偏心注水多功能工藝管柱及配套測調試技術簡介

1、偏心注水多功能工藝管柱及 配套測調試技術簡介 2008年12月阜新馳宇11234目 錄概 述多功能偏心分注工藝和配套技術同步分層智能調測工藝和配套技術測試、驗封一體化分注工藝和配套技術5結論2一 概 述阜新馳宇石油機械制造有限公司在油田注水工藝技術方面，是集注水井分層注水井下工具、配套測調式工具和注水井測試器，研發(fā)制造為一體的國內唯一的一家專業(yè)公司。幾年來，針對偏心注水工藝管柱及配套技術普遍存在的問題，經過不斷的自主創(chuàng)新和發(fā)展完善,逐步形成了先進的獨具特色的偏心注水多功能工藝管柱及配套測試系列工藝技術.3 目前陸上注水開發(fā)油田采取的偏心注水工藝管柱及配套技術普遍存在如下問題:一 概 述1、 在

2、注水井洗井方面應用壓縮式可洗井封隔器存在問題：1.1、由于水井油、套管銹蝕嚴重，技術狀況差，反洗井時把銹蝕殘渣沖掉卡在洗井滑套內，洗井后滑套不歸位，相當于管漏。1.2、部分油管剝落物破壞洗井滑套的橡膠密封環(huán)使其漏失。1.3、洗井排量小，沖洗不徹底。2、注水井偏心配水器不能進行免投撈(偏心堵塞器)分層測壓和分層定位調剖.3.偏心配水器不能防砂、防腐。4.壓縮式封隔器解封不徹底不能實現分級解封.5.在注水工藝技術配套方面5.1不能實現分層同步測調和流量、驗封一體化測試.5.2注水管柱封堵和管柱內配套打撈工具不配套.5.3注水井作業(yè)完井后不能實現免投撈恢復注水.4Your Text here二、偏心

3、注水多功能工藝管柱 及配套工藝技術特點 偏心注水多功能工藝管柱及配套測試系列工藝技術. 技術特點1、將噴射泵原理應用在注水井洗井工藝上，解決了應用壓縮式不可洗井封隔器注水井洗井問題2、改進型的偏心配水器配套專用密封段可實現免投撈(偏心堵塞器)分層測壓和分層定位調剖.以及應用電子壓力計的定量驗封。3、偏心配水器主體在加工材質選擇上和結構設計上能夠防砂、防腐.4 、封隔器特殊的解封機構使壓縮式封隔器解封更徹底更可靠,并實現了逐級解封. 技術特點 5、智能型的分層同步測調，實現了分層流量同時自動測調和直接獲得，提高了測試質量；自動丟手，提高了測試效率，降低了工人的勞動強度。 6 、配套注水管柱封堵技

4、術使注水井不泄壓作業(yè)實現了安全環(huán)保和保持了地層能量. 7、管柱內配套打撈系列工具延長了注水井免修期. 8、機械免投撈技術實現了注水井完井后減免投撈工序 5三 偏心注水多功能工藝管柱及配套工藝技術簡介1、偏心注水多功能工藝管柱結構管串連接：（從下到上依次 為） 單流凡爾+Y341封隔器（可選配其他型號）+油管（根據層間距離配接）+多功能偏心配水器+油管（1一2根油管）+射流洗井器+油管+（或水力錨）+油管（油管錨定方式的選擇和錨定器下的位置應考慮）62、管柱結構組件及工作原理2.1封隔器的選擇選擇的原則是結構簡單合理、解封機構性能可靠、耐層間密封壓較高、而解封載荷較小、最小內通徑相對較大、中心管

5、抗拉強度較高的封隔器。封隔器的選擇建議遵循以下原則：封隔器首先優(yōu)選壓縮式封隔器，再選擇擴張式封隔器；當井深大于1500米、注入壓力較高、注水壓力波動較大或采用柱塞泵注水的分注井，使用壓縮式封隔器，同時封隔器的鎖緊機構不能采用剪釘方式；對于井深小于1500米、注入壓力較低的分注井，采用擴張式或壓縮式封隔器；在井況允許的情況下，盡可能的使用大外徑的封隔器，保證封隔器的密封壽命；7Text 1Text 2Text 3Text 42.2 錨定方式的選擇計算分注管柱是否增設抗彈性伸長和收縮機構，用最大注水壓力波動值和最大封隔器脹封壓力值以及油層最小壓力值與封隔器脹封后的摩擦力進行計算，確定是否增設錨定裝

6、置。建議中深井、注入壓力較高且注水壓力波動較大或采用柱塞泵注水的分注井，其分注管柱采用錨定裝置目前錨定方式有五種：用管柱支人工井底、用平衡封隔器、軟錨定器、機械卡瓦錨定器和液壓卡瓦錨定器。一般情況下，應優(yōu)選平衡封隔器或用管柱支人工井底的錨定方式，其次選用軟錨定器錨定。對于卡瓦類錨定器，盡可能不使用，其卡管柱風險太大。82.3 射流洗井器射流洗井器配套管柱由射流洗井器、不可洗井壓縮式封隔器和665-2改進型偏心配水器等構成。將射流洗井器安裝在不可洗井封隔器分層注水管柱的套保封隔器（最上一級）之上20米，利用射流洗井器產生的壓降抽吸地層達到洗井目的，使不可洗井壓縮式封隔器管柱能夠洗井，可用在所有分

7、注井上。射流洗井器不可洗井封隔器配水器不可洗井封隔器配水器絲堵圖1 射流洗井器管柱結構示意圖喉管噴嘴擴散管 射流原理圖動力液地層液混合液9 射流洗井器工作原理：噴 嘴動力液低壓區(qū)封隔器喉管射流洗井器原理：射流洗井器應用射流原理，利用從套管注入的高壓來水作動力液，經過洗井器的入口進入噴嘴，在噴嘴出口處形成高速射流，使周圍的壓力降低形成低壓區(qū)。近井地帶地層中的井液攜帶堵塞物在地層壓力的作用下，流入低壓區(qū)與動力液混合進入喉管，經過擴散管流速降低轉變成勢能，從油管返出到地面，達到洗井解堵的目的。喉管噴嘴擴散管圖5 射流原理圖動力液地層液混合液10 2.4、階梯橋式磁控偏心配水器階梯橋式偏心配水器，主要

8、由偏心配水器階梯橋式工作筒、偏心配水堵塞器、專用配套測試密封段（測試驗封時用）組成。工作筒主體上開有20mm偏孔，用于坐入配水堵塞器；偏孔外壁開有寬12mm的通液孔；偏孔的下部內壁同樣開有通液孔，與工作筒中心46mm主通道相通，主通道是投撈器及井下測試儀器的通道。46mm中心孔內璧周圍布有個1mm和個mm階梯橋式注水通道。（結構原理示意圖） 實現了112.4.120偏心孔的進液通道改為側向進液和46mm中心孔內璧周圍分布的階梯橋式通道的結構設計可是分別實現三種形式的流量測試：一是常規(guī)的差減法逐層流量測試；二是逐層單層流量測試（應用集流流量計），可直接獲得單層流量，測試時全井工作制度不改變，誤差

9、不疊加但是由于測試穩(wěn)定時間短影響測試資料有效期三是分層同步自動測調，即應用丟開式邊測邊調流量計并配套機械可調水嘴，可實現分層同步進行測調實現免投撈分層測壓、分層定位調剖12階梯橋式通道堵塞器側向進液孔FX-KPJX多功能偏心配水器實現工作制度不變和三種測試方法兼容；免投撈分層測壓和分層定位調剖實現單層測試橋式偏心配水器 FX-KPJX多功能偏心配水器與同類產品比較13BA/QA測A層AQAQA+BQA測B層階梯橋式偏心與常規(guī)偏心區(qū)別差減法的技術局限性設計背景全井工作制度改變無法實現單層測試地面壓力難控制絕對誤差的傳遞和疊加無法測出單層的油層壓力測試效率低、工作量大但階梯橋式偏心同樣能夠實現常規(guī)

10、測試14ABQ1=QAQ2=QBA=AQAB=BQBFX-KPX多功能偏心配水器結構特點全井工作制度不改變各層水量直接獲得工藝特點：提高了測試效率絕對誤差不傳遞、不疊加分層同步測調試、互不干擾穩(wěn)定時間長測試資料有效期長提高注水質量儀器采用丟開式分層同步測試，提高測試效率降低了工人勞動強度152.4.2 不銹鋼制造的主體和扶正體,主體46孔及偏20堵塞器孔，以及扶正體內表面，采用磨加工工藝，光潔度達到9，1.25以上表面光潔程度達到抽油泵襯套內表面，除大大的提高抗腐蝕能力外。也使測調試時配套工具的密封性能和投撈率大大提高，提高了測調試的可靠性。磁控階梯橋式偏心配水器普通偏心配水器磁控階梯橋式偏心

11、配水器主體16 2.4.3不銹鋼制造扶正體采用環(huán)流結構 使得正常注入的水，在扶正體外圍形成一個斜60的環(huán)流，在接近堵塞器的上部時，可以將沉淀在堵塞器上部的積砂沖掉，從而有效的避免了砂卡堵塞器無法投撈堵塞器現象的發(fā)生，收到了顯著的效果。扶正體主體17Text 2Text 3Text 4FX-KPJX多功能偏心配水器 技術參數：外徑尺寸95mm-114mm ；內通徑46mm 偏孔公稱尺寸20 mm ；長度 1130mm ；適用套管內徑102-127 mm ；耐壓35 MPa ；階梯橋式通道公稱尺寸610 mm ；抗滑脫能力45KN。18Text 1Text 2Text 3Text4Text 6Te

12、xt 5壓力計投壓力計撈壓力計投撈2次現有技術效率提高 倍2原有技術投撈4次3配套測調試技術3.1免投撈分層測壓技術 原理： 當進行分層測壓時，應用一拖二壓力計與三皮碗密封段連接，分別控制雙通路即可實現注水井分層測壓，測壓時可用丟手方式每隔一個注水層段下入一套分層測壓工具串，這樣分六段注水井下入三套測壓工具串既可。當采用雙碗密封段連接壓力計測某一注水層段的油層壓力時，注入水經角型注水通路進入下級偏心配水器，不影響測試層段下部的層段注入。193.2、驗封、流量一體化測試技術油層流量計 同步測試驗封儀結構如右圖所示。 儀器組成：電機、電路板、流量計、雙探頭電子壓力計、位置感應器、磁鐵、上、下皮腕、

13、定位裝置、加重桿等組成。原有技術驗封和流量測試分別進行現在技術驗封、流量測試一次性完成年減少2次驗封工作量203.3分層定位調剖技術分層注水井常規(guī)的分層調剖工藝是：除調剖的目的層外，其他層段的注入水嘴應全部撈出，需重新投入死水嘴，增加了投撈的測試工作量。同時如果調剖的層段下部還有注水層段，則堵劑很容易在管柱里沉積，造成堵管柱事故 原理： 利用多功能偏心配水器的特定結構配套導流密封段，在調剖時將目的層以上其他層段全部投入死水嘴，將導流密封段坐入對應層段的偏心配水器內并丟開，調剖液從導流口注入直接進入目的層，防止分注管柱沉有調剖液214 注水井帶壓封井、堵漏技術 4.1在主體46孔的和下部50形成

14、的環(huán)形臺肩及階梯式橋式通道可實現系列封堵和測試配套工具定位. 鑒于環(huán)境保護的要求，以及地層能量的保存，修井越來越多的采用不壓井作業(yè)，配套使用封井器，修井作業(yè)時先將其投入配水器中，實現封堵井下工藝管柱進行無污染作業(yè)。 4.2當出現底部凡爾漏失的情況，使最下層的注水量無法控制，將堵漏密封段投入管柱的底部配水器中，即可堵住底部凡爾漏失。堵漏密封段上的可調堵塞器，可以滿足更換水嘴，調整水量的需要。 22針對測試過程中出現的堵塞器打撈桿彎、斷，壓蓋脫，偏孔堵，堵塞器調等情況，研制堵塞器系列打撈工具進行打撈：堵塞器打撈頭1堵塞器打撈頭插脹式打撈頭；偏孔刮削器；扶正錨。5 注水井分層注水管柱內配套打撈技術1

15、、針對堵塞器打撈桿彎，研制特殊打撈頭。2、針對堵塞器打撈桿斷，研制特殊打撈頭。23四、分層同步智能測調技術1、背景技術：注水井在驗封、測流量過程中，目前現場所使用的智能測調儀無論是儲存式還是有線信號傳輸式都需要從下至上逐層測調，當測調完一層后，當上提測調第二層時，該層水咀尺寸一但發(fā)生變化，全井壓力系統(tǒng)也要發(fā)生變化，已調完層的注水量也跟著變，這樣需反復起下儀器測調水量才能實現單層水量測調合格，同時逐層測調即便是當時已經調試合格，由于測試穩(wěn)定時間較短（一般分鐘）嚴重影響了測試資料有效期大慶和吉林兩個油田對注水井測試資料有效期的調查結果表明，測試后的第三個層段注水合格率只有左右24四、分層同步智能測

16、調技術1、分層同步智能測調工作原理 測調時，每一層內都投放一支智能測調儀，由導向體經過偏心配水器內的扶正體準確導向，當智能測調儀經過偏心配水器中心孔后并上提，上鎖緊機構打開轉動臂，下鎖緊機構打開定位卡塊，上提一定距離，再下放控制器的控制臂在導向爪的作用下自動與水嘴對接，同時定位爪座入定位套上，當下放無載荷時，井口停5分鐘上提，電子丟手會自動丟開，鋼絲繩和丟手接頭起出平衡式自密封上皮碗與下皮碗分別密封在偏心配水器內壁進水孔的上下密封面上，儀器測試筒的出水孔與偏心配水器上的進水孔貫通； 在電子丟手自動丟開的同時，智能測調儀控制電路開始啟動，調節(jié)裝置采用閉環(huán)控制。利用流量計測試注水層的實際注水量，根

17、據實際注水量和設定的配水期望值的差值大小，利用轉動臂上的伺服電機帶動螺旋副調節(jié)水嘴的開度量，直到各層注水量滿足配水方案要求為止。在達到全井配注量的井口注入壓力穩(wěn)定后（穩(wěn)定時間可根據各油田實際確定儀器在井下工作時間），從上至下依次撈出智能測調儀，把計算機與回放口連接回放壓力曲線和流量曲線，從而完成整口井的流量測試及測調過程。這樣只需起下一趟儀器便完成了各層段測流量及調流量的全過程，即省時又省力，使測調資料更加準確； 252、智能測調儀的工作原理智能測調儀采用閉環(huán)控制。利用流量計測試注水層的實際注水量，根據實際注水量和設定的配水期望值的差值大小，利用伺服電機帶動螺旋副調節(jié)水嘴的開度量，使各層注水量

18、滿足配水方案要求。主要特點為邊測邊調。能在0200m3/d范圍內實現無級連續(xù)調配智能測調儀投撈控制器流量計水嘴調節(jié)機構電池組件扶正器和電子丟手組件導流管和密封段組件流量計主機263、分層同步智能測試工藝技術特點1、測試目的層段，調試過程中水量壓力可儲存；2、實時儲存：在現場測試時數據會儲存于井下儲存卡，起出地面直接將儲存卡與電腦相連流量、壓力、溫度曲線一目了然；3、CPU板通過電磁信號可以直接控制調節(jié)臂收放，可以直接控制丟手丟開，每層同步測調，有效防止由于層間干擾帶來測試的諸多不便；4、提高了測試效率和測試質量；5、現場資料詳實：改變傳統(tǒng)的配水資料手工處理方式為自動，并引用測試資料解釋方法；使資料更詳實；6 、實現多層同步測調試，大大減小了作業(yè)時間。273、分層同步智能測試工藝技術特點 可調式堵塞器通過投撈控制器可實現井下水量調整；對于層間輪注井可實現井下直接關閉,提高效率；對于周期注水井和開發(fā)調整區(qū)早期注水井,注水壓力恢復期進行實時監(jiān)測調整,提高有效