1、坨 82稠油出砂油藏射孔技术的优化试验朱建新 1 庄金勇1 张 涛 2(1胜利测井公司 2胜利采油厂 )摘要：射孔技术优化。就是针对不同的地质、油藏，选用与其配套开采工艺相适应的、能最大限度获 得产能的一种射孔技术方案。本文分析了坨 82区块开采历程。阐述了选用 114大孔径、高孔密射孔技术 在坨 82的应用效果关键词：油藏坨 82 块 114 大孔径高孔密优化0前言坨 82断块的油藏类型是普通一特稠油油藏。岩性以粉细砂岩和沙砾岩沉积为主，原油粘度大，出 砂严重，开采难度大。从 1983 年钻探郑 4井发现王庄油田，到现在坨 82块 (郑 41块黄河南部分 )和郑36块 (黄河北 )的全面开发
2、，标志着油田开采工艺和技术的不断提高，特别是射孔优化技术为该块的稠 油开采，提供了有效地技术保障。坨 82块的射孔技术优化就是选用了适合该断块油藏特点的 114大孔 径、高孔密射孔器，最大限度地提高了该类油藏的采收率。1 油藏概况坨 82区块分布于王庄油田的郑 41块内，如图 1所示。郑 41块沙一段位于郑家一王庄油田东部。 坨 82块开采的沙 1段含油面积 23 8km2 ，探明储量 3084X 10t。沙一段的油藏类型为受构造、岩性控 制的层状强水敏普通一特稠油油藏，沙一段划分 3个沙组，其中 1组岩性以粉细纱岩及沙砾岩沉积为 主，进一步划分为 5个含油小层， 4、 5小层是主力含油层，如
3、图 2所示。主力层平均孔隙度为 34 4，平 均渗透率为 178010 一 pm2，孔喉半径均值大部分大于 6 8弘 m，储层以高孔、高渗为主。储层的敏感性为强水敏、弱速敏、弱盐敏、弱酸敏、弱碱敏。该块的油层温度 63-一 65 ，地温梯度 3 1 lOOm，地层压力 Ii 3 II 9MPa，压力系数 0 96，综合以上数据，属于常温常压油藏。图 1坨 82油井分布特征79图 2 坨 82区块主力层分布2 开发历程及射孔技术优化过程2 1初期勘探试采阶段 (常规射孔技术 )1983年开始勘探开发，第一口井是郑 4井， 1984年试油获 1095t d的高产工业油流，从而发现王庄油田。近几年，
4、随着石油开采技术的发展，稠油开发技术得到了很大的提高，该区块的稠油越来越来受到 重视。 1993 年 7月，王庄油田的三维地震资料处理完成，并投入使用，郑 408井沙三段常规开发突破 “出油关 ”1994 年上报郑 408沙砾岩体探明含油面积 3 9km2，石油储量 769104t。该区块自 1991年开始常规试采，射孔技术主要是采用常规孔密、孔径的射孔器 (73、 89射孔器 )，受 当时的开采和射孔技术所限，开发效果不理想，没有达到预期的效果。2 2开采工艺及射孔技术优化阶段2002年 6月以来对郑 36、坨 82区块沙一段油藏进行开采，射孔技术采用不同孔径、不同孔密的射 孔器，采油工艺采
5、用防砂、电加热等工艺措施，先后对两砂层组、 7个小层进行常规试油 15次，其中常规 试采井 8口井，注汽吞吐试采井 4口井。这其中郑 365、郑 368采用的 114大孔径、高孔密射孔技术。注 蒸汽吞吐试采的井效果优于常规试采的井。以郑 368井为例，吞吐阶段生产 100天，平均日产油 8 1t， 比常规射孔器每天提高 2 3t，这说明大孔径、高孔密能够有效提高产能。截至 2003年 10月，累计采油15225t，比原来有了一定的进步。2 3开采工艺及射孔器完善推广阶段 目前，坨 82区块是胜利采油厂的主要产能区块。共投产 37口油井，其中 10口井使用 127枪配装89弹射孔器，孔密 36孔
6、 m， 2口井使用 127枪弹射孔器，孔密 16孔 m， 25口井采用 114射孔器，孔密40孔 m。采用 114射孔器投产的井，无论冷采井还是热采井，在工艺改造、产液量和产油量等方面都优 于采用 127枪配装 89弹射孔器投产的井 (见表 1)。表1 采用 114型射孔器与 127枪配装 89弹射孔器射孔效果对比项目 坨 826一斜 11 坨 82 7一斜 5 射孔枪、弹 12789 114 114 孔密 (h m) 36 40油层厚度 (m) 81 6 1充填陶粒砂粒径 (ram) O4SO9 O 450 9充填陶粒砂数量(t) 12 2 5充填压力 (MPa) 15 17产液、产油、含水
7、(tt) 61S640 1 10 5153 射孔技术的优化依据及效果3 1射孔技术优化依据3 1 1射孔孔径 以套管射孔完成的油井，进行砾石充填防砂后，在筛管与套管形成的环空内、射孔孔眼内以及套管外的砾石充填区会充满高渗透的砾石 (如图 3所示 )。在管外充填区，流体从地层到炮眼入口是径向流 动为主；流体进入炮眼内为线性流动；当流体从炮眼流出，在套管和筛管之间的环空内为径向流动。我 们可以根据井底流体的流动情况来分析井底压力降。割 层图 3砾石充填防砂原理示意由于进入松散砂岩地层的砾石层具有较高的渗透性，能够减小流体的渗流阻力，所以套管外的砾石 充填区能够改善近井地带的流动条件，有利于提高油井
8、产能。而环空砾石充填区、孔道区的砾石因渗流 截面积变小会增加地层流体的渗流阻力，影响油井生产。当流体通过筛管与套管之间的环空充填区时，砾石层所产生的压降可按径向流达西公式计算：P=垡 L戒 n(R矿 L R一 ) (1)式中： AP为环空压降， MPa Q为流量， m3 d； RL为套管半径， m； R为筛管半径， m；五为砾石渗透率，pm2；h为油层厚度，m；为流体粘度，mPas。 假设在 139 7ram的套管井，筛管尺寸为 73mm ，在筛管和套管之间充满 0 4“-0 8ram的砾石81(渗透率为 120弘 mz)，并将油井产量及流体粘度代人 (,-以根据原油粘度及含水率推算出地层流体
9、的粘 度 )，经过计算可知，环空区产生的压降可以忽略不计，不会对油井的产液量产生大的影响。当流体通过充填满砾石的射孔孔眼时，流动阻力大小服从相关的直线流达西公式。埃利斯 (Ellis) 等人阐述了计算孔道区压降的线性流关系式：其中： 卢一警P一001，19L岂Q+44710-l。阻D(QA)z (2)式中：P为炮眼区压降，MPa，L为炮眼长度，m，l为流体粘度，mPas，Q为平均每个炮眼日产量，m3d孔； K为砾石渗透率， pm2； A为炮眼截面积， m2；卢为惯性系数， m； P为液体密度， g cm3。 公式中第一项是层流所产生的压降，第二项是紊流产生的压降。假设射孔孔径为 12mm，孔道
10、长度为 200mm，炮眼内充满 0 4 o 8mm的砾石 (渗透率为 120汪 m2)，代人油井的其它相关数据，通过计算 可知，充填防砂井井底的压降主要来自于射孔孔眼。从公式可以看出，增大射孔孔眼面积、降低地层流 体粘度能够降低井底压降，减小由充填砾石带来的不利影响。对于出砂井来讲，射孔孔眼很容易被地层砂充满，严重影响油井渗透率，造成油井供液不足。可以 通过计算证明，如果在孔道内分别充满渗透率为 120pm2的砾石和 0 5 um2的地层砂，其产生的压降可相 差近 200倍。由此可见，出砂井来说，实施砾石充填防砂是非常必要的。目前在现场应用的射孔技术通常不能产生较大的射孔孔眼，如果炮眼直径较小
11、，在砾石充填防砂施 工中会造成砾石充填困难，影响防砂效果。 114型大孔径、高孔密防砂射孔技术不仅有利于出砂井防砂 作业，而且能够保证油井砾石充填防砂后有较高的产能，为疏松砂岩油藏的开发提供有效的技术保障。1412基 l程L 080 60402射孔深度 () 图 4射孔密度、深度对产能比3 1 2射孔孔密一般情况下，油井产能比随着孔密的增加而增加。在无钻井损害的情况下，孔密与油井产能比 (指 相同条件下，采用射孔完井的产能与裸眼完井的产能比值 )的关系如图 4所示：此图说明，当孔密很小时，提高孔密，油井的产能比有较大幅度的提高；当孔密较大时，增加孔密对 油井产能比的提高不再明显。孔密大于 16
12、孔 m时，继续增加孔密对油井产能的影响幅度变小。但对 于稠油油井来讲，增加孔密仍然能够较好地提高油井生产效果，因为当原油粘度较大时，流体在孔眼附 近所受的流动阻力较大，提高孔密有助于提高油井供液能力。3 2射孔效果 以下是在坨 82块使用的 114大孔径、高孔密射孔器和 127枪配装 89弹射孔器部分参数对比和射孔后效果对比，见表2、表3。82表 2 114 射孔器与 127( 配装 89弹 】 射孔器技术参数对比表项目 12789 114 孔密(孔m) 36 40 孔径 (ram) 12 18表 3射孔后产油效果对比表127枪、89弹 114枪弹井号 产液(t) 产油 (t) 含水() 井号
13、 产液(t) 产油(t) 含水 ( ) 坨 82 6x11 6 36 40 坨 82 5-xS 111 72 35 坨 82 5x7 39 29 25 坨 8Z 一 4一 x15 20 159 20 坨 82 4一 x7 68 39 43 坨 82 3一 x9 15 119 21 坨 82 6 9 7 51 27 坨 82 3一 x13 20 15 25从上表可以看出，采用同样的压裂充填防砂工艺，无论是冷采工艺还是热采，应用 114大孔径、高孔 密的井的产液量和产油量都大于使用 127枪配装 89弹的射孔井。4结论114射孔器产生的孔径 18ram，孔密为 40孔 m，在进行压裂充填防砂工艺施
14、工时，利于高携砂比充 填，扩大了充填区域半径，提高了防砂成功率和效果；另外较大的孔径能降低砾石充填带来不利影响，保 障了防砂井的产能，通过多种开采工艺综合应用实现了对坨 82块的高效开采。 ，。射孔技术优化方案在坨 82区块普通一特稠油油藏的开发中，起到了重要的促进作用，对同类型油 藏的开发具有一定的指导作用。参考文献 刘景三，等应用大孔径、高孔密防砂射孔技术实现粉砂岩稠油油藏的高效开发油气地质与采收率 2003 1(1)cJ科伯利等着周惟英等译国外完井技术丛书防砂北京，石油工业出版社，19869；271-272 王鸿勋，张琪采油工艺原理石油工业出版社，19897 小乔治 0苏曼防砂手册石油工业出版， 1988 1083
