聚合物三次采油及采气配套技术

第一部分：分层注聚合物工艺技术 第二部分：注聚合物后防返吐分注技术 第三部分：排水采气技术 聚合物三次采油及 采气配套技术 分层注聚合物 工艺技术 汇报提纲 三、技术特点 一、 概 述 二 、 技术组成、工艺原理 聚合物驱调剖能改善注聚井的吸水剖面 ，但因受油层严重的非均质影响 ， 层间矛盾得不到彻底解决 ， 聚合物溶液沿高渗透条带突进现象仍然存在 ， 为了解决笼统注聚中低渗透层动用差的问题 ， 开展了分层注聚合物工艺研究 。 概述 （ 一 ） 制约聚合物分注的主要问题： 2、 井内聚合物返吐堵塞问题 3、 多层调配 、 测试可靠性问题 1、 多层分注对聚合物溶液低剪切问题 聚合物水溶液用于提高采收率主要是为了增加驱替水的粘度 ， 降低水的流速 ，以减缓指进现象 ， 缓解窜流 、 绕流等现象 ，增加驱替水的波及体积 ， 因此 ， 保持聚合物的粘度是聚合物驱提高采收率的关键 。 聚合物溶液极易在节流部位和棱角处发生剪切降解 ， 粘度急剧下降 ,失去聚驱作用 ,因此 ， 分注的前提条件是配注器应具备对聚合物溶液低剪切性能 。 常规分层配水管柱靠孔嘴控制流量，对聚合物剪切率高达 50%以上，造成价格昂贵的聚合物损失，不宜用于聚合物分注。 国外采用双管分注工艺实现两层分层注入，通过地面低剪切流量控制器分配注入量，但工程投资高、并且分注层数受限。 油套分注工艺工程投资虽有大幅下降，但地面低剪切流量控制器费用仍然较高，分注层数受限，并且难以检测注入剖面。 双管分注工艺 套管 油管 封隔器 油套分注工艺 剪切率低 返吐不影响 套管 内管 封隔器 封隔器 层数受限、 费用高、 剖面检测难 外管 大庆油田三层分注配注器对聚合物剪切率在8以内，但是仍存在无法反洗井、聚合物团块返吐堵塞无法清除、投捞负荷大等问题。 鱼眼状聚合物团块返吐堵塞油管 ， 带来无法投捞测试和堵塞水嘴等问题 ， 导致无法分注 。 针对聚合物驱井下多层分注工艺的需要 ， 通过研究试验 ， 研制了新型低剪切配注器和配套工具 ， 开展了分注测试工艺研究 ， 配注器对聚合物剪切降解率小于 6 ， 减缓了聚合物溶液沿高渗透条带突进现象 ， 差油层得到动用 ， 改善了聚驱开发效果 。 汇报提纲 三、技术特点 一、 概 述 二 、 技术组成、工艺原理 技术组成 聚合物分注管柱 配套工具研究 同心分注投捞 测试工艺研究 三参数电磁流量计 同心配注器打捞器 投捞测试操作工艺 聚合物低剪切配注器 大通径注聚封隔器 双作用连通器 管柱组成 分层注聚合物管柱 注聚封隔器 注入层 注入层 低渗层 注入层 低剪切配注器 大通径连通阀 底部连通阀 采 用 封 隔 器将不同的层段分隔开 ， 依靠低剪切配注器对控制层聚合物溶液的流动进行控制 ，通过提高注入压力 ， 增加加强层的注入量 ， 从而调整注入剖面 。 技术原理 分层注聚合物管柱 注入层 注入层 低渗层 注入层 低剪切配注器 大通径连通阀 底部连通阀 注聚封隔器 主要技术指标 剪切降解率 （ ） 6 流量范围 （ m3/d） 25 180 分注层数： 3 4层 工艺过程 分层注聚合物管柱 注入层 注入层 低渗层 注入层 低剪切配注器 单向连通阀 底部连通阀 可洗井封隔器 憋压坐封 开启连通阀 工艺过程 分层注聚合物管柱 注入层 注入层 低渗层 注入层 配套专用打捞器 低剪切配注器 单向连通阀 底部连通阀 可洗井封隔器 憋压坐封 开启连通阀、顶替 打捞憋压套 工艺过程 分层注聚合物管柱 注入层 注入层 低渗层 注入层 低剪切配注器 单向连通阀 底部连通阀 可洗井封隔器 憋压坐封 开启连通阀、顶替 打捞憋压套 工艺过程 分层注聚合物管柱 注入层 注入层 低渗层 注入层 低剪切配注器 单向连通阀 底部连通阀 可洗井封隔器 憋压坐封 开启连通阀、顶替 打捞憋压套 工艺过程 分层注聚合物管柱 注入层 注入层 低渗层 注入层 低剪切配注器 单向连通阀 底部连通阀 可洗井封隔器 憋压坐封 开启连通阀、顶替 打捞憋压套 工艺过程 分层注聚合物管柱 注入层 注入层 低渗层 注入层 低剪切配注器 单向连通阀 底部连通阀 可洗井封隔器 憋压坐封 开启连通阀、顶替 打捞憋压套 测试分层指示曲线 电磁流量计 工艺过程 分层注聚合物管柱 注入层 注入层 低渗层 注入层 低剪切配注器 单向连通阀 底部连通阀 可洗井封隔器 憋压坐封 开启连通阀、顶替 打捞憋压套 测试分层指示曲线 工艺过程 分层注聚合物管柱 注入层 注入层 低渗层 注入层 低剪切配注器 单向连通阀 底部连通阀 可洗井封隔器 憋压坐封 开启连通阀、顶替 打捞憋压套 测试分层指示曲线 工艺过程 分层注聚合物管柱 注入层 注入层 低渗层 注入层 低剪切配注器 单向连通阀 底部连通阀 可洗井封隔器 憋压坐封 开启连通阀、顶替 打捞憋压套 测试分层指示曲线 工艺过程 分层注聚合物管柱 注入层 注入层 低渗层 注入层 低剪切配注器 单向连通阀 底部连通阀 可洗井封隔器 憋压坐封 开启连通阀、顶替 打捞憋压套 调配、测试 测试分层指示曲线 分注 配套工具 分层注聚合物管柱 注聚封隔器 注入层 注入层 低渗层 注入层 低剪切配注器 大通径连通阀 底部连通阀 低剪切配注器 配套工具 依靠增加比表面积增阻原理和紊流增阻原理 ，控制聚合物的流动 。 芯子 排量与压降数据 芯子 1 2 3 4 5 6 7 8 20 0 0 10 40 70 00 量 压降曲线 0 1 2 3 4 30 60 90 120 150 180 210 排量 压降1 2 3 4 5 6 7 8 试验表明 ， 排量在 25m3/d 180m3/配注器对聚合物剪切率小于 6%， 最高压降可以达到 由于目前注聚井配注多数在 200m3/ 单层配注不超过150m3/d， 因此 ， 设计的低剪切配注器能够满足生产需要 。 配套工具 配注器出口通道设计有低剪切洗井滑阀 ， 解决了分注管柱彻底反洗井问题和洗井后封隔器洗井阀可靠关闭问题 。 低剪切配注器 配套工具 配套专用打捞器 低剪切配注器 配套工具 分层注聚合物管柱 注聚封隔器 注入层 注入层 低渗层 注入层 低剪切配注器 大通径连通阀 底部连通阀 配套工具 分层注聚合物管柱 注聚封隔器 注入层 注入层 低渗层 注入层 低剪切配注器 大通径连通阀 底部连通阀 设计双作用连通阀，实现 4层分注 , 管柱堵塞时，可以蹩压泄流，并可以通过投入憋压套关闭连通阀，继续分注。 单井分析 层段 配注 分注前 （ 2002 分注后 （ 2003 2、 3、 4 70 1 5 20 6 6 30 2 10% 90% 0% 37% 18% 45% 单井分析 层段 配注 分注前 （ 2002 分注后 （ 2003 11 40 3 120 1 21 30 1 54% 41% 5% 42% 31% 27% 单井分析 层段 配注 分注前 （ 2003 分注后 （ 2003 1、 23 5 75 26 15 3、 4、 6 110 27% 23% 50% 16% 6% 78% 汇报提纲 三、技术特点 一、 概 述 二 、 技术组成、工艺原理 1、 依靠增加比表面积增阻原理和紊流增阻原理 ， 研制了有利于聚合物链条恢复的连续扩缩结构配注器 ， 剪切率低 。 技术特点 2、 配注器 设计了低剪切洗井阀，避免洗井水形成短路水、洗井不彻底问题。 3、 设计了带有分流通道的打捞器 ， 避免产生活塞效应 ， 降低钢丝打捞负荷 ， 提高成功率 。 汇报提纲 三、技术特点 一、 概 述 二 、 技术组成、工艺原理 聚驱后返吐井分注技术 汇报提纲 一 、 概述 二 、 主要技术内容 三 、 现场应用的效果 四 、 结论及认识 聚合物驱转水驱开发后 ， 分注井在停注 、 洗井时 ， 经常性地出现地层返吐残留聚合物团块 ，堵塞井下配注工具 ， 导致投捞测试仪器遇阻 ， 无法测试调配 ， 无法正常分注 。 注水层 注水层 注水层 注水层 为了解决聚合物和污泥调剖后分层注水井地层返吐问题 ， 减少频繁换封作业成本 ， 提高分注有效率 ， 开展了聚驱后地层返吐注水井分注工艺研究 。 汇报提纲 一 、 概述 二 、 主要技术内容 三 、 现场应用的效果 四 、 结论及认识 1、研究了三种防返吐分注管柱： 1） 适合流动态返吐物 2） 适合套变井返吐 3） 适合团块状返吐物 限压单流阀 防返吐偏心配水器 注水层 割缝筛管 可控底堵 注水封隔器 注水层 注水层 管柱组成： 由防返吐偏心配水器、注水封隔器、限压单流阀、底部球座、割缝筛管等组成。 管柱一 ： 限压单流阀 防返吐偏心配水器 注水层 割缝筛管 可控底堵 注水封隔器 注水层 注水层 防倒流 过滤 防返吐偏心配水器 注水层 注水层 分注管柱下井过程中，管柱底部限压单流阀暂时关闭。 注水层 注水层 下入 20根油管，向油管内加灌清水一次。 注水层 注水层 下入 20根油管，向油管内加灌清水一次。 注水层 注水层 下入 20根油管，向油管内加灌清水一次。 注水层 注水层 管柱下井后，油管内蹩压坐封封隔器，投捞调配配水器。 注水层 注水层 偏心配水器出口单流阀在注水时打开，停注时弹簧复位，关闭单流阀，限压单流阀在内外压差小于 2止地层返吐聚合物进入油管，从而防止堵塞管柱和配水器水嘴。 注水层 注水层 反洗井时，由于单流阀的关闭，液体不会在配水器出口回流进入油管内形成短路水，经过各级封隔器后，高于限压单流阀内外压差 2开单流阀进入油管，从井口油管内返出。 管柱组成： 由小直径防返吐偏心配水器、小直径注水封隔器、限压单流阀、底部球座、割缝筛管等组成。 管柱二： 小直径扩张封隔器 小直径防返吐配水器 注入层 注入层 注入层 限压单流阀 套管补贴段 分注管柱下井过程中， 不向油管内灌水， 管柱下井后，反洗井合格，向油管内蹩压坐封封隔器，投捞调配配水器。 偏心配水器出口单流阀在注水时打开，停注时弹簧复位，关闭单流阀，限压单流阀在内外压差小于 2止地层返吐聚合物进入油管。 小直径扩张封隔器 小直径防返吐配水器 注入层 注入层 注入层 限压单流阀 套管补贴段 管柱组成： 由剪切过滤器、防返吐偏心配水器、注水封隔器、限压单流阀、底部球座、割缝筛管等组成。 管柱三： 限压单流阀 防返吐配水器 注水层 割缝筛管 可控底堵 压缩式封隔器 剪切过滤器 注水层 注水层 分注管柱下井、油管内蹩压坐封封隔器，投捞调配配水器，注水压力达到 5切过滤器双向卡封，将射孔井段局部或全部卡封，从而将地层返吐的聚合物携砂团块阻挡在过滤管组成的环空，防止聚合物返吐大量进入井筒。 限压单流阀 防返吐配水器 注水层 割缝筛管 可控底堵 压缩式封隔器 剪切过滤器 注水层 注水层 技术指标 耐压 :35温 :120 适应套管内径： 100术特点 （ 1） 分注管柱偏心配水器能够防倒流和防堵塞 ，能够防止地层返吐聚合物从配水器进入管柱和堵塞配水器 。 （ 2） 割缝筛管和限压单流阀组配成的可控洗井阀 ，能够防止返吐聚合物从管底球座进入油管 ， 堵塞管柱 。 技术特点 （ 3） 防返吐分注管柱剪切过滤器对地层返吐聚合物具有剪切和过滤阻挡作用 ， 能够防止聚合物返吐进入井筒和堵塞管柱 。 （ ） 分注管柱配套工具具有通用性 ， 和常规投捞测试工艺配套 ， 不仅能适用于返吐井 ， 而且适合常规分注井 ， 避免洗井短路水 ， 洗井彻底 。 汇报提纲 一 、 概述 二 、 主要技术内容 三 、 现场应用的效果 四 、 结论及认识 截至 2008年 1月 ， 累计现场试验应用 16口井 20井次 ，工艺成功率 95%， 有效率 95%， 可对比井平均有效期达到 13个月 （ 目前个月 ， 最长有效期达到 1个月 ） 。通过实现有效分注 ， 控制无效注水 ， 避免重复作业 ，解决了聚合物驱后和聚合物驱调剖后易返吐注水井分注难的问题 ， 基本满足了聚驱后注水井分注的特殊工艺要求 ， 目前已经在生产上全面推广应用 。 剪切过滤器 剪切过滤器 限压单流阀 注水层 割缝筛管 可控底堵 注水层 防返吐配水器 防返吐配水器 中部球座 定位器 减阵筒 双 近一年平均换封周期 2个月，经常因停注返吐堵塞，无法正常分注。 2007年 2月，采用剪切控制器防止地层返吐的分注管柱进行试验，管线穿孔停注后，仍能够正常分注。 剪切过滤器 剪切过滤器 限压单流阀 注水层 割缝筛管 可控底堵 注水层 防返吐配水器 防返吐配水器 中部球座 定位器 减阵筒 双 6月进行酸化，换封重新下入防返吐分注管柱。 从起出工具看到从割缝管剪切的聚合物碎硝，表明剪切过滤器具有较好的剪切过滤作用，防返吐效果良好。 赵 34井为含聚合物污泥调剖后分注井 ， 含聚合物污泥调剖后分注过程中返吐严重 ， 无法分注 ， 为此年月下入两级三段 一次分注成功 。 限压单流阀 注水层 割缝筛管 可控底堵 注水层 防返吐配水器 防返吐配水器 中部球座 减阵筒 双井试验有效期最长，年月管柱下井，目前仍有效 ,有效期达到 7个月。该井之前作业后因返吐无法分注合注，应用 年多来，经过多次的管线穿孔停注、洗井、调配、测试，仍正常分注。 汇报提纲 一 、 概述 二 、 主要技术内容 三 、 现场应用的效果 四 、 结论及认识 结 论 认 识 1、剪切过滤防返吐分注管柱，能够有效抑制地层返吐残留聚合物团块和聚合物调剖剂颗粒，避免因严重返吐堵塞管柱问题。 结 论 认 识 2、三种系列防返吐分注管柱，工艺简便、防堵塞能力强，并且能够反洗井，能够满足油田不同类型残留聚合物返吐的注水井分注工艺需要。 结 论 认 识 、三种系列防返吐分注工艺不仅可以用于返吐井，而且可用于常规分注井，并且能够防止洗井短路，洗井彻底。 、防返吐分注工艺和现有作业施工工艺、投捞测试工艺匹配，具备通用性，已经推广应用。 排水采气技术 随开采时间的增加和开发程度的加深 ， 气田和气井都面临气井产水问题 ， 它严重地威胁气井生产的稳定 ，使产气量急剧下降 ， 严重时气井被水淹停产 ， 大大降低气田和气井采收率 。 因此 ， 掌握消除和延缓水害的工艺措施 ， 掌握气井带水生产工艺和气井排水采气工艺 ， 对提高气田和气井最终采收率是很重要的 。 技术背景 （一）气井出水原因、对生产的影响 1 、气井出水原因 ( 1 ）气井工艺制度不合理。气井产量过大，使边、底水突进。 ( 2 ）气井钻在离边水很近的区域。 ( 3 )气水接触面已推近到气井井底，产地层水。 原因分析 （一）气井出水原因、对生产的影响 2 、气井产水对生产的危害 ( l ）气藏出水后，在气藏产生分割，形成死气区，加之部分气井过早水淹，使最终采收率降低。一般纯气驱气藏最终采收率可达 90 以上。水驱气藏采收率仅为 40 一 50 % ，气藏因气水两相流动使一次采收率低于 40 。 原因分析 （一）气井出水原因、对生产的影响 2 、气井产水对生产的危害 ( 2 ）气井产水后，降低了气相渗透率，气层受到伤害，产气量迅速下降，递减期提前。 原因分析 （一）气井出水原因、对生产的影响 2 、气井产水对生产的危害 ( 3 ）气井产水后，由于在产层和自喷管柱内形成气水两相流动，压力损失增大，能量损失也增大，从而导致单井产量迅速递减，气井自喷能力减弱，逐渐变为间歇井，最终因井底严重积液而水淹停产。 原因分析 （一）气井出水原因、对生产的影响 2 、气井产水对生产的危害 ( 4 ）气井产水将降低天然气质量，增加脱水设备和费用，增加了天然气成本。 原因分析 （一）气井出水原因、对生产的影响 2 、气井产水对生产的危害 针对出水气井的上述特点，需要根据不同类型的气水井特点，采用相适应的人工或机械的助喷工艺，排除井筒积液，降低井底回压，增大井下压差，提高气井带水能力和自喷能力，确保设备、气水井的正常采气。 原因分析 （二）各种排水采气工艺方法的评价 产水气藏的排水采气试验研究最大的难题，是排水采气装置都要经受井内流体的复杂性和严重的腐蚀性的考验。因此，排水采气装置并非是采油举升法的单纯“移植”，而是根据气藏（井）的实际情况，做了大量适应性改进和配套完善工作。 措施 （二）各种排水采气工艺方法的评价 目前排水采气工艺主要有下述几种方法： 1. 优选管柱排水采气； 2. 泡沫排水采气； 3. 气举排水采气； 4. 活塞气举排水采气； 5. 游梁抽油机排水采气； 6. 电动潜油泵排水采气； 7. 射流泵排水采气。 措施 （二）各种排水采气工艺方法的评价 (l)优选管柱排水采气： 适用于有一定自喷能力的小产水量气井。最大排水量 100 d ，目前最大井深 2500m ；可用于含硫气井；设计简单、管理方便、经济投人较低。 排水采气工艺适应范围 （二）各种排水采气工艺方法的评价 (2)泡沫排水采气： 适用于弱喷及间喷产水并的排水。最大排水量 120 d ，最大井深 3500 计、施工和管理简便；经济成本较低。 排水采气工艺适应范围 (2)泡沫排水采气： 向井底注入某种能够遇水产生泡沫的表面活性剂，当井底积水与化学药剂接触后，大大降低了水的表面张力，借助于天然气流的搅动，把水分散并生成大量低密度的含水泡沫，从而改变了井筒内气水流态，这样在地层能量不变的情况下，提高了采气井的带水能力，把地层水举升到地面。同时，加人起泡剂还可提高气泡流态的鼓泡高度，减少气体滑脱损失。 （二）各种排水采气工艺方法的评价 (3)气举排水采气： 适用于水淹井复产、大产水量井助喷及气藏强排水。最大排水量 400 d ，最大举升高度 3500m ；可用于中、低含硫气井；装置设计、安装较简单，易于管理，经济投人较低。 排水采气工艺适应范围 (3)气举排水采气： 气举排水采气是利用高压气井的能量或天然气压缩机为气举动力，借助于井下气举阀的作用，向产水气井的井筒内注人高压天然气，补充地层能量，排除井底积液，恢复气井的生产能力的一种人工举升工艺。 （二）各种排水采气工艺方法的评价 (4)活塞气举排水采气： 适用于小产水量间歇自喷井的排水。最大排水量 50 d ，最大举升高度 2800m ；装置设计、安装和管理简便；耐硫化氢腐蚀性较好；经济投人较低。对斜井或弯曲井受限。 排水采气工艺适应范围 (4)活塞气举排水采气： 适用于小产水量间歇自喷井的排水。最大排水量 50 m3d ，最大举升高度2800m ；装置设计、安装和管理简便；耐硫化氢腐蚀性较好；经济投人较低。对斜井或弯曲井受限。 工艺原理： 把一个带有凡尔的钢质活塞下入油管中，当活塞在油管底部时，油管是关闭的，井中的全部产出物进入环形空间。此时套管压力恢复，并在环形空间中储存能量，以达到推动活塞并将其上的液体举至地面。可以在出气管线上安装时间脉冲器操作电动凡尔进行控制，用来调节活塞运动的周期速率，随着活塞到达地面，有一个缓冲器打开活塞上的凡尔，在预先设定的时间间隔内允许产物流出。 （二）各种排水采气工艺方法的评价 ( 5 )游梁抽油机排水采气： 适用于水淹井复产、间喷井及低压产水气井排水。最大排水量 70 d 目前最大泵深 250设计、安装和管理较方便；经济成本较低。对高含硫或结垢严重的气井受限。 排水采气工艺适应范围 ( 5 )游梁抽油机排水采气： 1234567 将有杆深井泵下人井筒动液面以下适当深度 ， 泵筒中的柱塞在抽油机带动下作上下往复运动而抽汲排水 ， 达到排水采气目的 。 进人泵筒内的地层水从油管排出 ， 而天然气则从油套环形空间产出 。 为适应气水井排水采气的要求 ， 井内设备采用有利于防腐和提高泵效的软密封深井泵 ， 脱接器 ， 井下气水分离器 ，旋转接头等机抽排水采气配套装置 ， 提高了机抽排水采气的技术机抽排水采气的装备简单 ， 设计方法成熟 。 因此 ， 它适用于气藏中后期低压间歇井 ， 投资少 、 不受高采出程度的限制 ， 可枯竭性水淹气井的排水采气 。 工艺原理 （二）各种排水采气工艺方法的评价 ( 6 )电动潜油泵排水采气： 适用于水淹井复产或气藏强排水。最大排水量可达500 d ，目前最大泵深 2700m；参数