水平井注水工艺技术研究与应用

2022-10-21

引言

自水平井注水技术提出至今已有近20年的历史, 经过不断的发展和完善, 已经逐渐成熟。水平井注水技术因可以有效的降低钻井的成本而备受石油开采企业的重视。而且在低渗透油藏的开发中, 直井注水工艺技术逐渐暴露出一些特点, 如底层压力不足、天然能力不足。而且注水的效果会随着注水的时间减弱, 直至注不进水。而采用其他方式来提高出采率又会提高生产成本。而水平井注水工艺技术可以降低钻进成本, 使水平井注水工艺技术能够满足在薄层低渗的地质情况下高效的进行石油开采的需要。

一、水平井注水技术的优势

传统的油田常规水驱模式采用的是直井注水工艺。但是由于注水井和生产井会产生径向流的情况, 径向流会消耗部分开采石油的压力, 降低石油的采收率。而且直井注水的方式也增加了钻井的成本。水平井注水和直井注水相比, 它具有更多的优点。

第一, 在低渗透油藏开采, 水平井注水技术的注水能力和产油能力都比和直井注水要高, 消耗更少的时间至油藏注入水的时间, 水平井注水技术的效率和效果更好。在薄层油藏中, 水平井注水速度也比直井注水速度快, 其技术接近线形注水速度, 尤其是底层厚度在3米左右时的水平井注水速度最快, 可以达到直井注水速度的9倍左右。

第二, 采用水平井注水技术可以使水平井和井之间的在泄油时保持均匀的特性, 从而保证前缘的油匀速、平均地向前推进, 如果存在多相流同时出现流动情况时, 水平井注水技术在越不利的流度比情况下, 就越能发挥出优势和特点。而且采用水平井注水技术注水时, 注水的两个压力差值不会集中于一点, 压力差值会分布在泄油井段的多个部位。

第三, 水平井注水技术更具经济优势, 而且经济优势是直井注水技术完全不能比拟的。尤其是在进入开发中后期的老区油田更适合使用水平井注水技术, 和直接钻加密井技术相比, 采用侧钻和分支钻井等技术的效果更好。如果是处于大井距的情况下, 要达到大注水量和高采油量的效果, 只需要钻少量的水平井即可, 水平井注水技术可以实现快速注水的效果, 可以比直井注水产生更大的经济效益[1]。

二、水平井注水技术应用适合的条件

水平井注水技术由于其特有的优点, 在低渗透油田的开发中采用水平井注水技术可以很高的提高油田的开发效率。而且随着水平井注水技术的不断发展和完善, 该项技术不再局限于低渗透油藏的开发, 应用范围随着技术的不断完善也在不断的扩大。

1. 低渗透油藏的开发

压裂油气井方法虽然也广泛用于该类油藏的开采, 但是, 总的来说, 水平井水技术才是最优的开采方法。水平井注水技术在开采低渗透油藏中具有更多的优点。首先, 水平井注水技术可以最大限度的降低流动阻力, 提高传导率。而在压裂油气井的方式一定会在很大的流动阻力。其次, 采用水平井注水技术可以增加泄油长度。压裂油气井的方法很难实现较长的压裂距离, 也缺少应有的泵油设备来辅助泄油, 而采用水平井注水技术可以利用天然裂缝来有效的提高低渗透油藏的开采效率。

2. 后期油田的开发

在开发至后期的油田里, 要提高油田开采率必须通过一定的措施提高油田渗透效果。采用水平井技术可以在无需新增钻井的情况下就能实现未开发油田和分支之间的相连, 意味着实现了旧油田的再开发。因此, 水平井注水技术既能有效地降低开采成本, 又能提高开采效率。

3. 薄层油气层的开发

采用水平井注水技术开发薄层油气层时, 直井采油的长度有限, 它受底层厚度的影响, 而水平井采油的长度不受限制。因此, 水平井开采薄层油气层的产量要高于直井的产量。在垂直渗透率更高的情况下, 水平井技术的优势能够更好的发挥。

4. 裂缝性油藏的开发

由于裂缝性油藏的形状几乎都为垂直状, 如果采用直井开采的方式经常出现难以遇到裂缝性情况, 最终导致开采的效率和经济效率都很低[2]。而采用水平井开采方式可以有效的解决这个问题, 水平井开采方式有很高的遇到裂缝的几率, 再更具对裂缝方向的预测, 能更好的提高穿越裂缝的几率, 在开采时也就能获得更高的经济效益。

三、水平井注水技术未来发展趋势

在未来, 随着水平注水存在的技术难点被攻破, 采用该技术开采油田的成本会进一步降低, 水平井注水技术的优势也会越来越大。而且众多国外的实践经验证明, 该技术更适用于低渗透油层、后期油田、薄层油气层等类型油田的开发。该技术不仅会成为开发这些类型油田的主要技术支撑, 而且会成为油田开发工艺的主要研究方向。从目前的水平井注水技术研究来看, 水平井注水技术的研究还集中在单口水平井开采技术研究上, 而缺少油田整体网井布置及产量计算的研究, 我国的理论界也缺少相关的理论治疗来辅助研究。因此, 这一方面的研究也将成为水平井注水技术未来的研究发展方向。