偏心管柱投撈測配和驗封技術(shù)

1、偏心管柱投撈測配偏心管柱投撈測配和驗封技術(shù)和驗封技術(shù)20082008前言前言 隨著油田的不斷開發(fā)，進(jìn)入中后期，地隨著油田的不斷開發(fā)，進(jìn)入中后期，地層能量不斷遞減，層間矛盾成為制約原油開層能量不斷遞減，層間矛盾成為制約原油開發(fā)的首要因素。注水是補(bǔ)充地層壓力的主要發(fā)的首要因素。注水是補(bǔ)充地層壓力的主要手段，分層注水是減少層間矛盾的重要途徑，手段，分層注水是減少層間矛盾的重要途徑，偏心注水管柱具有可實現(xiàn)多級分層，分層效偏心注水管柱具有可實現(xiàn)多級分層，分層效果好，單層調(diào)配方便等優(yōu)點。果好，單層調(diào)配方便等優(yōu)點。一、偏心管柱結(jié)構(gòu)及配套工具簡介一、偏心管柱結(jié)構(gòu)及配套工具簡介二、偏心分注井驗封工藝簡介二、偏心

2、分注井驗封工藝簡介三、偏心分注井測配工藝簡介三、偏心分注井測配工藝簡介內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介偏心管柱結(jié)構(gòu)示意圖偏心管柱結(jié)構(gòu)示意圖偏心分層注水管柱主偏心分層注水管柱主要由封隔器、雙導(dǎo)向要由封隔器、雙導(dǎo)向偏心配水器、扶正器、偏心配水器、扶正器、球座等井下工具組成。球座等井下工具組成。偏心注水井管柱結(jié)構(gòu)偏心注水井管柱結(jié)構(gòu)A:A:偏心主體偏心主體 B:B:扶正體扶正體C:C:出液孔出液孔D:D:主通道主通道E:E:導(dǎo)向體導(dǎo)向體偏心注水井井下工具偏心注水井井下工具 雙導(dǎo)向偏心配水器的結(jié)構(gòu)雙導(dǎo)向偏心配水器的結(jié)構(gòu)技術(shù)指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)：最大外徑：最大外徑：114mm114mm最小內(nèi)徑：最小內(nèi)徑：46mm46mm 現(xiàn)各

3、作業(yè)區(qū)主要采用的注水封隔器現(xiàn)各作業(yè)區(qū)主要采用的注水封隔器有兩大類，一類是旋轉(zhuǎn)座封式封隔器，有兩大類，一類是旋轉(zhuǎn)座封式封隔器，由由Y221MXY221MX與與Y111MXY111MX封隔器組成；還有采封隔器組成；還有采用液壓座封式封隔器，由用液壓座封式封隔器，由Y241Y241與與Y341Y341封封隔器組成。隔器組成。偏心注水井井下工具偏心注水井井下工具 Y221MXY221MX封隔器將錨定器與封隔器設(shè)計成一體，與支撐卡瓦配套使用，封隔器將錨定器與封隔器設(shè)計成一體，與支撐卡瓦配套使用，單向錨定，防止封隔器的蠕動而影響密封性能。單向錨定，防止封隔器的蠕動而影響密封性能。技術(shù)指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)：規(guī)格型

4、號：規(guī)格型號：Y221MX-114 Y221MX-114 最大外徑：最大外徑：114mm114mm內(nèi)徑：內(nèi)徑：48mm48mm座封力：座封力：80-10080-100（KNKN）工作壓差：工作壓差：35MPa35MPa工作溫度：工作溫度：130130 偏心注水井井下工具偏心注水井井下工具 Y111MXY111MX為為支撐支撐座封式封隔器，與座封式封隔器，與Y221MXY221MX配套使用。配套使用。技術(shù)指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)：規(guī)格型號：規(guī)格型號：Y111MX-114 Y111MX-114 最大外徑：最大外徑：114mm114mm內(nèi)徑：內(nèi)徑：48mm48mm座封力：座封力：80-100KN80-100K

5、N工作壓差：工作壓差：35MPa35MPa工作溫度：工作溫度：130130 偏心注水井井下工具偏心注水井井下工具 Y Y2 24141為液壓坐封坐封，上提管柱解封，可有效錨定和扶正管柱，滿足注水壓力35MPa以上高壓井分層注水需要。 技術(shù)指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)：規(guī)格型號：規(guī)格型號：Y Y2 241-114 41-114 最大外徑：最大外徑：114mm114mm最小內(nèi)徑：最小內(nèi)徑：50mm50mm座封力：座封力：25MPa 25MPa 工作壓差：工作壓差：50MPa50MPa工作溫度：工作溫度：135135 偏心注水井井下工具偏心注水井井下工具 Y341Y341為液力座封封隔器，特點為低壓坐封、上提解封

6、、解封為液力座封封隔器，特點為低壓坐封、上提解封、解封負(fù)荷低、能重復(fù)座封、可反洗，耐高溫、高壓。負(fù)荷低、能重復(fù)座封、可反洗，耐高溫、高壓。 技術(shù)指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)：規(guī)格型號：規(guī)格型號：Y341-114 Y341-114 最大外徑：最大外徑：114mm114mm最小內(nèi)徑：最小內(nèi)徑：50mm50mm座封力：座封力：15MPa 15MPa 工作壓差：工作壓差：50MPa50MPa工作溫度：工作溫度：150150 偏心注水井井下工具偏心注水井井下工具 偏心分注井驗封工藝偏心分注井驗封工藝 封隔器的完好座封是實現(xiàn)分層注水的前封隔器的完好座封是實現(xiàn)分層注水的前提，提，偏心分注井偏心分注井驗封測試是利用堵塞式壓

7、驗封測試是利用堵塞式壓力計來驗證井下封隔器座封情況，確保封力計來驗證井下封隔器座封情況，確保封隔器座封完好。隔器座封完好。偏心分注井驗封工藝偏心分注井驗封工藝 偏心分注井封隔器驗封所使用的是堵塞偏心分注井封隔器驗封所使用的是堵塞式電子壓力計，該壓力計外形是按照堵塞器式電子壓力計，該壓力計外形是按照堵塞器的外形進(jìn)行設(shè)計，主要由支撐體、儀器主體、的外形進(jìn)行設(shè)計，主要由支撐體、儀器主體、及電池部分組成。及電池部分組成。最大外徑：最大外徑：22mm主體外徑：主體外徑：20mm總總 長：長：215mm壓力范圍及精度：壓力范圍及精度：0-80MPa 0.02%溫度范圍及精度：溫度范圍及精度：0-150 0

8、.02%支撐體傳壓孔儀器主體電池部分偏心分注井驗封工藝偏心分注井驗封工藝驗封方法：（以兩級兩段分注井為例介紹）驗封方法：（以兩級兩段分注井為例介紹） 分注管柱完成座封后，先將第二級配水器內(nèi)分注管柱完成座封后，先將第二級配水器內(nèi)堵塞器撈出，堵塞器撈出，對油管進(jìn)行打壓對油管進(jìn)行打壓5-10MPa,5-10MPa,每一點每一點穩(wěn)定穩(wěn)定5 5分鐘，打壓結(jié)束后撈出偏分鐘，打壓結(jié)束后撈出偏壓力計回放壓力計回放數(shù)據(jù)。在兩層都是空嘴子情況下再次對油管進(jìn)數(shù)據(jù)。在兩層都是空嘴子情況下再次對油管進(jìn)行打壓，通過地面觀察套管壓力變化情況來判行打壓，通過地面觀察套管壓力變化情況來判斷第一級封隔器座封情況。斷第一級封隔器座

9、封情況。偏心分注井驗封工藝偏心分注井驗封工藝驗封原理：驗封原理：座封后，在偏座封后，在偏配水器配水器中的中的壓力計壓力計的兩組密封圈將壓力計的傳壓孔上、的兩組密封圈將壓力計的傳壓孔上、下部分密封，使其只能感受到由出下部分密封，使其只能感受到由出液孔傳來的套管及所對應(yīng)的地層壓液孔傳來的套管及所對應(yīng)的地層壓力，對油管進(jìn)行打壓時，壓力經(jīng)過力，對油管進(jìn)行打壓時，壓力經(jīng)過偏偏配水器出液孔傳至套管配水器出液孔傳至套管及及地層地層。偏心分注井驗封工藝方法偏心分注井驗封工藝方法驗封原理：驗封原理： 在打壓驗封時，如果第二級封在打壓驗封時，如果第二級封隔器未座封，油管壓力經(jīng)第二級配隔器未座封，油管壓力經(jīng)第二級配

10、水器傳至套管，由套管傳至第一級水器傳至套管，由套管傳至第一級配水器內(nèi)的壓力計，壓力計所測壓配水器內(nèi)的壓力計，壓力計所測壓力將隨地面壓力的變化而變化。當(dāng)力將隨地面壓力的變化而變化。當(dāng)?shù)诙壏飧羝髯馔旰脮r，壓力計第二級封隔器座封完好時，壓力計所測壓力不隨地面壓力變化而變化。所測壓力不隨地面壓力變化而變化。偏心分注井驗封工藝方法偏心分注井驗封工藝方法驗封原理：驗封原理： 驗證第一級封隔器座封情驗證第一級封隔器座封情況時，油管壓力經(jīng)第一級配水況時，油管壓力經(jīng)第一級配水器傳至套管，如果第一級封隔器傳至套管，如果第一級封隔器未座封，井口套管壓力將隨器未座封，井口套管壓力將隨油管的壓力變化而變化；當(dāng)?shù)谟凸?/p>

11、的壓力變化而變化；當(dāng)?shù)谝患壏飧羝髯馔旰脮r，井口一級封隔器座封完好時，井口套管壓力不隨地面壓力變化而套管壓力不隨地面壓力變化而變化。變化。偏心分注井驗封工藝方法偏心分注井驗封工藝方法 以以L27-1井為例，該井井為例，該井于于2007年年10月月4日日進(jìn)行驗進(jìn)行驗封測試，第一級封隔器為封測試，第一級封隔器為Y111-114Y111-114封隔器，第二級封隔器，第二級封隔器為封隔器為Y221-114Y221-114封隔器，封隔器，封隔器旋轉(zhuǎn)座封后開始對封隔器旋轉(zhuǎn)座封后開始對油管進(jìn)行打壓測試，地面油管進(jìn)行打壓測試，地面壓力控制在壓力控制在5-10MPa5-10MPa，各穩(wěn)，各穩(wěn)定定5 5分鐘。撈出

12、壓力計后對分鐘。撈出壓力計后對油管打壓油管打壓10MPa10MPa，穩(wěn)定，穩(wěn)定5 5分分鐘。鐘。偏心分注井驗封實例偏心分注井驗封實例 A-BA-B：壓力計下井過程，壓力從：壓力計下井過程，壓力從0MPa0MPa上升到上升到33.22MPa33.22MPa； C-DC-D：驗封過程，實測：驗封過程，實測壓力為壓力為30.57MPa30.57MPa。（備注：。（備注：紅色為溫度曲線紅色為溫度曲線，綠色為壓力曲線綠色為壓力曲線） 打壓驗封時壓力計的壓力不隨地面壓力變化而變化，判斷第二級封隔器座封良打壓驗封時壓力計的壓力不隨地面壓力變化而變化，判斷第二級封隔器座封良好。驗證第一級封隔器時，地面壓力控制

13、在好。驗證第一級封隔器時，地面壓力控制在10MPa10MPa，5 5分鐘后套管無溢流，證明第一分鐘后套管無溢流，證明第一級封隔器座封完好。級封隔器座封完好。 偏心分注井驗封實例偏心分注井驗封實例偏心分注井測配工藝偏心分注井測配工藝 偏心分注井測配工藝主要包括堵偏心分注井測配工藝主要包括堵塞器的投撈及分層流量測試，該工藝塞器的投撈及分層流量測試，該工藝可了解井下各層位吸水情況，按地質(zhì)可了解井下各層位吸水情況，按地質(zhì)調(diào)配方案對井下各層注水量進(jìn)行相應(yīng)調(diào)配方案對井下各層注水量進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。調(diào)整。偏心分注井測配工藝偏心分注井測配工藝地面設(shè)備：地面設(shè)備：試井車、防噴管、防噴盒及滑輪組。試井車、防噴管、防噴

14、盒及滑輪組。井下儀器：井下儀器：流量計、投撈器及定量堵塞器。流量計、投撈器及定量堵塞器。偏心分注井測配工藝偏心分注井測配工藝偏心注水井測配設(shè)備偏心注水井測配設(shè)備存儲式超聲波流量計組成：存儲式超聲波流量計組成：1.1.繩帽繩帽2.2.上扶正器及電池短節(jié)上扶正器及電池短節(jié)3.3.流量計主機(jī)流量計主機(jī)4.4.導(dǎo)流管組件導(dǎo)流管組件5.5.下扶正器下扶正器23145偏心分注井測配工藝偏心分注井測配工藝使用方法：使用方法： 該儀器采用超聲波相差法，對不同溫度壓力條件下的超聲波速度進(jìn)行適該儀器采用超聲波相差法，對不同溫度壓力條件下的超聲波速度進(jìn)行適時補(bǔ)償，其測試精度高、操作簡便、穩(wěn)定性好，能實現(xiàn)無阻流、無壓

15、損測試，時補(bǔ)償，其測試精度高、操作簡便、穩(wěn)定性好，能實現(xiàn)無阻流、無壓損測試，將儀器停在油管中的任何位置（避開內(nèi)徑不等于將儀器停在油管中的任何位置（避開內(nèi)徑不等于62mm 62mm 的井下工具）均可測出的井下工具）均可測出通過該處的水量。通過該處的水量。技術(shù)指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)：該儀器全長該儀器全長1615mm1615mm，外徑為，外徑為36mm36mm流量測量范圍為流量測量范圍為2-300m2-300m3 3/d/d，精度為，精度為2%F.S 2%F.S 溫度測量范圍為溫度測量范圍為0-1250-125， 精度為精度為1 1 壓力測量范圍為壓力測量范圍為0-60MPa0-60MPa， 精度為精度為0

16、.5%MPa0.5%MPa偏心注水井測配工藝偏心注水井測配工藝 偏心定量堵塞器：偏心定量堵塞器： 偏心定流量堵塞器其外部結(jié)構(gòu)主要由打偏心定流量堵塞器其外部結(jié)構(gòu)主要由打撈頭、支撐座、凸輪、密封段、出液孔、濾撈頭、支撐座、凸輪、密封段、出液孔、濾罩組成。罩組成。定量堵塞器規(guī)格有定量堵塞器規(guī)格有1010、2020、3030、4040、5050、6060、7070、8080、9090、100100、110110、120120、130130、140140、150150等型號。等型號。最大外徑：最大外徑：22mm22mm主體外徑：主體外徑：20mm20mm總總 長：長：215mm215mm偏心注水井測配工

17、藝偏心注水井測配工藝 出液孔密封段凸輪慮罩支撐座打撈頭偏心定量堵塞器結(jié)構(gòu)：偏心定量堵塞器結(jié)構(gòu)： 內(nèi)部結(jié)構(gòu)：主要由閥體、噴咀、閥芯、平衡彈簧、內(nèi)部結(jié)構(gòu)：主要由閥體、噴咀、閥芯、平衡彈簧、調(diào)隙墊片組等組成。調(diào)隙墊片組等組成。偏心注水井測配工藝偏心注水井測配工藝 調(diào)隙墊片調(diào)隙墊片噴噴 嘴嘴閥閥 芯芯平衡彈簧平衡彈簧閥閥 體體 偏心定量堵塞器工作偏心定量堵塞器工作原理原理：P1進(jìn)口壓力，也就是注水壓力；P2噴嘴內(nèi)腔壓力；P3出口壓力，也就是地層壓力；P=（P1-P2）。 當(dāng)P1=P3時無流量，P1P3時，流體經(jīng)噴嘴小孔進(jìn)入噴嘴內(nèi)腔，再經(jīng)由噴嘴和閥芯之間的環(huán)形間隙注入地層。當(dāng)P1增加（或者P3減小）的瞬

18、間，P增加，流量上升，這時作用在閥芯另一端的P1也同時增加，推動閥芯向噴嘴靠近，間隙減小，導(dǎo)致流量下降，使得P減至原來數(shù)值，因而流量也回到原來數(shù)值。同理當(dāng)P3增加（或者P1減?。r，P減小，ZDL井下偏心定流量堵塞器也能作出相應(yīng)動作，來維持P不變，流量恒定。偏心注水井測配工藝偏心注水井測配工藝 投撈器結(jié)構(gòu)：投撈器結(jié)構(gòu)：主要由主體、主要由主體、鎖定凸輪鎖定凸輪、投撈爪、導(dǎo)向爪等組成。投撈爪、導(dǎo)向爪等組成。 總總 長：長：1250mm1250mm最大外徑：最大外徑：43mm43mm投撈爪打開時尺寸在投撈爪打開時尺寸在96-106mm96-106mm偏心注水井測配工藝偏心注水井測配工藝 投撈爪主體堵

19、塞器導(dǎo)向爪鎖定凸輪 偏心注水井的調(diào)配偏心注水井的調(diào)配，先在沒有水嘴時，先在沒有水嘴時進(jìn)行進(jìn)行各層位吸水量測試，根據(jù)配注要求各層位吸水量測試，根據(jù)配注要求及各層吸水量來及各層吸水量來制定調(diào)配方案制定調(diào)配方案，在需限，在需限制層位投入定量堵塞器。制層位投入定量堵塞器。偏心注水井測配工藝偏心注水井測配工藝 偏心注水井堵塞器投撈方法偏心注水井堵塞器投撈方法堵塞器的投撈： 單層注水量是由定量堵塞器控制的。投堵塞器時要先檢查好堵塞器的各個連接部分，不能有松動現(xiàn)象，凸輪轉(zhuǎn)動、回位要正常，堵塞器密封圈無破損。首先將試井鋼絲穿過防噴盒與投撈器的繩帽連接好。將堵塞器與投送頭用銷釘連接好后，固定在投撈器的投撈爪上，

20、將投撈爪合至投撈器的凹槽內(nèi)，將鎖定凸輪轉(zhuǎn)至鎖定狀態(tài)，將導(dǎo)向爪的凸輪轉(zhuǎn)至鎖定狀態(tài)，連接好繩帽后放入高壓防噴管內(nèi)準(zhǔn)備下井。 投撈器下過配水器工作筒后，上提到工作投撈器下過配水器工作筒后，上提到工作筒上部，鎖定凸輪筒上部，鎖定凸輪被被打開，投撈爪和導(dǎo)向爪打開，投撈爪和導(dǎo)向爪向外張開，再下放投撈器，導(dǎo)向爪沿工作筒向外張開，再下放投撈器，導(dǎo)向爪沿工作筒導(dǎo)向體的螺旋面運動，進(jìn)入導(dǎo)向體的缺口，導(dǎo)向體的螺旋面運動，進(jìn)入導(dǎo)向體的缺口，投撈爪進(jìn)入工作筒扶正體的卡槽，投撈爪進(jìn)入工作筒扶正體的卡槽，堵塞器堵塞器正對偏心孔正對偏心孔，即可將堵塞器投入即可將堵塞器投入。偏心注水井測配工藝偏心注水井測配工藝 投撈爪主體堵塞

21、器導(dǎo)向爪鎖定凸輪分層流量的測試方法（以兩層井簡介）：分層流量的測試方法（以兩層井簡介）：1.1.按地質(zhì)方案要求對地面流量進(jìn)行控制。按地質(zhì)方案要求對地面流量進(jìn)行控制。2.1)2.1)將流量計下入第一級配水器以上停點測試（避開將流量計下入第一級配水器以上停點測試（避開 內(nèi)徑不等于內(nèi)徑不等于62mm62mm的井下工具），測試全井水量；的井下工具），測試全井水量； 2)2)再將流量計下入偏再將流量計下入偏配水器以上、偏配水器以上、偏配水器以配水器以下米進(jìn)行測試，測試偏下米進(jìn)行測試，測試偏吸水量吸水量； 3)3)再將流量計下過第二級配水器再將流量計下過第二級配水器2020米進(jìn)行測試，測米進(jìn)行測試，測試球

22、座是否存在漏失。試球座是否存在漏失。3.3.利用遞減法算出各層吸水量。利用遞減法算出各層吸水量。偏心注水井測配工藝偏心注水井測配工藝 調(diào)配過程調(diào)配過程：1.1.用流量計在井下測試各層吸水量。用流量計在井下測試各層吸水量。2.2.根據(jù)各層的吸水情況及各層的配注要求在吸水能力根據(jù)各層的吸水情況及各層的配注要求在吸水能力強(qiáng)的層位投入相應(yīng)型號的定量堵塞器。強(qiáng)的層位投入相應(yīng)型號的定量堵塞器。3.3.投完定量堵塞器后測各層的吸水量，若有達(dá)不到要投完定量堵塞器后測各層的吸水量，若有達(dá)不到要求的層位需將定量堵塞器撈出后重新投入新的定量堵求的層位需將定量堵塞器撈出后重新投入新的定量堵塞器，符合要求后調(diào)配完成。塞

23、器，符合要求后調(diào)配完成。4.4.上報測試資料。上報測試資料。偏心注水井測配工藝偏心注水井測配工藝 以以L90-14L90-14井為例，該井于井為例，該井于20072007年年1111月月1717日日進(jìn)行測試，要求進(jìn)行測試，要求兩層都控制在兩層都控制在60m60m3 3/d/d。撈出井內(nèi)。撈出井內(nèi)堵塞器后在兩層都是空嘴子的情堵塞器后在兩層都是空嘴子的情況下進(jìn)行水量測試。地面流量控況下進(jìn)行水量測試。地面流量控制在制在120m120m3 3/d/d，注水壓力為，注水壓力為4.5MPa,4.5MPa,流量計分別停在流量計分別停在2940m2940m（全井水（全井水量）、量）、29299 90m0m（偏

24、（偏水量）、水量）、3015m3015m（驗球座）。（驗球座）。偏心注水井測配工藝實例偏心注水井測配工藝實例 A A為總水量：124.6m3/d, B B為偏水量: 37.2 m3/d ,C C為球座漏失情況測試：0m3/d,(紅色為壓力曲線、藍(lán)色為流量曲線、綠色為壓力曲線) ， 總水量124.6m3/d偏水量37.2 m3/d 計算出偏水量87.4 m3/d 調(diào)配前該井偏吸水量為87.4 m3/d，偏吸水量為37.2 m3/d ，兩層都不能達(dá)到配注要求。ABC偏心注水井測配工藝實例偏心注水井測配工藝實例 將偏投入60方定量堵塞器后，地面注水量控制在120m3/d，壓力為6MPa。流量計分別停在2940m與2970m。 A為總水量：127.2m3/d, B為偏水量: 62.9 m3/d ,(紅色為壓力曲線、藍(lán)色為流量曲線、綠色為壓力曲線) ， 調(diào)配后該井偏吸水量為64.3m3/d ，偏水量62.9 m3/d，兩層均達(dá)到配注要求。AB偏心注水井測配工藝實例偏心注水井測配工藝實例 常見問題常見問題: :1.1. 投撈投撈堵塞器堵塞器時發(fā)生投撈器遇卡問題時發(fā)生投撈器遇卡問題。2.2. 原因分析：原因分析：3.3. （1 1）長期注水使）長期注水使配水器中配水器中心孔內(nèi)產(chǎn)生水垢心孔內(nèi)產(chǎn)生水垢或有雜或有雜物，投撈時雜物落在投撈器和中心通道之間使