胜利油田水平井射孔参数优化技术
任闽燕1，2，田玉刚3，张峰3，刘晓燕3，杨慧3，伊伟锴3
【摘 要】摘要：为满足固井射孔完井方式的需要，胜利油田在开发实践中形成了水平井全井段射孔技术、水平井分段射孔技术、水平井不均匀射孔技术，以及水平井射孔与限流压裂优化技术。介绍了水平井射孔参数优化技术的原理，建立了水平井变孔密分段射孔的井筒流动数学模型。根据油藏特性、测井资料、井身轨迹、固井质量等资料，优化设计水平井分段数量、段长、射孔方位角等射孔参数，可发挥各射孔段的开发潜能，提高最终采收率。水平井射孔参数优化可控制限流压裂的裂缝延伸，降低破裂压力，与裂缝设计相结合进行分段限流压裂，可提高低渗透油藏储量动用率及采收率。该射孔优化技术在胜利油田取得了良好的应用效果。 【期刊名称】测井技术 【年(卷),期】2013(037)004 【总页数】4
【关键词】射孔技术；水平井；参数优化；压裂；裂缝设计；胜利油田
0 引 言
与传统的直井开采方式相比，水平井具有延缓底水锥进、增加油气井的泄油面积、提高油气井产量和采收率、增加可采储量等优势，特别是能够实现难动用储量的高效开发［1］。固井射孔完井是水平井完井的重要方式之一。影响水平井高效生产的因素很多，对于套管射孔完井的水平井而言，射孔是影响产能的重要因素。不恰当的射孔方式、非优化的低渗透水平井压裂改造以及不确定的剩余油分布状况、生产井筒的完善程度等都有可能导致水平井投产不成功或者
低效生产［2－3］，因此开展水平井射孔参数、压裂参数优化非常重要。
1 水平井分段射孔优化技术
1.1 水平井分段射孔优化
根据油藏特性、测井资料、井身轨迹、固井质量等资料优化设计水平井分段数量、段长、产能、射孔参数，发挥各射孔段的开发潜能，提高最终油井采收率。 全井段射孔水平井产能是按照整个水平段射孔计算，同时流体在井筒内的流动假设为无限导流，而实际上井筒内流体的流动存在压降。根据渗流理论和流体力学相关知识，考虑井筒压降以及地层流体和井筒流体相互耦合作用，以获取最大产量和沿水平段均匀渗流速度分布剖面为研究目标，分析水平段射孔程度（部分射开水平段）、射孔位置和射孔密度对水平井产能的影响。建立了水平井变孔密分段射孔井筒流动数学模型，研究结果表明：①水平井射孔程度存在一个最优的控制范围；②射孔位置越靠近水平段根部产量越大；③打开80%可以获得96%的产能，打开60%可以获得90%的产能；④底水突破时间随配产量的增加而提前，并不随水平射孔段长度的增加而延长。 水平井筒内某段的压降理论计算公式
式中，Δpw为水平井某段压降损失，MPa；fkw为摩阻系数；ρ为原油密度，g／cm3；D为套管直径，m；Q为水平井某段主流上游端流量，m3；q为从油藏流入某段流量，m3。
依据建立的水平井变孔密分段射孔的井筒流动数学模型，在射孔密度分布、射孔位置和射孔程度一定的情况下，以获取最大产量和最小井筒压力损失为目标，确定最优的射孔段长度。基本参数：水平井水平段套管直径为65mm；孔径为12mm；原油黏度为0.3mPa·s；原油密度为0.8g／cm3；生产压差为0.5MPa；
井底压力41MPa；储层水平渗透率0.165×10－3μm2。分3段射孔，射孔密度分别为24、12、6孔／m，射孔段之间的间距相同，射开程度为60%。 在其他参数一定时，改变水平井段长度，分析日产油量和井筒压降随水平井段长度的变化，优选射孔段长度。计算结果见表1。从表1可见，随着水平井段长度增加，井筒内的压力损失逐渐增大：当水平井段长度小于400m时，井筒内压力损失随水平井段长度增加几乎呈线性关系；当水平井段长度大于400m时，随着水平井段长度的增长，井筒内压力损失增长幅度变小。同时，随着水平井段长度的增加，日产油量是逐渐增加的：当水平井段长度小于300m时，日产油量随水平井段长度的增加而增长较快；当水平井段长度大于300m时，日产油量随水平井段长度的增加而增长变缓。
综合分析表1数据，认为最优的水平井段长度可选定在250～350m之间。 1.2 应用情况
桩西采油厂桩1块天然能量充足，边底水活跃，以往桩1－平31井采用水平井长井段射孔方式，单井产量递减快，含水上升快。对水平井段进行深入分析后，计算油气水界面和油气水饱和度，有效识别低电阻率油层，判断开采动用层段及各部位含油饱和度状态，优化射孔井段。利用剩余油饱和度测井技术，优选4个井段，总长仅10m，开井后，日产油35t，含水45%，目前含水仍有下降趋势。
2 水平井不均匀射孔优化设计技术
2.1 水平井不均匀射孔优化
基于不均匀射孔理论，建立数据管理、长度敏感性分析、射孔敏感性分析、底水锥进、射孔优化设计、生产压差设计、射孔负压设计等功能模块，研发完成
胜利油田水平井射孔参数优化技术
