一种提高低渗透油藏水平井采收率的施工工具及方法

技术领域

本发明属于油气开发技术领域，涉及一种提高低渗透油藏水平井采收率的施工工具及方法。

背景技术

水平井是国内外低渗透油气田的开发关键技术之一，水平井的数量在逐年增加，但随着水平井勘探开发的持续深入，油藏的地层压力逐渐降低，单井产量逐年递减。各大油气田为了解决这一问题，采取了多种方法来增加地层压力，如注水、注气等，但是效果不太明显，部分水平井出现含水率升高、注入井与生产井窜通、甚至水淹导致关井等问题。这就导致许多低渗透水平井依靠地层自然能量生产，单井产量低、采收率低、经济效益差。

要提高低渗透油藏水平井采收率，就必须不断地提高或者保持地层能量。实现这一目标的方法有很多种，但常用的方法主要有注水、注气、吞吐等。（1）第一种方法是注水和注气，该方法是在水平井的周围部署专门的注入井，按照设计量注入介质，然而低渗透水平井基本上都采用了大规模压裂改造方式投产，在水平段的周围分布了大量人工裂缝网络，注入的介质极易沿着裂缝进入水平井筒，导致水平井含水（气）率升高，甚至出现水（气）窜而关井等问题。（2）另一种方法是水平井自身笼统吞吐（水或气）增加地层能量，这种方法仅能对低压层段的压力进行补充，难以满足水平段段间矛盾引起的差异化能量补充需求，针对性不强，这种方法对水平井地层整体压力和产量的提升非常有限。（3）第三种方法是采用封隔工具分别封隔不同水平层段，逐段增加地层压力。由于水平段各段压裂打开程度（长度）各不相同，而下入管柱串时封隔工具的位置必须固定，这就会引起打开程度（长度）和封隔器位置（间隔）之间的差异，造成多次的起下管柱串，增加施工周期和成本。这种方法工具串比较复杂，施工风险较大，操作要求高，施工成本大。因此，通过增加低渗透水平井地层能量提高采收率的技术方法还存在许多问题。

发明内容

针对这一问题，设计出了一种简便、易操作、成本低、施工风险小的提高低渗透油藏水平井采收率的施工方法及其配套工具。该技术能够实现水平井分段注入增能介质增加地层压力，提高单井产量和最终采收率。该技术的实施工艺配合一种水平井分段注入工具即可实现低渗透油藏水平井分段增能作业，方法简便、易于操作。

本发明的技术方案在于。

本发明提出一种提高低渗透油藏水平井采收率的施工工具；

一种提高低渗透油藏水平井采收率的施工工具，包括管柱，所述管柱包括外壁及内壁；管柱下端连接有钻头；所述管柱内从上至下包括依次连接的上滑块、滑套弹簧及球座；上滑块与滑套弹簧位于外壁和内壁组成的封闭空间里；上滑块的上部与外壁形成一空腔，中部设有滑动孔眼，下部连接滑套弹簧；

所述管柱外设有下接触块与封隔器胶筒，下接触块位于该空腔内，封隔器胶筒与该接触块连接且位于管柱外部对应处；外壁上还设有固定孔眼；

还包括有一外部的轻质球。

本发明提出一种提高低渗透油藏水平井采收率的施工方法。

一种提高低渗透油藏水平井采收率的施工方法，使用如上所述施工工具，具体方法为：

（1）当水平井完成整个井筒的通洗井作业后，对相邻层段进行封隔，并确认层段之间封隔的可靠性；

（2）在水平井筒下入施工工具，当施工工具到达距离水平井直井段最近的第一层段中部时，停止下放，在井口连接注入管线，油管和油套环空同时注入增能介质，在第一层段注足增能介质后，即停止注入；

（3）打开环空管线阀门，将施工工具下放至胶塞位置顶部，提高油管排量，钻头开始工作，一边钻磨胶塞一边下放施工工具，直至胶塞被完全磨掉，然后再注入1.5个井筒体积的洗井液，至注入的洗井液同返排出的增能介质一致为止；

（4）继续下放施工工具至第二层段中部，然后从井口油管中投入轻质球，并从油管小排量注入活性水，直至轻质球落入球座，油管压力逐渐升高，球座推动滑套弹簧下行，当上滑块移动至下接触块时，封隔器胶筒扩张、坐封，滑动孔眼到达固定孔眼位置，孔眼与井筒连通；

（5）开始从油管注入增能介质，完成目标注入量后，停止油管注入，滑套弹簧恢复原位，上滑块恢复原位，封隔器胶筒复原、解封，孔眼关闭；

（6）打开油管阀门，从油套环空大排量注入活性水，轻质球被冲出油管，第二层段注入作业完成；

（7）再次下放施工工具至下一层段上部的胶塞位置，打开油套环空阀门，提高油管排量，钻头开始钻塞，然后重复步骤（1）-（6）即完成水平井其他层段地层压力补充作业；

（8）完成地层压力补充作业后，根据水平井层段长度及进入地层的液体总量确定关井时间以关井恢复地层能量；在关井期间，注入的增能介质逐步进入地层内的孔道及基质中，在地层中进一步扩散，置换基质中的原油，增加地层能量，驱油体积逐步扩大，剥离孔隙吼道中的原油，驱替出基质原油，从而提高单井产量和最终驱油效率。

所述对相邻层段进行封隔时采用液体胶塞。

本发明的技术效果在于：

（1）本实施工艺采用一种水平井分段注入、钻塞一体化工具，可实现水平井分段增加地层能量的目的，并根据水平井各个层段的压力情况，灵活调节各段注入量，达到水平井筒段间压力平衡，从而提高低渗透油藏的整体动用程度和采收率；

（2）本实施工艺采用耐压强度高、可靠性强的液体胶塞，即可保证对水平井各个层段的有效封堵分隔，也可实现速钻磨铣，可降低施工成本、提高施工效率和作业安全性；

（3）本实施工艺中采用的工具把封隔器、滑套、钻头有机结合在一起，结构简单、易于实现，下井管串工具少，安全风险小；该工具不但能够满足水平井分段注入介质的要求，而且能够快速处理封堵其他层段的胶塞，实现连续作业，施工效率显著提高；

（4）本实施工艺即可通过油管投入轻质球，实现大排量正向注入增能介质，达到水平井井筒各层段快速增加地层压力的目的；也可通过油套环空反向注入，实现注入孔关闭、封隔器解封、轻质球返回地面，提高了施工工艺的安全性；

（5）本实施工艺操作简便、易控制、施工流程简单、安全风险小。

附图说明

图1为一种提高低渗透油藏水平井采收率的施工方法及其配套工具示意图。

附图标记：1-上滑块，2-下接触块，3-封隔器胶筒，4-滑动孔眼，5-固定孔眼，6-滑套弹簧，7-轻质球，8-球座，9-钻头。

具体实施方式

实施例1

一种提高低渗透油藏水平井采收率的施工工具，包括管柱，所述管柱包括外壁及内壁；管柱下端连接有钻头9；所述管柱内从上至下包括依次连接的上滑块1、滑套弹簧6及球座8；上滑块1与滑套弹簧6位于外壁和内壁组成的封闭空间里；上滑块1的上部与外壁形成一空腔，中部设有滑动孔眼4，下部连接滑套弹簧6；

所述管柱外设有下接触块2与封隔器胶筒3，下接触块2位于该空腔内，封隔器胶筒3与该接触块连接且位于管柱外部对应处；外壁上还设有固定孔眼5；

还包括有一外部的轻质球7。

本实施例的具体实施实施过程为：

（1）当水平井完成整个井筒的通洗井作业后，对相邻层段进行封隔，并确认层段之间封隔的可靠性；

（2）在水平井筒下入施工工具，当施工工具到达距离水平井直井段最近的第一层段中部时，停止下放，在井口连接注入管线，油管和油套环空同时注入增能介质，在第一层段注足增能介质后，即停止注入；

（3）打开环空管线阀门，将施工工具下放至胶塞位置顶部，提高油管排量，钻头9开始工作，一边钻磨胶塞一边下放施工工具，直至胶塞被完全磨掉，然后再注入1.5个井筒体积的洗井液，至注入的洗井液同返排出的增能介质一致为止；

（4）继续下放施工工具至第二层段中部，然后从井口油管中投入轻质球7，并从油管小排量注入活性水，直至轻质球7落入球座8，油管压力逐渐升高，球座8推动滑套弹簧6下行，当上滑块1移动至下接触块2时，封隔器胶筒3扩张、坐封，滑动孔眼4到达固定孔眼5位置，孔眼与井筒连通；

（5）开始从油管注入增能介质，完成目标注入量后，停止油管注入，滑套弹簧6恢复原位，上滑块1恢复原位，封隔器胶筒3复原、解封，孔眼关闭；其中，目标注入量是指能够满足地层能量补充要求的增能介质的注入量，根据油藏地层特征决定；

（6）打开油管阀门，从油套环空大排量注入活性水，轻质球7被冲出油管，第二层段注入作业完成；

（7）再次下放施工工具至下一层段上部的胶塞位置，打开油套环空阀门，提高油管排量，钻头9开始钻塞，然后重复步骤（1）-（6）即完成水平井其他层段地层压力补充作业；

（8）完成地层压力补充作业后，根据水平井层段长度及进入地层的液体总量确定关井时间以关井恢复地层能量；在关井期间，注入的增能介质逐步进入地层内的孔道及基质中，在地层中进一步扩散，置换基质中的原油，增加地层能量，驱油体积逐步扩大，剥离孔隙吼道中的原油，驱替出基质原油，从而提高单井产量和最终驱油效率。其中，关井时间根据原始地层压力和孔渗情况的综合确定，根据注入液体的扩散情况制定，具体反映在井筒液柱压力，达到井筒液柱压力和原始地层压力平衡则结束关井。

实施例2

在实施例1的基础上，还包括：相邻层段进行封隔时采用液体胶塞。