随着水平井在稠油油藏实施规模的不断扩大，水平段动用程度低的问题逐渐暴露。其中套变是导致水平段动用程度低的主要原因之一。依据筛管损坏程度和位置，在水平井段筛管损坏严重或者变形的位置附近设置封隔器，将损坏的位置独立分隔开，进行分段选注，只对无套坏井段实施独立针对性注汽，灵活分配注汽量，可提高水平段动用程度，改善开发效果。

1  分段注汽机理

分段注汽主要是为解决水平井因为热采过程中热应力分布不均原因造成的筛管局部套变而影响水平段动用，生产效果变差的问题。生产过程中对水平段进行的测温曲线显示的水平段动用情况，以及作业时打铅印所显示的筛管套变严重程度和深度，在该井隔热管柱上筛选出适当的位置，利用耐高温封隔器放置在特定的位置，有目的地将筛管与隔热管分开，只在一侧留出蒸汽出口,有目的性地优选水平段进行注汽。从而达到提高水平井动用程度,提高吞吐效果的目的。

2 主要配套工艺

经过研究对水平段分段注汽的管柱组成进行优化，在应用中主要有以下几项：常用的φ89mm 隔热管、封隔器采用软密封的小直径耐高温封隔器，其他还有注汽阀、自动可伸缩扶正器和导锥，为了减少蒸汽热散失环空应用注氮气隔热。造斜点以下的油管和隔热管全采用倒角管设计，并且在隔热管之间使用保温套，有效方便了作业过程中管柱顺利下。

2.1 封隔器

在水平井分段注汽中采用的封隔器有小直径、耐高温、软密封特点，是分段注汽技术重要工具之一。其耐高温、耐高压的指标分别可以达到 17MPa 和 350℃，可以实现蒸汽腔的较好密封。其密封范围大，长度可在 4cm 至 100cm 之间。耐高温密封橡胶由滑套支撑，主要原理是机械力和热膨胀的共同作用下，在筛管与注气管柱之间形成密封环，使注气管与筛管环空之间蒸汽流动得到有效的密封，在测温曲线显示动用较差的井段形成有效的蒸汽腔。水平井注汽过程中尽可能在靠近低温的水平段附近安装，减少气窜的产生，可以达到均衡水平段动用的目的。

2.2 可伸缩扶正器

可伸缩扶正器中主要技术参数有：长度 5m，扶正块可支撑重量 75Kg，最大自由外径 152 毫米、收缩后最大直径130 毫米。扶正块具有几项优势，可以保证封隔器在起到密封作用的同时下放和提起较顺利。主要优势：径向伸缩自如、并具高弹性，有助于封隔器在水平井注汽过程中进行较好的密封。  

2.3  注汽阀

注汽阀主要有两个组成部分：外套和中心管。外套的主要作用是通过改变注入蒸汽流动的方向，使蒸汽向需求的方向流动，有效避免局部高温、高压，从而起到保护注汽管柱的作用。在中心管上设有孔眼，依据水平段实际的动用情况，按照需要对孔眼的大小和注汽阀的位置进行调整。为控制封隔器附近的蒸汽流量，要控制注汽阀的位置尽量远离封隔器位置。总体原则是在高渗透水平段，尽量在靠近封隔器的位置安装注汽阀；在低渗透水平段，则与之相反，注汽阀位置应远离封隔器。

3 水平井分段注汽技术

水平井分段注汽技术主要是通过人为设定注汽量，来改变蒸汽波及方向，蒸汽波及体积受到来自于区域构造特征、沉积相及沉积微相、沉积韵律、油藏岩石及流体物性参数、井网井距、转驱前的油藏条件以及蒸汽运移过程中操作参数等等因素的影响，在不同的油藏条件下，不同的因素占影响蒸汽波及体积的主因，因此，应综合分析不同油藏条件下改善并提高蒸汽波及体积的技术策略。不同条件下的蒸汽驱驱油效率实验结果表明，注蒸汽采油的效果，是一个多因素复杂变量，受储多因素的影响，包括地质因素如构造（地层倾角）、储层特性（沉积相、储层物性、非均质性、隔夹层、油层厚度、埋深）、流体性质（油、气、水物化性质）；开发因素如井网、井距、开发层系划分等；注采工艺参数如注汽温度、速率、采注比、蒸汽干度、油藏压力等。根据注蒸汽稠油区块生产井的动态，采用精细地质建模和数值模拟历史拟合等手段，针对不同厚度的油层的实际情况，采用不同的分层方式。

3.1技术原理

水平井分段注汽顾名思义就是将油井的水平段通过封隔器卡层，根据渗透率差异选择合理的注汽参数，将井筒内的蒸汽分成多个独立的蒸汽进入地层的通道，变成多个独立的蒸汽腔，这种方式加热原油开采，能够避免渗透率级差的影响，大幅度提高油藏采收率。这就需要我们在注汽前对油藏展开精细的评价，根据油藏特点选择合理的注汽管柱，进行注汽参数的优化，真正实现按需注汽，通过这种注汽方式的改变，提高调整吸汽剖面，改善注汽效果。根据开采方式不同，我们细分为以下三种形式。一是选层注汽，这种方式就是根据油井的生产矛盾，对汽窜层、出水层、动用差的层进行避选，选择潜力层，通过封隔器实现单层注汽，这种选取一段的注汽方式有利于缓解油井生产矛盾，进一步动用油层纵向上的采收率。二是多段注汽，这种方式也是通过封隔器来实现，采用一级两段、或者两级三段、多级多段的方式，目前两级三段应用日趋成熟，根据油藏纵向上渗透率的差异，选择合理的注汽量，通过下入注汽调配阀在稠油热采过程中能够实现动态调配。在地面采用一套注汽系统就能够实现，但是水平段渗透率差异过大也会导致注汽系统不稳定，所以能够实现的前提条件是各层差异较小的水平井。三是两段分别注汽的方式，这种方式是针对油层段渗透率差异过大，其他方式实现困难，根据油藏特点采用先注一段，在选择注另一段，在注汽过程中根据注汽量要求，将水平段分成两个独立单元，一段注汽量注完进行投球，接着注另一段。这种注汽方式需要有很好的封隔器位置，卡层也很重要，因为渗透率差异过大，会导致注汽压力差别较大，很容易窜层。

3.2选井标准

对区块水平井进行进行地质分析，结合模拟实验，确定水平井分段注汽筛选标准，结合油藏参数特点，非均质性，高渗长度比例、窜流比例、渗透率极差系数、井段内油藏温度变化、隔层位置等，选择合理的注汽方式。

33水平井分段注汽管柱结构

稠油水平井多为砂岩油藏，底层颗粒胶接疏松，并且稠油的开采方式主要是热采，所以对分段完井分段注汽管柱提出了更高的要求，利用高温管外封隔器将水平段分段，注汽管柱对应安放注汽阀，阀径大小由模拟软件设计，管外封隔器随温度变化自动密封而且要实现不可逆膨胀，套管扶正器随温度变化推出扶正块起扶正作用。

4 现场应用效果

目前国外水平井完井主要采用裸眼完井，适合于碳酸盐岩等坚硬不坍塌地层，特别是一些垂直裂缝地层；割缝衬管完井、带管外封隔器的割缝衬管完井，这种完井方式用于水平段油层非均质性严重或水平段穿越多个层系，既可防止井眼坍塌，还可将水平井段有效分隔，按层段进行作业和生产控制，是当前应用较好的完井方式。

4.1  试验井基本情况

该技术在A块水平井P1井进行了试验，该井生产井段为 1054 米～1547 米，水平段长度 493m，实施分选注前累计注汽量 8112t，累计采油 2110t，累积采水10156t，油汽比 0.26，采注比 1.51。P1井筛管损坏后，转下轮进行了井温监测，曲线显示动用程度较好的部位是脚尖处 271m 井段，平均井温达到 120℃；而后段有213m 井段动用差，平均井温仅 86℃，没有得到较好的动用。经研究在该井转轮生产时实施分段选注，只对前段 256 m井段注汽腔实施选段注汽，以期提高水平段脚跟处井段的动用程度，达到改善开发效果的目的。

4.2  试验效果分析

4.2.1  水平段动用得到明显改善

在水平井P1实施蒸汽吞吐转下轮生产时辅助了分选注技术，虽然只对脚跟段 256m 处实施了注汽，但通过分选注实施前后两个周期的井温剖面曲线来看，动用程度有了明显改善，井温剖面曲线与上周期对比显示动用均匀，水平段平均温度由 83℃提高到了 120℃，升高 37℃，动用较差的井段测温曲线得到明显改善，达到了调整较差井段动用，提高水平段整体动用程度的目的。

4.2.2  油井生产效果明显提高

该井主要在水平段脚跟长 256m 井段实施单独注汽，通过实施分选注技术，单井日产水平与上周期同期对比有所提高，并且峰值产量增大，周期产油与上轮对比，由 2110.2t提高到 3551.1t，增油 440.9t，油气比提高 0.14，周期开采效果有了明显的改善，油井生产能力得到了提高。 通过在A块水平井的成功试验，证明分段注汽技术是套坏水平井改善生产效果，提高生产时率的一种行之有效的方法，在类似的稠油开发领域具有较好的推广价值。

5  结论  

（1）根据井温曲线显示的水平段动用程度，分段选注技术将筛管变形严重的段隔离戳来，适合注汽的水平段分隔出来，形成独立的注汽端口，实施按需注汽，从而提高水平段动用程度，改善开发效果。 （2）通过在A块的现场试验证明，水平井分段注汽技术工艺简单，见效显著，在稠油开发领域具有较高的推广价值。

参考文献

[1] Pakmg, 高魁元. 用水平井和热菜技术开采(重)油[J].国外油田工程, 1997, 13(3): 16-19.

[2] 高尚芳, 等. 提高稠油水平井水平段动用程度方法探讨[J]. 特种油气藏, 2006(13 增刊): 38-40.