞后于生产，采油管柱组合等配套工艺还不完善，常规管柱、管材、井下工具无法满足相应的技术要求；

（4）水平井措施改造、工艺技术实施难度大，如分层段开采工艺、增产增注工艺措施等；

（5）水平井修井工艺方面滞后于生产，修井、作业施工复杂，如冲砂、打捞等。

而国内外一些油田的相关技术已达到了一定的水平并取得了一定的成果和经济效益，因此有必要在本油田范围内开展水平井相关技术的研究，同时借鉴国内外油田的成功经验，形成适合于JS油田的水平井采油工艺及配套技术

2 水平井的适用情况

（1）底水油藏、带气顶的底水油藏、底水气藏类型方面，几乎达到全面应用。最重要是控制水、气锥条件下，达到高速开采

（2）稠油油藏，除水平井蒸汽吞吐、蒸汽驱外，是重大的发展

（3）薄油层水平井开采发展很快，主要原因L/H比值大，水平井开采单井产量提高幅度大

（4）老油油田剩余油挖潜

（5）气藏

3 国内外水平井应用概况

3.1 国外

国外的水平井技术主要应用在以下几种油(气)藏：薄层油藏、天然裂缝油藏、存在气锥和水锥问题的油藏、存在底水锥进的气藏。另外，水平井在开采重油、水驱以及其他提高采收率措施中也正在发挥越来越重要的作用。国外水平井技术发展有2大特点：一是由单个水平井转向整体井组开发，由水平井向多底井、分支井转变；二是应用欠平衡钻井技术，缩短钻井液对油层的浸泡时间，减轻对油层的伤害，加大机械钻速，减少井下矛盾，使水平井、分支井在较为简化的完井技术下达到高产。

3.2 国内

中国是发展水平井钻井技术较早的国家之一，6o年代中期在四川打成磨3井和巴24井，限于当时的技术水平，这2口水平井未取得应有的效益。“八五”和“九五”期间开展了对水平井各项技术的研究和应用，并在不同类型油藏进行了先导试验或推广应用，取得了很多成果。自1965年到1999年8月，国内总计完钻水平井293口，包括大多数油藏类型，绝大部分水平井较直井显示出巨大的优越性，且已取得显著的规模效益，如胜利油田的草桥地区和塔里木油田的塔中地区等。之后在2000年、2001年、2002年、2003年、2004年上半年中石油完钻水平井数量分别为26口、28口、5O口、68口、74口。

塔里木油田是中石油应用水平井最多的油田。截至2003年底，共有139口，其中常规水平井110口，双台阶井24口，侧钻井5口；水平井、分支井日产油7046 t，占全油田日产油量的49％。塔里木油区已开发主力油田油藏埋藏深

(4000～6000 m)、油层薄(<50 m)、油水关系复杂、地面条件恶劣，因此采取“稀井高产”的开发原则，这便为水平井的大规模应用创造了条件。

自1995年1月第1口水平井TZ4—17一h4投产，水平井在塔里木油田得到了广泛应用，不仅以水平井为主高效开发了塔中4、塔中16、哈得4等新油田，在轮南、东河等老油田的综合调整中也取得了巨大成效；水平井不仅应用于采油、采气，还成功应用于哈得4油田薄砂层油藏注水，成为塔里木油田开发领域中一项成熟的关键技术，所形成的水平井开发技术主要有：优化设计、钻井地质跟踪与优化调整、采油工艺配套、动态分析等。冀东油田自2002年以来，相继在柳102区块、高104—5、高63、庙北等浅层油藏部署常规水平井52口，侧钻水平井9口，已投产常规水平井42口，侧钻水平井1口，水平井井口日产油已达到1153 t，占浅层油藏的63．7％。另外，还在高5、柳北等中深层油藏部署了水平井进行试验。水平井开发有效提高油层动用程度，提高单井产量，提高油藏采油速度，缩短开发周期，在油田快速上产中发挥决定性作用。同时，较好地解决浅层疏松砂岩油藏出砂和堵塞问题，有效控制油藏含水上升速度，使部分低效储量得到有效开发动用，平均提高油藏采收率5～10个百分点。(从已投产水平井的效果看，浅层油藏的水平井的单井投资是直井的1．8～2．8倍，)投产初期平均水平井单井产量是定向井的2．3～4．5倍。

大庆油田到2004年10月，共完钻28口水平井和侧钻井，其中，正式投产约20口(2口井关井，6口井未投产，部分井的生产情况目前无法落实)。从2003年到目前新完井的水平井开发情况看，中区厚油层水平井挖潜的效果不好：2口井含水偏高(五厂、六厂)，1口固井质量差尚未投产(一厂)；外围以八厂为代表，情况好于中区：产能情况高于直井(直井产量2～3 m ／d)，完井的13 VI水平井中，3 VI井由于地面流程一直未完成，所以没有投产。但是，外围水平井的产能仍然偏低，八厂10口生产井中有5口的沉没度为0(液面在泵人口)。总的来说，大庆油田的水平井开发效果不是很理想。

胜利油田是国内水平井技术发展最快、应用规模最大的油田，水平井数量占全国的80．5％，在生产实践中初步形成了一套比较成熟的水平井地质及油藏工程设计技术。截至2003年8月，胜利油田已累计钻水平井(含侧钻水平井)372口，累计产油4368×10 t，取得了良好的挖潜增油效果。胜利油田水平井的发展可划分为2个阶段：1991—1994年为科技攻关试验阶段，针对稠油热采的特点逐渐形成一套从油藏类型筛选、精细描述剩余油分布、水平井轨迹优化设计到钻井采

油工艺较成熟的水平井配套技术；1995年以后为大规模推广应用阶段，水平井设计从单一稠油油藏推广到常规原油物性的各类油藏，从老油田挖潜转向新区产能建设和老区调整共同发展。

胜利油田在水平井的发展过程中，实现了设计理念的3个转移：第1个转移是水平井油藏类型的转移，由稠油油藏向常规油藏中的边、底水断块油藏、裂缝性油藏、整装高含水油藏、地层不整合油藏等多油藏类型发展，水平井在老油田挖潜增效、提高采收率中起到了巨大的作用。该转移的实现大大拓展了水平井设计及应用的范围。第2个转移是在常规油藏设计中，由单井设计转向老油田区块的整体水平井改造，并同时兼顾了老油田挖潜和新区产能建设。第3个转移是随着钻井技术尤其是地质导向技术的发展，水平井设计由从6 m以上的厚油层向3 m以下的薄油层、薄互层转移。经过10多年的应用和发展，基本实现了水平井地质设计、钻井轨迹设计、跟踪分析的计算机化，为水平井的发展提供了良好的技术支撑。

国内各油田经过几十年的开发后大部分主力区块的主要产层都进入高含水状态，在高含水油藏内剩余油分布零散，平面上主要分布在断层附近、微构造高点及井网不完善区域，正韵律油藏剩余油主要分布在油层上部。高含水油藏打的水平井可以采出正韵律油藏顶部和非主力油层的剩余油，改善老区块的开采效果。国内在高含水油藏中所钻的水平井主要有：胜利油田32口，塔里木油田5口，大庆油田7口。辽河油田截至2003年12月实施侧钻井1837井次。

4水平井与混合井网的产能预测

水平井与混合井网产能评价优化系统（简称HWPF）V1.0是一套在充分调研国内外油田水平井先进理论与技术的背景下，以油藏工程理论为基础，自主研发的针对水平结构井及混合面积井网的产能分析评价和优化的软件。它能辅助油田开发技术人员针对不同类型的水平井及井网，采用多种方法和模型计算和预测产能，在原有水平井设计的基础上更加合理的优化水平井的设计参数，为开发方案的编制提供可靠的评价手段。

该软件帮助油藏工程师对常规储层和低渗透储层，以水平井或混合井网为研究对象，方便快捷地对不同井型进行产能分析、井型优化及开发效果的有关经济评价。如普通直井、斜直井、单一水平井、分支水平井、鱼骨状水平井、阶梯水平井、压裂水平井、分段射孔完井水平井、（压裂）直井-直井混合井网、（压裂）水平井-直井混合井网、（分段射孔完井）水平井-直井混合井网、非活塞式

水驱油五点井网流线模拟等。

5 水平井钻井方法

5.1氮气泡沫欠平衡钻井法

氮气加泡沫欠平衡钻井是当前国际上已经成熟的一种钻井新技术。其优点是静液柱压力低，漏失量少，携屑能力强，对油气层损害小，保证水敏性地层钻井安全；可及时发现油气层，提高单井产量；因而能够最大限度的发现和保护中低压低渗油气藏，已获得比常规过压钻井高得多的经济效益。在大牛地气田DFI井的施工应用中，针对本工区低压低渗水敏的特点，使用该技术，很好的解决了工业区内使用普通泥浆造成对产层污染的问题，并取得成功。5.2浅层水平井钻井技术（以吉林油田为例）

浅层水平井在钻井过程中有较多困难，为了克服这些困难保证钻井质量技术人员提出了一系列解决方法。

主要的难题有：

1、直井段钻柱重量轻，大斜度段和水平段施加钻压困难、油层套管下入困难；解决方法是：

采用单圆弧井身剖面，尽可能降低造斜点，增加直井段长度；

（2）试验初期技术套管下至45-60度井段，减少滑动钻进和完井下套管的阻力；（3）引进先进的国外软件（TADPRO软件），进行浅层水平井井眼摩阻分析。

2、地层松软，工具实际造斜率难以确定，部分油层落实不够精确，要求井身剖面能够对垂深误差进行一定的调整，使井眼轨迹控制难度进一步增大；

解决方法是：

（1）加长稳斜探顶段长度，以满足油层可能提前的需要；

（2）采用略高于设计造斜率的螺杆钻具进行造斜，便于导向钻进破坏岩屑床、降低摩阻，并可在油层垂深提前的情况下，提高造斜率。

3、钻井液要综合考虑润滑、携岩、井壁稳定和油气层保护以及钻井成本等，钻井液优选增加了难度

解决方法是：

（1）研究低固相、低摩阻、低成本携岩能力强的水基钻井液，降低裸眼段摩阻；（2）控制钻井液固相含量，降低钻井液失水，实施近平衡钻井，同时采用非渗透油层保护技术进行油气层保护。

4、直井段套管重量轻，水平位移段相对较大，完井套管不容易下至完钻井深；

解决方法是：

（1）优化大斜度段和水平段扶正器类型和数量，在斜井段安放刚性滚轮扶正器，降低下套管摩阻；

（2）完井下套管过程中，分段循环降低循环阻力、及时清除下套管过程中除下的泥饼，提高固井顶替效率。

5、为了满足采油压裂需要，水平段套管要求居中以及完井固井油气层保护等问题；

解决方法是：

（1）采用适合水平井固井要求的低失水、零自由水的水泥浆体系进行固井油气层保护；

（2）优化套管设计及附件加法，确保套管居中、提高顶替效率、确保碰压后能回住压。

6水平井的完井技术

6.1带管外封隔器的衬管完井技术

带管外封隔器的割缝衬管完井技术是将管外封隔器与割缝衬管完井技术结合在一起。该技术可用于造斜段须要卡封水层或气层的情况。该技术多用于小井眼的侧钻水平井。在完井管柱中，根据油藏胶结程度在水平段下人割缝衬管，上部接两级管外封隔器，一级卡封在目的层与上部水层或气层之间的夹层处；另一级封隔器卡封在上层套管内。这种完井方式是依靠管外封隔器实施层段的分隔，可以按层段进行作业和生产控制。

目前，水平井发展到分支水平井，其完井方式也采用带管外封隔器的衬管完井。套管外膨胀式封隔器是用于卡封水层或气层及分段开采、分段进行油层处理的重要工具，尤其适用于井眼直径小，无法采取注水泥固井射孔完井的各类油气井。该工具随完井管柱一起下人到井中，将流体充填到封隔器的胶筒内，使胶筒膨胀，密封完井尾管于裸眼井壁之间的环形空间，达到封隔的目的。封隔器结构主要有：中心管、膨胀阀、胶筒及密封件等组成。

人到设计位置后，向管柱内投入钢球、胶塞或利用膨胀工具，使封隔器内外不连通，油管内加液压，在一定压差作用下，开启阀剪销被剪断，膨胀流体通过开启阀、单流阀和关闭阀进入胶筒，随着流体的不断增加胶筒逐渐被膨胀，在一定压力作用下胶筒变形与裸眼井壁紧密接触形成密封。随着胶筒内压力的不断升

高，当该压力达到一定值后，关闭阀剪销被剪断，使关闭阀关闭将进液孔堵死，实现可靠密封。井口放压为零，打开阀回位自动锁紧，实现永久性关闭。无论管柱内压力如何变化都不会对胶筒内的压力系统产生影响。带管外封隔器的割缝衬管完井技术已经在国内多个油田的水平井和侧钻水平井上进行了成功的现场应用。梁11—23侧平井侧钻前目的层含水98．7％，因高含水而关井，侧钻井眼轨迹穿过水层，应用带管外封隔器的割缝衬管完井技术，投产初期含水30％，日产油40t。

6.2衬管顶部注水泥完井技术

衬管顶部注水泥完井技术是将造斜段部分注水泥固井技术、带管外封隔器的衬管完井技术结合在一起。其施工工艺是先将完井管柱下人到设计位置，首先座挂悬挂器，将完井管柱悬挂在上部直井套管上，然后膨胀造斜段下部管外封隔器，打开注水泥阀，对造斜段注水泥，封堵干扰层。最后，下人冲洗丁具对水平段进行酸洗，解除钻井时产生的油层污染。

6.3管内砾石充填防砂工艺

(1)工艺原理：

该项技术是将不锈钢绕丝筛管下人油层部位，然后在筛管环空内充填高质量、高渗透的石英砾石，形成充填砾石阻挡地层砂、筛管阻挡砾石的多级挡砂屏障，以达到油井防砂的目的。该工艺具有防砂效果好，油层伤害小等优点。

(2)工艺管柱及特点：

水平井管内砾石充填工艺管柱由充填工具、水平井绕丝筛管、丝堵等组成。具有以下特点：充填层渗透性好，产生的附加压降小，能最大限度发挥水平井产能。克服了滤砂管因粉细泥质砂堵塞而使油井产能下降的问题，通过配合前期油层处理，可使油井长期稳产高产。采用一次管柱完井技术，施工周期短。工具性能可靠，完全能满足各类水平井砾石充填的要求。

6.4疏松砂岩油藏水平井裸眼防砂完井一体化技术

针对以往疏松砂岩油藏水平井完井存在的固井水泥污染油层、管内防砂后内通径小、射孔费用高和完善程度低等问题，在借鉴国外先进技术的基础上，提出了在水平井裸眼内直接下人大通径精密复合滤砂管完井，利用酸洗工艺解除泥饼堵塞、打开油流通道的技术方案，并设计了水平井筛管顶部注水泥完井、水平井悬挂筛管顶部注水泥完井和水平井分段筛管完井等工艺管柱，研制了水平井管外

封隔器、分级箍、多功能洗井阀和大通径精密复合滤砂管等专用工具，形成了较为完善的疏松砂岩油藏水平井裸眼防砂完井一体化技术。该技术改变了人们的固有观念，实现了水平井裸眼防砂完井，增加了泄流面积，提高了油井的完善程度，大幅度降低了完井成本，并为后期措施提供了有利条件。该技术为胜利油田疏松砂岩油藏特别是稠油油藏的开发提供了强有力的技术支撑，使草13、草20、沾18、郑411和坨826等稠油油藏得以经济高效地动用和开发。

截至2007年底，该项技术已在胜利、冀东、大港等油田近400口水平井上得到成功应用，仅2007年胜利油田就在122口井推广、应用了该技术。经统计分析可知，该技术比套管固井射孑L完井每口井节约投资30×104～50×104元，平均单井产油量为18t／d，比同区相邻套管固井射孔完井的水平井的产油量提高了5．8t／d。

6.5水平井砾石充填防砂完井技术

对于地层砂分选差、泥质含量高达20％以上的砂岩油藏，单一的滤砂管水平井防砂工艺不能满足水平井长期高效开发的要求，为此开发了水平井管内砾石充填防砂技术和水平井裸眼砾石充填防砂技术。

水平井管内砾石充填防砂技术目前已建立的大型水平井实尺寸物理模型和开展的水平井“平衡堤充填”机理研究，为管内砾石充填防砂技术的攻关奠定了理论基础。水平井管内砾石充填技术在工艺管柱方面也取得了长足进步，研发的集水平段坐封、丢手和充填口定位于一体的充填工具及双精度结构的复合绕丝筛管实现了抗堵塞的挡砂功能；压差式阻流装置的优化设计，实现了水平段分段连续充填的功能，提高了充填效率。另外还研制了粘度可调(40～90mPa·s)、携砂能力强、低残渣和低伤害的SPF一1型携砂液体系，以及密度低、圆度好、强度高且易携带的DM一1型低密度充填支撑剂。同时，对施工参数的优化进一步提高了充填效果。目前该技术已在胜利、大港、冀东等油田的12口井进行了现场试验，技术可靠性得到良好的验证，实施成功率达100％，最长充填井段达到258m，整体技术达到国际先进水平。

水平井裸眼砾石充填防砂技术该技术是一种防砂强度高、防砂寿命长的防砂方法，在国外应用广泛。胜利油田近年来开展了该技术的研究与应用，主要采用精密复合滤砂管裸眼完井和管外进行逆向砾石充填的方案。该技术已经在埕北701一平1和草109一平2等5口井上进行了先导试验，取得了初步效果。

6.6鱼骨状分支水平井完井技术

开发稠油出砂油藏单靠增加水平段长度难以进一步提高油藏动用程度、改善开发效果。而鱼骨状分支水平井具有最大限度地增加油藏泄油面积、充分利用上部主井眼、节约钻井费用等显著优点，最终能达到提高采收率的目的，已经成为高效开发油气藏的理想井型。胜利油田近年来开展了窄时窗储层预测、井眼悬空侧钻、分支井地质导向轨迹控制、无固相钻井液完井液、分支井完井等关键技术研究，形成了具有自主知识产权的鱼骨状分支水平井开发技术。2006年10月，在海上埕北26块成功完钻了中国第1口完全依靠自主知识产权技术设计施工的鱼骨状分支水平井埕北26B一支平1井。该井在10m油层内设计钻了4个分支，水平段总长度达915m。初期产油量为105t／d，目前稳定在95t／d，是周围直井的3．3倍。2007年，鱼骨状分支水平井应用领域由海上扩展到陆上，由新区扩大到老区，成为水平井技术的新突破，目前已完钻鱼骨状分支水平井6口，经济效益显著。其中，截至2008年6月30 El，沾18一支平水井累积产油量为0．61×104t。

6.7 高级别分支水平井完井技术

近年来，依靠自身实力，胜利油田自主研制了适合胜利油区油藏特点的Ⅲ和Ⅳ级完井工艺及配套工具，在桩1一支平1井和梁46一支平1井实施了Ⅳ级完井，可实现分支井的选择性生产。今后将进行V和Ⅵ级完井技术的引进与自主研究，满足复杂断块及潜山油藏高效开发的需要，重点攻关分支交汇处密封、分支井眼再进入、生产控制等关键技术。长庆杏平1多分支井，完成7个分支水平井，是国内第一口7分支水平井。分支井眼在300米至422米之间，钻遇油层进尺达2834米，油层钻遇率为80.9%，成为国内领先水平。

结论

水平井完井及采油配套技术满足了油田疏松砂岩油藏、稠油油藏低渗透水平井生产的需要，形成了新的工作思路和技术方法，使难动用储量得到了开发利用，提升了水平井的开发水平。油田将通过思想解放与观念转变，促进水平井技术规模发展；通过科技创新与攻关配套，促进水平井技术突破，提升水平井适应能力；充分发挥水平井在提高储量动用水平、大幅度提高采收率技术方面的优势，为油田持续稳定发展做出更大的贡献。

7水平井采油工艺技术

7.1 人工举升方式

国内广泛采用的水平井人工举升方式是电潜泵和杆式泵。由于电潜泵能在井底压力下大排量举液，在水平井开采中会起到特别重要的作用，但为全面体现电潜泵水平安装的好处，必须考虑其特殊的应用准则，还需配备特殊的装置。用于水平井开采的电潜泵系统除了有常规开采所需的泵体、分离器、密封段及电机等部件外，还需配置地面操作的电机变速控制器及可随时记录井下压力及温度的传感器。

国内用于水平井的杆式泵装备主要有斜直井后置式游梁抽油机、斜直井前置式游梁抽油机、井架式无游梁长冲程斜直井抽油机。杆式泵是最常见的人工举升方法，也是水平井中最常用的开采技术。在水平井举升中，抽油杆和油管的摩擦是影响杆式泵系统性能的主要因素，为减小井下设备的摩擦力采取了2种技术措施：(1)在抽油装置上安装气动补偿器，减少水动力摩擦力，由此可减少整个有杆泵的摩擦力；(2)采用带差动柱塞的杆式泵，当抽油杆柱上行时，将井口和井筒倾斜组合段之间的液体段截断，并分段上举到井口。人工举升技术在现场的应用表明，短曲率半径的水平井的举升设备只能下在直井段，中长曲率半径的水平井的人工举升设备下人的位置大都在第2造斜点以上或者将井下泵下在斜直井段的位置。

7.2水平井采油技术

水平井开采工艺在“ 八五”期间取得了重大突破, 主要是水平井定向射孔技术、防砂冲砂技术、压裂设计和实施技术、机采方式选择技术、完井技术、蒸汽吞吐热采技术以及水平井工艺筛选技术。这些技术已分别在全国65口水平井上试验应用, 基本获得成功。为“ 九五”期间扩大水平井应用规模奠定了坚实的基础。

目前, 我国应用水平井开采的先进水平以胜利草桥油田和塔里木塔中四CⅢ油组为代表,其中塔中四CⅢ油组的口油井均已试采, 日产油量达千吨以上, 创造了我国水平井单井产量高、经济效益好的新水平。

7.3水平井采油相关配套技术

针对高含水老油田、低渗透油田、稠油油田的特点, 我国采油工程形成了相应的配套工艺技术及生产能力。这些技术有的整体上已处于国际领先水平, 如高含水油田控水稳油配套技术有的在单项上已达到国际先进水平, 如平衡限流压

裂技术、低渗透油田区块整体压裂优化设计及实施技术、机采井可调层堵水管柱、复合离子型堵水调剖剂、稠油蒸汽分注选注技术等。

此外, 水平井开采工艺技术及沙漠深井和超深井采油技术已开展研究, 并取得了一定的突破。依靠工艺技术的进步, “ 八五”期间在油田调整挖潜难度越来越大的条件下, 采油工程措施累计增产原油5250万t, 占原油总产量7.56%, 工艺措施有效率从年的“ 提高到年的66.8%, 油水井免修期从年的增加到年的73.5%,

为我国石油产量的稳步增长提供了采油工程技术保证。

7.3.1 高含水油田控水稳油工艺技术

1991年大庆油田提出控水稳油以来, 全国陆上高含水区块以东部油区为主

陆续开展了控水稳油工程。针对细分高效注水、大泵和电泵井找水堵水、薄油层改造挖潜、薄夹层防窜封窜等一系列技术难题, 采油工程系统与油藏工程、地面工程紧密结合, 在原有工艺技术的基础上, 发展了压缩式可洗井封隔器、边测边调等高效分注技术,大泵和电泵井模拟找水测试、水溶性聚合物冻胶类化学堵水调剖剂系列、机械式可调层管柱等找水堵水技术, 粘砂套管防窜、氰凝封窜、多裂缝压裂等薄油层薄夹层挖潜技术, 并形成了规模生产能力, 成功地保证了注水结构、产液结构、储采结构的调整。

控水稳油工程有效地控制了含水上升速度, 1995年底陆上油田平均含水

85.36%, 比规划值低2.34个百分点, 5年少注水2.34亿, ,少产液3.67亿, 节省资金17亿元。

7.3.2 低渗透油田高效开采工艺技术

低渗透储量在最近几年新投入开发的石油地质储量中已超过15%, 是我国石油资源的重要组成部分。针对低渗透油田高效开采的要求, 目前已形成的采油工程配套工艺主要包括以敏感性评价、不稳定试井解释和入井液筛选优化为主的储层保护技术, 以水质精细处理、电泵增压、低流量分注、试注转注为主的注水技术, 包括地应力测试和油藏数值模拟在内的区块整体压裂优化设计和实施技术, 以高强度抽油杆、玻璃钢抽油杆、油管锚为主的加深泵挂深抽技术以及丛式定向井开采技术。依靠这些配套的工艺技术, “ 八五”期间新动用低渗透地质储量10.4亿t, 建成生产能力1800万t, 成功地开发了朝阳沟、宋芳屯、牛庄、新民、都善、安塞等一批低渗透和特低渗透油田。稠油油藏蒸汽吞吐配套工艺技米围绕稠油油藏蒸汽吞吐热采的要求, 形成了高温固砂防砂技术, 系统隔热技术, 蒸汽分注选注技术, 化学剂调剖、增油助排技术, 提高蒸汽干度技术, 高温监测技术, 已在辽河、胜利、新疆、河南等油田大面积应用, 1995年以上述技术为主的措施增产稠油共计318万t, 为保持年产稠油超过1000t万的目标创造了条件。

8．水平井的增产技术

8.1水平井的压裂增产

水力喷射分段压裂(HJF) 是集射孔、压裂、隔离一体化的增产措施，专用喷射工具产生高速流体穿透套管、岩石，形成孔眼，孔眼底部流体压力增高，超破裂压力起裂，造出单一裂缝。进而减小流体流动阻力达到增产的目的。该项技术应用的关键是控制喷射压力和环空压力。

适用范围是特别适合于低渗透油气藏直井分层、水平井分段作业。

优点：（1）射孔-压裂联作，简化了射孔后压裂管柱的工序

（1）降低地层破裂压力，有助于裂缝的形成和延伸

（2）逐层进行喷孔压裂，不需对已压开的井段进行封堵

（3）不需要井下封隔器，降低井下作业风险

（4）不受完井方式的限制，适用于裸眼井、套管井、筛管井增产措施

8.2水平井生物增产技术

（5）水平井非射孔完井油层伤害问题引起了全球石油行业的注意，水平井常用裸眼完井法没办法穿透污染带，一些射孔技术并未完全消除钻井液引起的损害带。另外筛管完井和砾石充填也会有污染地层的可能性存在，造成产量不高。这些原因导致的储层损害已经成为影响水平井产能的主要因素。

一个减轻储层损害的方式就是彻底解除近井地带的泥饼、各种有机无机垢质损害，完善渗透率，提高产油效率。

（6）水平井生物解堵增产技术是采取当今最先进的生物酶、生物酸等高新生物技术产品，应用在期望产能变高的水平井上，获得良好的经济效益。由于采取完全无腐蚀，采出液防紊乱技术，因而不需要采取下常规酸化作业管柱的措施，操作十分简便。

储层岩石表面润湿性分为油湿、水湿和中间润湿。储层岩石表面的润湿状态对原油流动有很大的影响，油湿性岩石对原油的粘附力强，而亲水性岩石的表面易结成一层水膜，减弱了对原油的粘附力和沉积。由于原油流体性质、地层本身环境和开发等多种原因，导致垢质沉积、堵塞，渗透条带不通畅，油流只从部分渗透条带流向产油井眼，造成油井产能降低或停产，采收率下降。

生物酶剂作为一种水溶性增产产品，可以使储层岩石表面的润湿性从油湿向水湿转化，从而改变储层岩石的润湿状态，明显改变岩石润湿性，降低油—岩层间的界面张力，释放储层岩石颗粒表面碳氢化合物，清洁油岩，使原油易于从岩石表面剥离下来。

对于微生物由于体积进不去的孔隙，生物酶剂成分可以渗流进去。生物酶剂通过渗流作用进入微小孔道，将原油剥落降粘带出孔隙，并将岩心转变为水湿。且SUN使用条件比较宽松，不像微生物因为环境的变化考虑存活问题。

结论

21 世纪中国石油工业面临高含水油田开采、低渗透油田开发、西部沙漠超深油田开采、滩海油田开发建设和稠油、超稠油油田改善热力开采等诸多难题和挑战。为进一步提高油田开发的经济效益, 采油工程技术将以降低原油生产成本, 提高油田采收率为目标, 重点研究发展水平井、复杂结构井开采技术, 深部调剖和液流转向技术, 弱冻胶调驱技术, 整体压裂和三维压裂技术。大力发展稠油蒸汽驱配套技术, 形成稠油蒸汽驱工业规模, 研究发展稠油火烧油层技术和稠油非热采技术, 努力降低稠油开采成本, 提高稠油开采采收率。努力完善低渗透油田完井、举升、增产, 地面集输整个系统低成本—高效益的开采技术。加大深井和超深井的完井、作业增产、举升系列的采油工程技术的研究, 用和配套力度形成适合中国特点的深井和超深井配套技术。加强应用基础和决策技术的研究, 发展配套采油工程数值模拟软件的开发和建设, 加大采油工程技术、研究推广投资的回报力度, 在未来的新世纪中采油工程技术将创造更高的效益和达到更高的水平。

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