分層注水工藝及作業(yè)施工技術

分層注水工藝及作業(yè)施工技術第1頁/共40頁一分層注水工藝及管柱發(fā)展歷程我國分層注水工藝主要經(jīng)過了以下發(fā)展歷程第2頁/共40頁

注水管柱由K344型擴張式封隔器和固定式配水 器、球座等井下工具組成，首次實現(xiàn)了分層注水 的目的

1964-1974年間，油田廣泛應用，緩解了注入水 單層突進，控制了油井含水上升

擴張式封隔器 固定式配水器固定式分層注水管柱示意圖固定式分層注水技術1分層注水工藝及管柱發(fā)展歷程第3頁/共40頁首次實現(xiàn)了多層段的定量注水固定式分層注水技術優(yōu)缺點優(yōu)缺由于固定式配水器中的水嘴無法更換，因此 在調整層段注水量時，必須將注水管柱起 出，作業(yè)工作量很大

還沒有形成配套的分層測試工藝第4頁/共40頁研制了活動式注水管柱活動式分層注水技術橋式水嘴裝配在堵塞器上，更換、調整水嘴時，用鋼絲投撈堵塞器即可

橋式配水器2分層注水工藝及管柱發(fā)展歷程

隨著油田含水的上升，需要不斷調整各層段 的注水量以保持注采平衡

空心空心配水器活動式分層注水管柱示意圖第5頁/共40頁活動式分層注水技術優(yōu)缺點解決了調整注水量時，不需起出管柱的技術問題存在無法進行吸水剖面測試（如同心活優(yōu)缺

動式）及更換水嘴時投撈工作量大的問 題空心式、橋式配水器一律按編號順序從小到大依次下井第6頁/共40頁偏心分層注水技術3分層注水工藝及管柱發(fā)展歷程為了解決活動式分層注水工藝存在的投撈堵塞器工作量大，同心配水管柱不能進行吸水剖面測試的問題，上世紀70年代中期，研制出了偏心分層注水技術堵塞器偏離油管中心線放置中心通道供投撈工具及測試儀器通過

偏心分層注水管柱示意圖第7頁/共40頁可實現(xiàn)多層分注，任意層段投撈堵塞器，調換水嘴分層流量測試工藝配套，可實現(xiàn)集流和非集流分層測試可進行同位素吸水剖面測井但要求兩級配水器間的距離不能小于8米偏心分層注水技術的特點第8頁/共40頁為了解決部分小卡距的井（兩級配水器之 間的距離最小2米）的分層注水要求，上世 紀90年代，研制出了集成式分層注水技術集成式細分注水管柱主要由內徑Φ60mm的

Y341型可洗井封隔器、內徑Φ55mm和

Φ52mm可洗井配水封隔器、外徑Φ55mm和

Φ52mm配水堵塞器等組成

集成式分層注水管柱示意圖集成式分層注水技術4分層注水工藝及管柱發(fā)展歷程第9頁/共40頁集成式分層注水技術優(yōu)缺點優(yōu)缺可實現(xiàn)小卡距井的分層注水最多分四段，需采用特殊的測試儀器，才能完成封隔器的驗封及分層流量和壓力的測試第10頁/共40頁橋式偏心分層注水技術5分層注水工藝及管柱發(fā)展歷程為了進一步提高偏心注水井分層注水量 的測試精度，實現(xiàn)雙卡測單層注入量的 目的，研制了橋式偏心分層注水技術橋式偏心配水器工作筒主體上帶有橋式 通道，可實現(xiàn)在測試單層流量、壓力時 不影響對其它層段的正常注入采用集流方式測試，與常規(guī)偏心相比大 幅度降低了對流量計量程的要求

橋式偏心分層注水管柱示意圖第11頁/共40頁用測試密封段對目的層段進行

橋式偏心結構特點

在常規(guī)偏心配水器中心主通道周圍布有橋式通道，當使常規(guī)偏心分層流量或壓力測試，堵塞主通道時，其它層段依然可以通過橋式通道正常注水

橋式偏心 橋式通道第12頁/共40頁常規(guī)偏心單層測壓困難遞減法流量測試誤差大水咀油層水咀油層水咀及雙密封面，可實現(xiàn)壓力和流量的雙卡單測，橋式通道可避免測試時層間干擾，提高測試精度油層油層油層油層油管智能測調儀油層

工作筒

封隔器

堵塞器

橋式通道封隔器

封隔器

橋式偏心設計有橋式通道橋式偏心的測試原理第13頁/共40頁正導向橋式偏心配水器

3m反導向橋式偏心配水器正導向橋式偏心配水器

0.5m2.0m0.5m2.0m0.5m 2.0m

為了進一步擴大水驅波及體積，提高水驅控制程度，達到精細挖潛的目的，目前在開展多層細分注水技術的攻關 采用正反導向橋式偏心與逐級解封封隔器組成多層細分注水管柱，利用雙導向直讀式測調儀實現(xiàn)高效測調多層細分注水技術6分層注水工藝及管柱發(fā)展歷程第14頁/共40頁一、分層注水工藝及管柱發(fā)展歷程二、井下工具分類及型號編制方法三、分層注水作業(yè)方法四、分層注水的施工規(guī)范及質量要求第15頁/共40頁封隔器分類及型號編制方法最早的封隔器分類方法是以封隔器的結構和用途為依據(jù)的1948年美國人韋伯提出了根據(jù)對油、套管壓力條件的適應性來分類1961年蘇聯(lián)扎哈爾丘克等人建議按坐封方式、封隔件變形及承受壓力等分類我國目前采用的方法是按封隔器封隔件的工作原理進行分類的井下工具的分類及型號編制方法封隔器：油氣田開發(fā)中的重要分層開采工具主要應用：分層注水、分層采油、壓裂、酸化及測試等領域第16頁/共40頁自封式：靠封隔件外徑與套管內徑的過盈和壓差以實現(xiàn)密封的封隔器壓縮式：靠軸向力壓縮封隔件，使封隔件直徑變大以實現(xiàn)密封的封隔器擴張式：靠徑向力作用于封隔件內腔，使封隔件直徑擴大以實現(xiàn)密封的封隔器組合式：由自封式、壓縮式、擴張式任意組合實現(xiàn)密封的封隔器一、分類方法按封隔器封隔件的工作原理分類:第17頁/共40頁工作溫度、工作壓差鋼體最大外徑解封方式代號坐封方式代號固定方式代號分類代號二、封隔器型號編制按封隔器分類代號、固定方式代號、坐封方式代號、解封方式代號、封隔器鋼體最大外徑、工作溫度及工作壓差等參數(shù)依次排列，進行型號編制封隔器型號編制方法Y341-114-100/120第18頁/共40頁

組合式用各式的分類代號 等組合表示擴張式

K壓縮式

Y自封式

Z分類名稱

分類代號代號說明分類代號：用分類名稱第一個漢字的漢語拼音大寫字母表示，方法應符合表1規(guī)定

表1第19頁/共40頁自封式擴張式壓縮式組合式第20頁/共40頁錨瓦

5雙向卡瓦

4懸掛

3單向卡瓦

2尾管

1固定方式名稱固定方式代號固定方式代號：用阿拉伯數(shù)字表示，方法應符合表2規(guī)定

表2654321坐封方式代號下工具熱力液壓自封轉動管柱提放管柱坐封方式名稱坐封方式代號：用阿拉伯數(shù)字表示，方法應符合表3規(guī)定

表3第21頁/共40頁熱力

6下工具

5液壓

4鉆銑

3轉動管柱

2提放管柱

1解封方式名稱解封方式代號解封方式代號：用阿拉伯數(shù)字表示，方法應符合表4規(guī)定

表4鋼體最大外徑：用阿拉伯數(shù)字表示：單位為mm工作溫度：用阿拉伯數(shù)字表示：單位為攝氏度（℃）

工作壓差：用阿位伯數(shù)字表示：省略到個數(shù)位，單位為兆帕（MPa）應用該方法時，可將油田名稱加到封隔器型號的前面，特殊用途加到封隔器型號的后面第22頁/共40頁Y211-114-120/15型封隔器表示該封隔器封隔件的工作原理為壓縮式、單向卡瓦固定、提放管柱坐封、提放管柱解封、鋼體最大外徑為114mm，工作溫度為120℃，工作壓力為15MPaYK341-114-90/100型封隔器表示封隔器封隔件的工作原理為壓縮、擴張組合式，懸掛（無支撐），液壓坐封，提放管柱解封，鋼體最大外徑為114mm，工作溫度為90℃，工作壓差為100MPa應用舉例第23頁/共40頁K工具名稱尺寸特征或使用性能參數(shù)工具型式代號分類代號油氣田控制類工具型號編制方法型號編制方法井下工具的分類及型號編制方法第24頁/共40頁代號說明及舉例分類代號用“K”表示控制工具的分類代號工具型式代號控制工具型式代號用兩個大寫漢語拼音字母表示。這兩個字母應分別是工具型式名稱中的兩個關鍵漢字的第一個漢語拼音字母，其編寫方法如表1所示第25頁/共40頁表1CKTHGDZXFXQWMZSLLJZJ測彈軌正反卡卡水連撞孔簧道洗洗瓦瓦力接擊11121314151617181920QSGDPXHTFEPZHCPTHDKG橋固偏滑凡噴緩旁活開式定心套爾嘴沖通動關

1 2

3

4 5 6 7 8 910代號工具型式名稱序號代號工具型式名稱序號第26頁/共40頁尺寸特征或使用性能參數(shù)尺寸特征或使用性能參數(shù)的表示方法，由每個工具標準中具體規(guī)定外直徑表示法，外直徑×內通徑表示法連接螺紋表示法，工作壓力表示法張力載荷表示法和扭矩表示法等表示規(guī)則應符合表2規(guī)定第27頁/共40頁KN·m扭矩KN張力載荷工作壓力使用性能(in)(in) MPaEU（外加厚油管螺紋）NU（平式油管螺紋）mmmmTS（梯形螺紋）（鋸齒形螺紋）M（普通螺紋）內螺紋尺寸×外螺紋尺寸連接螺紋mmmmmm

外直徑外直徑×內通徑長度尺寸特征單位

mm代號項目表2第28頁/共40頁堵防塞脫器器1920脫接器泄油器

910隔伸墊縮器器1718滑凡套爾78刮沖水蠟擊力器器錨141516噴砂器定位器氣舉閥456充填工具安全接頭1213配產(chǎn)器配水器23扶正器11堵水器1工具名稱序號工具名稱序號工具名稱工具名稱用漢字表示，方法符合表3規(guī)定

表3第29頁/共40頁KQS-110堵水器：表示外徑為110mm的控制工具類橋式堵水器KLJ-90×50安全接頭：表示最大外徑90mm，內通徑為50mm的控制工具類連接管柱用的安全接頭舉例第30頁/共40頁分層注水井常用井下工具主要分為兩大類分層注水管柱由封隔器、配水器、球座、篩管等井下工具組成其它配套工具主要分為投撈工具及分層測試工具兩大部分投撈工具：主要有投撈器、震蕩器、打撈器等分層測試工具：主要有流量計、壓力計、測試密封段等第31頁/共40頁壓縮式封隔器偏心配水器投撈器堵塞器及水嘴測試密封段分層注水井常用的井下工具電磁流量計第32頁/共40頁分層注水封隔器所謂封隔器：為了滿足油水井某種工藝技術目的或油層技術措施的需要，由鋼體、封隔件（膠筒）部分與控制部分構成的井下分層封隔的專用工具坐封：指按給定的方法和載荷，使封隔件始終處于工作狀態(tài)解封：指按給定的方法和載荷解除封隔件的工作狀態(tài)驗封：指封隔器坐封后用各種方法來檢驗封隔器的密封性能第33頁/共40頁K344型封隔器工作原理：從油管內加液壓，液壓作用于封隔件（膠筒）的內腔，當油管內外壓差達到坐封壓力（0.5-0.7MPa）時，使封隔件脹大，密封油套管環(huán)形空間，放掉油管內的壓力，封隔件即收回解封K344型封隔器第34頁/共40頁Y341型封隔器工作原理：從油管內加液壓，液壓作用于坐封活塞，并使其移動壓縮封隔件（膠筒），使封隔件直徑變大，密封油套管環(huán)形空間，同時鎖緊機構工作，使封隔件始終處于工作狀態(tài)解封時：上提管柱，依靠封隔件與套管內壁的摩擦力將鎖緊機構打開，封隔件解除受壓狀態(tài)，封隔器解封Y341型封隔器第35頁/共40頁一、分層注水工藝及管柱發(fā)展歷程二、井下工具分類及型號編制方法三、分層注水的施工規(guī)范及質量要求四、分層注水作業(yè)方法第36頁/共40頁1、找竄通過測