毕业设计论文底水油藏水平井开发渗流理论研究.doc

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1、（论文）摘 要本文研究了底水油藏开发过程中的水锥锥进机理，推导了底水油藏水平井临界产量、见水时间的相关公式，论述了影响水平井临界产量、见水时间的因素。利用镜象法原理，导出了底水油藏水平井井网产能公式；研究过程中考虑了产液速度、井筒半径、渗透率、渗透率各向异性、渗透率非均质性、地层油粘度、水体能量大小等因素的影响，分析了上述因素对水平井井筒产液速度分布以及含水率的影响，提出了一些措施和建议。推导了底水油藏水平井的三维稳态产能公式，并提出了一系列的治水控水措施。关键词：底水油藏；水平井；开发；控水；渗流理论 AbstractThis paper studies cone water coning

2、mechanism in the development process of bottom water reservoir, derived horizontal well pattern critical production, water breakthrough time formula in the bottom water reservoir, discussed the factors which effects critical production and water breakthrough time. Using image principle, derived hori

3、zontal well pattern productivity formula in the bottom water reservoir. To find the effect factors to water cut. The research are included the well liquid production rates of well bore block, radius of well bore, permeability, anisotropy and heteogeneity of permeability, oil viscosity, and compressi

4、on energy of water areas. The above affects to the liquid production distribution and the water cut distribution of well bore are analyzed. Derived productivity for 3D steady state solution of horizontal well in bottom water reservoir and some water control measures are proposed. Key words： bottom w

5、ater reservoir；horizontal well；development ；water control；percolation theory目 录第1章 底水油藏水平井开发概述11.1底水油藏水平井水锥形成机理11.2 水平井底水油藏临界产量的计算21.3 水平井产能及见水时间影响因素研究51.4 夹层在油藏开发中的作用5第2章 底水油藏水平井井网渗流理论研究72.1 引 言72.2 油藏内的势分布72.3 水平井井网产能确定10第3章 底水油藏水平井三维稳态产能研究143.1 无界地层水平井三维稳态势分布143.2底水驱油藏水平井三维稳态势分布153.3底水驱油藏水平井三维稳态解

6、产能公式15第4章 底水油藏控水技术194.1 双层完井、油水同时分采抑制底水锥进技术194.2 其它油藏控水技术20结 论31参考文献32致 谢34I第1章 底水油藏水平井开发概述目前我国大部分油田对油藏水平井开采的渗流理论与应用进行了研究，完成了以下研究工作： 一、从点源函数出发，利用积分和镜像反映，系统推导了无限大平面直线源、无限大平面条带源、条带形地层直线源、条带形地层条带源的压力表达式。然后利用Newman乘积法给出了不同地层条件下，水平井压力的线源解。利用Laplace变换和Stehfest数值反演，给出了不同地层条件下，考虑表皮系数和井筒储存系数的水平井压力解。基于等效椭球思想，

7、提出了新的水平井产能公式。 二、设计了水平井开采裂缝性油臧的物理实验模型。研究了水平井段长度、裂缝和水平段夹角对开采效果的影响。 三、给出了双重网格粗化方法。该方法能够有效的模拟饱和度场的变化。从圆管内流体流动的能量守恒和力学分析出发，推导出水平井筒的压降公式，并将其应用到水平井数值模拟当中。研究了水平井井别、水平段长度、采油速度对水平井开采效果的影响。利用双重介质模型，研究了裂缝间距、井网和裂缝夹角对开采效果的影响。研究了水平井不同位置、k_v/k_h值对水平井开采底水油藏效果的影响。1.1底水油藏水平井水锥形成机理在水平井采油中，由于井筒周围产生压力降及油藏中的物质平衡关系，使得底水油藏中

8、会出现油水界面发生变形呈锥形上升，这种变形已通过实验结果证明，在直井中呈锥状。在水平井中，油水界面将以脊形上升，垂直于水平井方向的横截面形状相似于直井中形成的“锥面”，称为底水的水脊或锥进。底水向上锥/ 脊进主要是由于油井生产时产生的压力降所致。即在开采过程中，油层下部形成了近似垂直向上的压力梯度，使得水带向上运动。但是由于水的密度比油大，在锥进上升时，静水压力增加，在一定产量范围内，水锥趋于稳定；当油井产量超过临界产量时，水锥就变得不稳定，水就向井中突破，达到另一种平衡。不论是水锥还是水脊，一旦底水锥进到射孔段，采出的就是水而不是粘度比水高的原油，采出液的水油比就会相当高。为了抑制底水锥进，

9、油田工作者进行了许多研究发现底水油藏的开发，在钻完井、油藏的产能评价与确；井网与井距；射孔位置，射开程度以及生产压差；在注水方式、注水时机等等方面与常规油藏的开发有其明显的特殊性与复杂性。也进行了许多有益的尝试，如优化油田开发方案、制定合理的油水井工作制度，控制开采速度、井底压力等。这些措施都在某些方面对控制底水上窜起到了一定的作用1。1.2 水平井底水油藏临界产量的计算20世纪50年代，Meyer和Garder给出了底水油藏临界产量公式，但是，由于条件太理想化，致使得出的产量通常太低。到了上世纪60年代，Sobocinski和Cornelius研究了当井的产量大于临界产量生产时水锥问题和突破

10、时间的确定方法，研究发现：水平井开始生产时，水锥的形成和上升十分缓慢，随后，水锥继续上升并越来越快，直到突破油井见水。上世纪70年代，Bournazel和Jeanson认真评价了Sobocinski和Corneliu方法，并进行了修正。利用Bournazel和Jeanson方法计算出的临界产量和突破时间与现场资料的符合程度比其它方法都高。上世纪80年代以后，Kuo和Desbrisy对以前的文献进行了总结，利用数值锥进模型建立了预测底水驱动油藏含水动态的关系式。1986年TOTALCFP公司的Chaperon发表了水平井底水油藏临界产量的计算公式，后来Giger、Joshi和Papatzacos

11、等人相继研究了水平井临界产量的计算。下面介绍几种临界产量的计算公式3。(1) Chaperon公式及其修正式Chaperon原导出公式为 （1-1）式中：地下水油密度差，g/cm3 ；K渗透率，m2 ；H油层厚，m；Zsc底水锥进高度，m；地下原油的粘度，mPa.s；L水平井段长度，m。Chaperon公式的错误主要在于错误的处理了临界锥进高度，给出了错误的无量纲临界产量的表达式，这也是chaperon公式的计算结果与其它学者推荐的公式相比高出几倍甚至数十倍的缘由。(2) Giger公式1986年法国石油研究院Giger在三边封闭且不渗透率的无流动Neumen条件下研究了底水油藏的临界产量公式

12、，其公式表示为： （1-2）由Giger公式计算结果看出，数值偏小，并与实际相差太大，该公式很少使用。分析其误差原因笔者认为，Giger所选用的锥进形状函数不能真正描述水平井水脊形状。(3) Joshi公式1986年Joshi根据Muskat给出的直井临界产量公式推导出了水平井临界产量公式 （1-3）式中：Ih水平井到油气（水）界面的距离，m；r水平井泄油面积，m；rw水平井井眼半径，m。可以看出，Joshi给出的临界产量公式就是其稳态解公式中的生产压差P采用Muskat处理直井时临界条件替换而得。由于Joshi公式在处理水平流动时没有设法除去正交重叠的部分，因此Joshi公式计算的临界产量偏

13、小。(4) Papatzacos公式1989年Papatzacos在稳定流条件下给出了油气两相情况下的无因次见水时间、无因次临界产量的计算公式： （1-4）式中： tD无因次见水时间； qD无因次临界产量；油气密度差，g/cm3。从上式很容易看出来，该式是在没有临界产量的前提下定义了无因次临界产量。由任意产量q0代入计算无因次临界产量是没有意义的。(5) Boyun Guo公式Boyun Guo在1992年采用Schwarz和Christoffel变换导出了水平井底水油藏临界产量的计算公式。 （1-5） （1-6） （1-7） 和Lw=Zw/h查图版可以得到qD。该方法给出了求无因次水脊高度的

14、估算公式，然后查图版，最终求得临界产量。笔者带入数据进行计算，结果发现此访法适用范围较小，所求数据在查图过程中已超出了图版范围，因此，此方法具有一定局限性。(6) 程林松与范子菲等人的计算公式1993年以来，我国的程林松与范子菲等人分别研究了水平井底水油藏临界产量计算公式，他们的假设条件都是在上面封闭、油水边界为恒压边界的情况下用镜像原理和保角变换推导出的。程林松等人的公式为： （1-8） （1-9） （1-10）范子菲等人的公式为： （1-11）两式对比可以看出其区别只是系数上的差距而已。1.3 水平井产能及见水时间影响因素研究(1) 水平井长度当生产压差一定时，增加水平井长度L可以提高水平

15、井产量，且水平井产量Q与长度L呈线性关系。增加水平井长度还可以相应延长水平井见水时间。因此对底水驱油藏，适当增加水平井长度，有利于水平井产能及见水时间的提高。(2) 水平井位置当生产压差一定时，水平井产量随油井距油水界面位置a的增加而减小。当a较小时(a/h0.3)，Q递减较慢。当水平井位置a增加时，见水时间T延长，并且当a较小时(a/h0.4)，T的增长较快。由此看来，水平井的位置a的增加可延长见水时间，但不利于产量的提高。(3) 油层各向异性地层各向异性对水平井有一定影响，纵向渗透率高的地层更有利于底水驱油藏水平井产能的提高。1.4 夹层在油藏开发中的作用夹层是指油田开发过程中对流体运动具

16、有隔挡作用的不渗透岩层，夹层对油水运动具有重大的影响。(1) 夹层无因次垂直渗透率敏感区间集中在10-410-2。小于10-4时其对开发效果的影响接近非渗透隔层，大于10-2时，对总体开发效果影响不大。(2) 夹层垂直渗透率大小控制纵向水驱效果，夹层无因次垂直渗透率较小（小于10-2）时，随无因次垂直渗透率的减小，纵向水驱效果依次变差。但当夹层无因次垂直渗透率较大时（大于10-2），如果水平井位于油层中部，夹层制约了注入水在重力作用下的下沉，有利于上部油层驱替，缓解了层内矛盾。(3) 夹层分布范围对纵向水驱效果亦起重要作用，当夹层无因次垂直渗透率较小时（小于10-4），无论其分布范围大小如何，

17、都会造成注入水绕流现象，往往在夹层上、下部形成死油区，降低了纵向驱油效率和最终采收率。(4) 有夹层存在时，夹层控制纵向流体渗流，毛管力作用被掩盖。当无夹层时，随水淹面积的增大，毛管力作用得到加强，对上部油层的水驱效果影响明显。(6) 纵向存在夹层，增加了垂向渗流阻力，降低了水平井有效的油层出油厚度，从而降低了水平井极限产油量和极限产液量。(7) 纵向存在夹层，加速了水平井含水上升，降低了水平井稳产年限。30大庆石油学院华瑞学院本科生毕业设计（论文）第2章 底水油藏水平井井网渗流理论研究2.1 引 言当在一个底水驱动油藏布置一排水平井时，一排水平井延伸的距离与井距之比很大时，这样的系统就可由无

18、穷水平井井列来代替。假设水平井之间的井距为，井排和x轴平行且和x轴之间的距离为d，一排水平井位于距油水界面的距离为zw，油层含有高度为h0，z轴通过井排中的一口水平井，见图2.1-1，并假设每口水平井具有相同的井径和井底压力。油水界面油藏顶面XZhohozw图2-1 底水油藏水平井井网剖面图应用镜像法把平面变为便于求解的无穷大平面，平面内由无数水平井生产井排和水平井注水井排构成，通过势的叠加原理可以确定底水油藏内的势分布，根据注采井之间的势差，可以确定水平井的产量。2.2 油藏内的势分布根据镜像法原理，平面变为无穷大平面，平面内由两排水平井生产井排和两排水平井注水井排交替排列构成，如图2.1-

19、2所示。XZ图2-2 底水驱动油藏水平井井网映射图 由图可知位于轴上半部分，轴上的井的坐标，从下至上依次为：（0，h0zw），（0，3h0zw），（0，3h0+zw），（0，5h0zw），（0，5h0+zw），。位于x轴的下半部，z轴上井的坐标，从下至上依次为：（0，h0+zw），（0，h0zw），（0，3h0+zw），（0，3h0zw），（0，5h0+zw），（0，5h0zw），。图中，生产井产量符号为正，注水井产量为负，且二者数值相等。根据马斯盖特一无限直井井排的势可知，无限大地层中一排水平井势函数表达式为 （2-1）式中：势函数表达式；水平井水平段长度；水平井之间的井距；水平井排距x轴间

20、的距离。应用无限大地层中单排水平井的基本公式，由势叠加原理就可以得到底水驱油藏水平井井网势函数分布表达式。 合并得： （22）其中C=常数。2.3 水平井井网产能确定当时，由于，得，所以 （23）方程式（23）中双曲正弦函数。对注水井，时，在实际油藏中，水平井井径和、相比很小，即，所以 （24）对生产井，当时，同注水井一样，考虑到，所以： （25）由于因而即，所以为偶函数，应用这一些性质可进一步得到注水井和生产井势差表达式， （26）当n=2时，方程（26）中级数项用F(n)表示为 （27）在底水驱动油藏中，水平井应远离油水界面，以提高无水采收率，因而可以认为和相差不大，当在实际油藏中满足这个

21、条件时，在这个条件下趋近于零，所以方程（26）中除第一项外均可忽略，产生的误差很小。由于因而可改写为 （28）在底水驱动油藏中，恒压边界与水井之间的势差为水平井注水井和生产井之间势差的一半，即 （29）对于各向异性油藏，水平渗透率为,垂直渗透率为，由于均质油藏和各向异性油藏解之间的关系，将方程（29）改写为 （210）式（210）中，油藏各向异性比值。并注意到因而则底水油藏水平井井网的产能公式为： （211）第3章 底水油藏水平井三维稳态产能研究在以往研究有关产能计算公式的基础上，将水平井视为三维线，推导出无界地层水平井三维稳态渗流速度势分布。根据镜像反映和势叠加原理，又导出了底水驱油藏水平井

22、三维稳态势分布，在此基础上得到了三维稳态产能新公式。公式中考虑了水平井在油藏中的位置及油层各向异性等对水平井产能的影响。引入了流动阻力修正系数，它使得产能计算公式更简单、实用。实例计算表明，新公式比二维导出的公式更严密，计算结果更加符合实际。对水平井油藏工程尤其是产能计算问题, 国内外学者进行了大量研究, 其中吕劲导出了在无穷大地层和有限旋转椭球体地层情况下水平井产能公式。本文旨在导出底水驱油藏水平井三维稳态势分布，进而得出产能计算新公式。3.1 无界地层水平井三维稳态势分布在均质各向同性无界地层中有一长为L 的水平井, 距X 轴的距离为。假定单相原油在地层中为稳定渗流, 水平井为一均匀入流的

23、线汇, 产量为Q ,则它在无界地层中任一点(x , y , z ) 处产生的速度势为： （31）式中，C为任意常数；; 式（31）中，若（常数），则就为常数。将其化简得： （32）式（32）为一中心在（0，0，）的旋转椭球体方程，椭球体焦距为即。所以在无界地层中，水平井线汇的等势面为一簇以水平井两端点为焦点的旋转椭球面。3.2底水驱油藏水平井三维稳态势分布底水驱油藏顶部为封闭边界, 油水界面为恒压边界, 设其势恒为, 含油高度为h, 水平井距油水界面的距离为, 根据镜像反映原理, 两边界之间的有限区域可表示成无界空间中两口水平生产井和两口水平注水井交替出现的平行于X 轴的无穷井排, 其中两排水

24、平生产井的z 坐标分别为，；两排水平注水井的坐标分别为。根据叠加原理，并用式（31）可得到油层中任一点的势 （33）式中，和分别为如下定义的函数 其中，； ；3.3底水驱油藏水平井三维稳态解产能公式从式（33）可看出，沿水平井长度方向各井壁处的长度不相等。为此，取平均值作为井壁处的势9 （34）式中，为井筒半径。直接积分式（34）较复杂，可用辛卜生公式算得 （35）由式（33）得 （36）由于，所以式（36）可化简为 （37）式中 （38）式中，无因次；，无因次；为如下定义的函数 按式(38)对= 3200, =0.050.95在计算机上进行了计算(和的取值范围基本上覆盖了矿场各种情况下,的可

25、能取值) , 结果表明, 与的关系为一直线; 当LD = 3 25 时, 直线斜率随LD的增加而逐渐下降; 当 25 之后, 所有直线几乎重合。经过数据处理, 得到如下关系 （39）由式（33）得 （310）按化简类似的方法化简式（310）得 （311）式中， （312）将式（37），（311）代入式（35）可得 （313）当时，根据式（33）可得 （314）由式（313）和式（314）得水平井的地面产油量（）为 （315）式中，为生产压差，MPa，其中为恒压边界处的压力，为井底流压；K为渗透率，; h为含油高度,m；为原油粘度，；为原油体积系数，；L为水平井长度，m；为水平井距油水界面的垂直

26、距离，m；为水平井井筒半径，m；R为流动阻力修正系数，无因次。 （316）若油层各向异性，即水平渗透率为，垂直渗透率为，则需对以上有关式子进行修正。根据文献2的研究结果，油层渗透率K用有效渗透率代替；h，分别用和代替，则。于是，分别修正为 （317） （318）式中，为有效渗透率，。用本文导出的公式计算了我国某底水驱油藏水平井的产能。油藏及油井的数据如下：L = 59915 m，rw= 0.11098 m，kh= 56910-3m2，kv= 28010-3m2，h = 63 m，zw= 56.8 m，o=65mPa.s，Bo = 1.031。当生产压差分别为4.57MPa和5.90MPa时，测

27、试产量分别为1288.0和1516.0 m3/d，计算产量分别为1206.2和1557.2 m3/d，相对误差分别为6.35%和2.72%。可见，用本文公式计算产能，精度很高，可用于产能预测。第4章 底水油藏控水技术4.1 双层完井、油水同时分采抑制底水锥进技术美国开发出一种在排除采出水中碳氢化合物杂质的同时，可提高含水带以上油层内不含水原油的产量的新完井技术。在含油地带和含水带内，双层完井用一个封隔器在油水界面深度处分隔开。封隔器以下的含水带完井包括一台潜水泵和排水孔眼，潜水泵排除油井周围的地层水以防水锥进到达上面的产油孔眼。 在油水界面之上采油的同时， 在油水界面以下采水。应用了数学模拟方

28、法确定射孔的位置和采油、采水速度以防止水锥。该方法目前在美国路易斯安那州北部的Nebo Hemphi 油田实施。这个工艺是采用积极的方法来抑制水、气突入油井，与学者们研究的在“临界产量”之下生产，其原理是不同的，在“临界产量”之下开采是一种保守工艺方法。由于“临界产量”无法得到验证，在实际生产中，可以说没有一个油田控制在“临界产量”之下生产，即就是按学者们推荐的公式进行计算，“临界产量”是很小的，开采是不经济的。以塔中四水平3井为例，如在“临界产量”以下生产，1995年1年采出的油量就要生产4. 5年多。一味追求在“临界产量”之下生产是没有意义的。因此说存在底水的油田都在短期或中短期见水，甚至

29、水淹，这就是此理论和方法提出的理由。该工艺与常规的油水封堵水工艺及控制在“临界产量”之下生产有着根本的区别，一个是求异，一个在求常，其本质发生了变化，常规工艺方法是将油井控制在“临界产量”之下生产，求最佳的采油速度，但油井见水和水淹仍是劫数难逃。该工艺的设计思想是采油可在不见水的情况下进行，并且水和油被当成是两个独立的部分来处理，这样使问题更明确，生产更简单化。可认为油水界面是完全独立于位置的运动。这时油水界面就随着油的采出成为一个理想的运动边界。另外，在底水油藏中底水在驱动原油，但是底水不是主要动力，因为直接包含在它中间的弹性很小，要想从油藏中将石油储量采出来还远远不够。 在热力学中，有关系

30、统远离热力学平衡，变得不稳定，并且自发地将自己大规模地组织起来，这种组织实质上就是一种“耗散结构”。其出现的条件是有关系统的尺度要超过某一临界值。实际上石油生产中“水锥”和“气锥”也是一种“耗散”。只要给出符合的条件，水锥和气锚就必将发生。而本方法就是要破坏它的产生条件，阻止它产生。显然该方法设计的底部抽汲平衡破坏锥进是“异常”态，即破坏了“常态”的平衡，使得油水界面处不能发生“灾变”。虽然，看来在上部没有产生h压头，而在下部产生了h的压降.似乎相一致，但从本质分析，如果上部抽汲时只是一种“求常”，在下部设置一口井同时抽汲，也就是“求异”，在求常的多数情况下，改变次序没有性质改变，但在“求异”

31、时，若改变参数次序，性质就发生改变，简单的例子是A+B=B+A，而ABBA。因此说，异常态就可能改变了原来物质的性质，即源点选择不同，最后的结果就不同。水锥发生与其说是与开采时间有密切关系，不如说是空间发生了更替。再从整体与局部来看，有时候，人们常善于把一个问题拿出来进行分解，然后再解决它。但有些问题也只能通过综合才能解决，它们在性质上是综合的或整体的。常规开采属单井抽级，如若在底部水层设计另一口井抽汲，就是A和B的结合体，不是A也不是B，这也不是一个简单的累加，构成两个相互干涉的体系。双向抽排与单向抽排也就是完全不同的。单向上抽是水锥产生，而双向抽排打破了单井上抽时水锥产生的条件，是水锥消失

32、，并使驱替效果更好，排驱更趋向于活塞驱油。所以，该理论与方法通过哲学方法证明是可行的。该方法的原理较简单：采油时因油层的压力降低导致水锥，若在油水界面以下的水层产生一平衡压降，就可防止水锥发生。经研究分析得以下结论:(1) 双层完井技术理论是成功可行的，能有效地防止底水锥进。(2) 生产一年多来，每天采油5.6m310.3m3，杂质与水的含量为2%。而通过常规完井技术，每天采油5.6m3，仅能维持两个月。(3) 采出的油可直接输入到油罐中出售，采出的水可直接输入到盐水处理系统。(4) 双层完井技术比常规完井技术的偿还成本时间短。可将采油速度提高到超出特性曲线的范围，这关键取决于经济效益。(5)

33、 该方法还可很好地保护环境，其采出水中的含油量远远低于美国国家排污标准，不需处理即可排放。(6) 实验证明，双层完井技术在控制水锥和消除采出水污染方面取得了成功， 为底水油藏的开发提供了广阔的前景，具有很好的经济效益。4.2 其它油藏控水技术4.2.1 人工夹层抑制水锥技术有的研究者提出了控制底水的“人造夹层减锥工艺”技术，即根据自然夹层能防止底水上窜的作用，在水平井或直井中靠近油水界面处注入化学堵剂或注入水泥制造一个“人工夹层”。人工夹层在油田开发堵水防水中正在发挥越来越重要的作用。通过讨论K.H.Coat的底水流模型，对底水绕过夹层时的累计水侵量进行了计算，分析了夹层所在的位置、大小和厚度

34、对底水锥进的影响。研究表明：(1) 在底水油藏中，射孔井段下部油水界面之上的人工夹层最为有效，可以大大减少水侵量，提高开采效果。(2) 夹层半径越大，水侵量的减小幅度越大，其有效作用时间越长。(3) 夹层抑制底水锥进的作用时效，与夹层的半径、地层的非均质性和开采速度有关。4.2.2 电缆桥塞隔水技术对油藏物性较好，投产时不需压裂，地层无微裂缝，对下层见水、管外固井质量较好，隔层厚度达3m以上且发育较好的抽油井，适合应用施工快捷的电缆桥塞隔水工艺。(1) 工艺原理电缆桥塞工艺结构：电缆+磁性定位器+打捞接头+坐封工具+桥塞。桥塞(可钻) 主要由铸铁和橡胶材料组成。桥塞坐封工具内装有发火管、动力药

35、，在磁定位点火后，发火引燃动力药，产生高温高压气体，推动中心活塞上行，工具中心管和缸套产生相对运动。缸套下行推动桥塞外套、上卡瓦下行，压缩下托环和胶筒；工具中心管上提力使桥塞中心管带动下卡瓦、下托环上行，胶筒进一步压缩，最终桥塞释放环被拉断，坐封工具与桥塞完成丢手，此时桥塞上、下卡瓦均胀开贴紧套管壁，胶筒也完全胀开封闭了通道。电缆桥塞隔水较常规注灰工艺有先进性，施工简单、定位准确、坐封可靠，施工速度比注灰工艺快2d，并减少1趟管柱提下，尤其适应深井、超深井、高压油气井等注灰难度较大的情况。(2) 现场应用1996年开始应用电缆桥塞隔底水工艺，在三工河组油藏进行上返、隔水等措施作业。到2001年

36、9月，累计施工122井次，成功率95 %，有效率89%；6年中累计增油264141t。2002年选择了隔层较好的40口井，应用电缆桥塞进行上返、隔水等作业，成功率达100%。截至9月份，隔水19井次，见效16井次，有效率达84.2%。截至10月底，当年累计增油30460.7t，累计减水30835.9m3，平均单井日增油13.7t，比历年平均单井日增油提高6.53t，措施效果比往年好。4.2.3 机械卡堵配套工艺“卡堵一体化”堵水配套技术利用插管桥塞(电缆桥塞或机桥) 封隔目的层，然后插管从桥塞孔插入，从插管挤入W964高强度复合堵剂，在桥塞下部及管外打隔板，阻止底水窜槽锥进，达到堵水目的。使用

37、封隔器隔堵下层水时，应在套管施加平衡压力，以保障堵剂不向上部油层流动及保护套管水泥环不被损坏。找准水淹层是堵隔水措施成功的基础，隔层较薄、窜槽、地层发育、挤注工艺等是影响隔水措施的重要因素。针对上述问题，从油藏、工艺相结合的角度出发，讨论应用了机械卡堵配套工艺。首先提高对水淹层的判断，加深对地层状况的了解，同时对隔层厚度、固井质量等资料进行分析，为下步施工设计提供依据；其次对工具的准确定位进行调校计算和控制，并随时调整挤注过程中的压力平衡度，提高工艺应用的有效率。(1) 研究结果a 对储层及隔层的正确认识，并得出准确结论，是机械卡堵措施有效的前提。b 在隔层较薄的条件下准确控制桥塞定位，在管外

38、固井质量差的条件下及时有效地调整挤注过程中上、下层的压力平衡度，是工艺成功关键。c 堵剂的合理配方、合理挤注规模及电缆桥塞的进一步应用是降低单井措施成本，提高直接投入产出比的有效途径。分析表明，堵隔水配套工艺在油藏推广应用的时间虽短，但取得的经济效益显著，在措施持续有效的情况下，后续经济效益将更加可观。(2) 现场应用举例 三工河组油藏是彩南油田的主力生产层， 经连续10年的高强度开采，高含水油井日趋增多，井筒内下层见水且管外窜槽。自1996年开始，先后应用隔底水、卡堵一体化等堵隔水配套工艺，稳油控水作用明显，有效改善了油藏开发效果，经济效益显著。4.2.4 降低井底附近压降抑制底水锥进直井与

39、油层之间的接触方式为点接触，井底附近的压降漏斗呈对数分布；水平井水平段与油层之间的接触方式为线接触，水平段附近的压降呈线性分布。采出同样的产量，水平井井底附近的压降将远远小于直井井底，故水平井抑制底水锥进更为有效，水平井开发底水油藏的临界产量显著大于直井的临界产量。对于直井，底水的油水界面会呈现“锥形”突进；对于水平井会形成“脊形”突进。水平井水平段控制的储量和底水上升波及的体积将远远大于直井垂直段控制的储量和底水上升波及的体积，从而可以提高无水累积采出量。经研究分析得以下结论：(1) 利用水平井开发底水油藏优于直井，一口水平井明显优于两口直井，而接近三口直井的开发效果。(2) 评价和开发厚底

40、水薄油藏，主要矛盾在于底水的锥进，重视垂向和水平渗透率的关系是非常必要的。布开发井应尽可能地布在有渗透性隔层的位置，以减缓底水锥进。(3) 水平井开发底水油藏的临界产量很低，从数值模拟结果和实验研究表明临界产量在20303/。(4) 提高水平井的水平段的避水高度有利于稳油控水，提高无水采出程度，但并非避水高度越高越好，水平井水平段的相对高度应在油层距油水界面的7090之间。4.2.5 底水油藏堵水技术与应用杨生柱，张宏强等总结长庆油田采用以下3种方式封堵:(1) 对油层较厚的油水混层合采井，采用低排量挤注堵剂工艺，使堵剂靠自身的选择性优先进入出水部位。(2) 根据C/ O 比测井资料判定油水界

41、面位置，在油水界面以下射孔挤注。(3) 油层厚度较大井的新补孔段与原射孔段的底水串通，在原射孔段下部适当位置下封隔器，从油管正挤堵剂，在套管环空打原油保持压力平衡，以保护油层。主要结论RH2PHMP、DP23和CQ2981堵剂的抗盐、热稳性好，对封堵油、水层具有一定的选择性，对非均质砂岩的封堵率高于对均质砂岩的封堵率。适当封堵底水可改善底水油藏的开采效果，关键是根据水淹井区的地质特征和封堵目的，选择适宜的堵剂配方、封堵方式，通过数值模拟确定施工参数。现场应用效果：对于长庆油区，吴17021井是底水水淹井，堵底水前日产液为17.8m3，含水100%；1997年5月堵底水施工后，日产油1.85t，

42、含水82%。1999年该井再次施工打化学隔板封堵底水，投产后日产油4.48t，含水48%。吴251井1986年8月投产，初期日产油9.32t，含水0.2%；1993年4月压裂后日产油10.53t，含水2.2%。2000年11月对该井再次压裂作业后，日产液由2.59m3上升至18.46m3，日产油却由2.21t降至0.11t，含水由3.9%突升至99.1%。2001年6月封堵底水后，平均日产液降至8.71m3，日产油升至6.8t，含水12%，目前继续有效。元西221井是单一油水混层合采井，堵前日产油由7.58t下降至1.1t，含水由0上升到84.1%。1996年7月该井堵水作业后，在因供液不足关

43、井的1a内间歇开井强抽仍不出液。1998年初对该井实施解堵措施后，日产液3.8m3，日产油1.58t，含水56%，封堵有效期超过5a。4.2.6 海外河油田堵水技术与应用(1) 找堵水工艺针对海外河油田油井生产层数多、井段长、含水上升快等矛盾，采取了先进的中子寿命找堵水工艺，从而根据各油层的含水饱和度数据，确定封堵层及井段；对于出砂较轻的高含水油井，采用Y341型封隔器与LHZK找水开关结合的找堵水管柱，根据需要可调整进行分层求产，地面取样来确定各产层含水、含油情况，最后将高含水层封堵，释放油层，实现找水堵水的目的；对于出砂较重的，采用卡瓦式封隔器和压差式封隔器的找堵水管柱，进行逐层短时间的定性定量取证。(2