液力投撈分層注水工藝技術(shù)應(yīng)用

2.1管柱結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)王群立袁新生楊峰新疆石油管理局采油工藝研究院前言、國(guó)外油田由于對(duì)水質(zhì)及防腐的要求較高，加之投撈工藝先進(jìn)，分注主要以井下偏心定量分注為主，以美國(guó)貝克工具公司為例，其分注技術(shù)主要是井下偏心定量配水器和地面定量配水器為主。新疆油田注水的另一個(gè)問題是單層配注量很小。由于單層配注量小，所用的配水器水嘴直徑就很小，加之一些油田注水水質(zhì)不合格，油、套管腐蝕嚴(yán)重等原因，造成配水器芯子很容易堵塞，這也是造成一些注水工藝無法大量推廣應(yīng)用的重要原因。2液力投撈井下定量分注工藝技術(shù)2.1.1管柱結(jié)構(gòu)液力投撈井下定量分注工藝能實(shí)現(xiàn)同井一級(jí)兩層或兩級(jí)三層分注(如圖1、圖2所示)。管柱結(jié)構(gòu)自下而上，由絲堵(可選)、篩管(可選)、KCY211注水封隔器、KYDT114×46自調(diào)配水器(三層為各注水層提供相對(duì)準(zhǔn)確的注水量。兩層配水器封隔器管管堵三層配水器封隔器管堵圖1一級(jí)兩層分注管柱簡(jiǎn)圖圖2兩級(jí)三層分注管柱簡(jiǎn)圖2.1.2工藝特點(diǎn)1)無論是兩級(jí)分注還是三級(jí)分注只有一個(gè)工作筒，工作筒居中；2)各層配水芯子連接成一個(gè)整體，投撈一次可同時(shí)對(duì)三層水嘴進(jìn)整；3)注水芯子上端裝有皮碗等液力提升裝置和打撈裝置，可用液力投撈或鋼絲打撈的方式將芯子打4)適用于深井和超深井注水(配水器現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最大深度是4800米)；5)配水器在注水壓力波動(dòng)范圍不大的情況下，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，保持注入量的相對(duì)穩(wěn)定。2.22.2注水工作筒和注水芯子圖3一級(jí)兩層分注工作筒及注水芯子圖圖4兩級(jí)三層分注工作筒及注水芯子圖2.3配套工具主要技術(shù)規(guī)格1分注管柱工具規(guī)格最大外徑(mm)最小內(nèi)徑(mm)總長(zhǎng)(mm)耐溫(℃)篩管MPa≤50≤45備注5＂/65/8＂/7＂二層/三層可選件可選件可選件2.4配水器性能指標(biāo)芯子投撈方式：液力或鋼絲。2.5選井條件1)注水井套管無嚴(yán)重?fù)p壞、無管外竄；2)注水井應(yīng)選用防腐油管；3)注水井應(yīng)滿足隔層在3m以上；4)注水井未擠過調(diào)堵劑；5)油管及所有轉(zhuǎn)換接頭通徑必須為Φ62；6)上層比下層的層間壓差小于3MPa；7)單層注水量不大于200m3/d；8)注入水水質(zhì)應(yīng)達(dá)到注水標(biāo)準(zhǔn)要求。2.6定配配注原理注水井中各層所需的配水量是由地質(zhì)條件決定的。本套技術(shù)中定量是靠彈簧的彈力改變孔隙的過流面積來實(shí)現(xiàn)(如圖5)。當(dāng)流量增大，壓力P升高，壓縮彈簧，使水嘴活塞下行，從而減小出水孔的過流面積，使流量減?。粔毫降低時(shí)，彈簧在彈力作用下，使水嘴活塞上行，從而增大出水孔的過流面積，使流量增大，最終使流量保持在一個(gè)相對(duì)比較穩(wěn)定的狀態(tài)。P圖5定量配注原理圖2.7分層配注和測(cè)試技術(shù)2.7.1配注方法初次測(cè)試一般在注水管柱完井且全井籠統(tǒng)注水5~7天后進(jìn)行。采用降壓法，測(cè)出反映各層注水壓力與注水量關(guān)系的吸水指示曲線(如圖6)。根據(jù)該曲線找出層間注入壓差，確定需要節(jié)流的層段和節(jié)流壓差。然后根據(jù)節(jié)流壓差、額定配注量在自調(diào)咀損曲線圖上初選水咀(如圖7)；將初步選定的水咀裝入芯子，接井下流量計(jì)一起入井測(cè)試，注一段時(shí)間后撈出芯子，取下流量計(jì)，讀取分層流量值。若符水咀大小，重復(fù)以上步驟。直至合適為止。②上層需節(jié)流，節(jié)流壓力為圖7吸水特性曲線01020304050m3m結(jié)合自調(diào)嘴損曲線，上層選Φ3.4水嘴，將初選好的水嘴裝入需要節(jié)流的層段。為了檢驗(yàn)所配水嘴是否合適，將上、下層芯子都接上流量計(jì)，投入井中。將注水量調(diào)至要求的全井注入量，注入壓力穩(wěn)定后，注一段時(shí)間將芯子撈出(一般為1天)，卸下流量計(jì)并讀出數(shù)據(jù)。檢查上、下層流量是否符合要求。如果滿足要求，說明選配水嘴合適，否則重復(fù)調(diào)整水嘴大小，直至單層注入量滿足地質(zhì)配注要求。對(duì)于三層分注井，中層注水量等于地面累計(jì)水量(地面水表記錄值)與上、下層水量之和的差值。找到PPP上額中額下額合上額中額下額合上額中額下額合上額中額下額選配水咀選配水咀準(zhǔn)確流量校核配注結(jié)束圖8測(cè)試流程圖——額定配注量下的上層配注壓力；上額——額定配注量下的中層配注壓力；中額下額——額定配注量下的下層配注壓力；——合注壓力，取各層配注壓力中最大值。合2.7.2注水芯子投撈過程注水芯子投撈主要有液力投撈和鋼絲投撈兩種方式：1)液力投撈方式作業(yè)時(shí)間。芯子上裝有皮碗、單流閥等提升裝置，在液力作用下可將注水芯子沖出，進(jìn)入芯子捕捉器。2)鋼絲打撈方式a)需要打撈時(shí)，在正注狀態(tài)下，用鋼絲下入打撈工具，在距離芯子位置50米處停止下入，開套差；b)繼續(xù)下放打撈工具，抓住芯子撈頭，慢慢將芯子提出工作筒，若上提芯子負(fù)荷較大，可從油管緩慢排除少量的水，用液力將芯子舉出工作筒，然后再上提；c)上提芯子致防噴管，將芯子取出，完成打撈操作。這種分注芯子液力投撈技術(shù)較好的解決了芯子投撈的問題，必要時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采用鋼絲打撈。投撈一次可同時(shí)對(duì)兩層或三層水嘴進(jìn)行調(diào)換。我們也已經(jīng)合作開發(fā)了與這套管柱技術(shù)相配套的電子計(jì)量裝置——FDL系列電子流量(壓力)計(jì)，它能實(shí)現(xiàn)對(duì)配好水嘴后的上下層的實(shí)際注入量和對(duì)應(yīng)的壓力值實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。為油田地質(zhì)工作者及時(shí)掌握水井各層的實(shí)際參數(shù)提供可靠的數(shù)據(jù)。3現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況及存在的問題地地點(diǎn)準(zhǔn)東油田彩南油田采油三廠寶浪油田石西油田塔指211081這項(xiàng)技術(shù)比較適合于新疆油田目前的注水條件，投撈方便可靠，管柱施工一次成功率98％以上，注水芯子液力投撈成功率95％以上。這項(xiàng)技術(shù)在塔指一口一級(jí)兩層分注井(LN2-4-6)上應(yīng)用，取得了隨著該項(xiàng)技術(shù)在油田的不斷推廣，一些存在的問題也在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出來。游離的粘稠狀調(diào)剖劑，如使用液力投撈分層注水工藝極易將分層水嘴堵死，致使水注不進(jìn)去，造成分注工藝失敗。經(jīng)過調(diào)剖的水井幾乎不能實(shí)施液力投撈分層注水工藝。圖9輪注管柱示意圖配水器水嘴直徑相對(duì)較小，注入水中的雜質(zhì)很容易將水嘴堵塞。有些井只好采用鋼絲打撈芯子。差較大，打撈時(shí)，就容易發(fā)生注水芯子撈不出來的現(xiàn)象。新設(shè)計(jì)了一種井下定量配水器，配水器水嘴由原來簡(jiǎn)單的帶孔的陶瓷水嘴改為目前的浮動(dòng)式復(fù)合水嘴，子采用密度小于1的工程材料，液力投撈施工方便，所用反沖液量相對(duì)較少。這項(xiàng)技術(shù)90年代中期在分層注水