两级三段分层注水工艺的推广与应用

两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 二、油藏地质开发及工艺存在的主要问题 三、工艺技术改进与完善提高 四、实施情况及效果对比 五、结论与认识 一、项目概况 目 录 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 文南油田是一个异常高温、高压、低渗透的复杂断块非均质油气藏。 目前开发存在的问题： 1、注水压力高达 48层间矛盾十分突出。 2、储量动用极不均衡。 一、项目概况 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 地质储量 水驱动用程度 采出程度 一类层 104t 二三类层 104 性质 类别 文南油田 2005年 12月开发状况 存在问题：储量动用不均。 下步主攻方向： 实施细分层注水。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 2004年 ：进行了 两级三段偏心配水 注水工艺 研究和现场试验。实施 10井次，调配成功 2井次 ,实施成功率 20。 存在问题：调配成功率低， 无法满足动态调配需要。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 2005年 ： 我们和胜利采油院结合 ， 进行两级三段空心配水管柱研究。 研究应用了 两级三段空心配水 工艺并进行了现场实施。 所做的主要工作： 1、改进提升封隔器性能指标。 由于井深在 2000内，使用的封隔 器指标为耐压 3020， 无法满足文南油田 40耐温 130以上的高温。改进应用氢化丁 晴胶筒，并使用“铜套”肩部保护，满足了 文南油田高温高压分注需要。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 2、研制“卡箍式 ”密封圈，解决配水 器高压密封问题。 原“”型密封圈耐温耐压不够，易变形， 针对投捞过程易脱落造成配水误差大的问 题，研制“卡箍式”一体化配水芯子，解决 了密封圈脱落造成的配水误差问题。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 3、研制应用补偿器，解决管串蠕动 易失效问题，延长管柱寿命。 4、研制双级高压滑套，提高验封压 力，解决因油管漏失造成管柱异常失效。 最终形成了 一套 适合文南油田特殊地质条件下的细分层注水新工艺。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 共实施两级三段分层空心配水管柱 26井次 。 实施情况： 平均注水压力增加 增加水驱动用储量 104 t， 06年有 16口对应油井见效增油 测试调配成功率 100 。 实施效果： 创效 投入产出比 1： 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 二、文南油田油藏开发及工艺存在的主要问题 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 截至 2005年 12月 ， 文南油田共有注水井 348口 ， 正常开井 212口 。 注一段水井总开井数 1 5 0 口 ， 套压 平均日注 ， 注两段井 82口 ， 平均油压 平均单井日注 。 （一）注水现状 分注方式： 采取油套分注两段， 工艺技术已比较成熟。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 （二）油藏地质开发过程中存在问题 成熟的油套分注两段工艺技 术，只能缓解层间矛盾，限制高 渗层吸水，差层无法启动。 无法完全满足文南油田开发需要，对应油井增油效果差。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 年份 2000年 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 井数 （口） 60 58 66 79 52 101 见效增油 （ t） 3025 3251 2880 3280 3952 3890 历年水井分注效果统计表 年平均对应油井见效增油仅为 3429t。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 （二）油藏地质开发过程中存在问题 以目前文南油田文 95块为例 ， 该区储层发育连片性好 、 物性较好 。 平均孔 隙度 地层水 矿化度 地下原油粘度 s 原始油气比m3/t 原始地层压力藏饱和压力26 104 49 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 平均孔 隙度 地层水 矿化度 地下原油粘度 s 原始油气比m3/t 原始地层压力藏饱和压力26 104 49 层为强亲水 ， 流体性质表现为三高一低一小 。 “ 三高 ” ：油藏饱和压力高 、 原始油气比高 、 地层水矿化度高 。 “ 一低 ” ：地下原油粘度低 。 “ 一小 ” ：密度小 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 油水井 （口） 油井 （口） 日产液 (t) 综合含水 (%) 采油速度 (%) 地质采出程度（ 104） 工业采出程度（ 104） 83 51 934 95块 油水井 （口） 水井 (口 ) 日注水平（ 综合递减（） 自然递减（） 水驱控制程度（ 104） 水驱控制储量（ 104） 83 32 1099 48 注采井数比 1:质采出程度 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 开发过程存在的主要问题是： 储量动用不均 ， 主力层水淹严重 ， 二类层动用相对较差 。 性质名称 地质储量 水驱动用储量 水驱动用程度 水淹区储量 采出程度 动用程度 一类层 325 104t 291 104t 273 104t 较高 二类层 三类层 197 104t 127 104t 104t 相对较低 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 （二）油藏地质开发过程中存在问题 因此目前油套分注工艺不能 完全满足油藏开发需要 ！ 研究方向 开展细分层注水工艺研究推广 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 （三）目前油藏开发过程工艺方面存在的主要问题 （ 1） 注水压力高 文南油田油藏埋藏深 ， 储层物性差 ， 平均注水压力为 最高注水压力达 48间矛盾十分突出 。 目前油套分注工艺不能完全满足地质开发要求 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 （ 2） 两级三段偏心配水工艺不适合 文南油田注水开发需要 根据文南油田地质开发需要 ， 从 2004年开始进行两级三段细分层注水工艺试验 。 我们首先尝试应用了两级三段偏心配水工艺管柱 ， 因为偏心配水器可以进行任意级配水器水嘴的投捞调配 ，操作比较方便 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 同年实施应用了 10口井偏心配水工艺管柱 ，施工均获得一次成功 . 于文南油田油藏埋藏深 ，注水压力高 ， 先后实施应用 10口井 ， 仅有两井次实现了动态调配 ， 调配成功率只有 20 。 （ 2） 两级三段偏心配水工艺不适合 文南油田注水开发需要 由于无法实现水量动态调配 ， 不能完全满足地质配注需要 。 因此 ， 认为偏心配水分注工艺不能作为文南油田分层注水工艺主体技术 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 我们的研究思路是： 尝试对两级三段空心配水工艺的论证和研究 ，先选择对油藏认识比较清楚的文 33块和文 95块进行试验 ， 成功且工艺技术成熟的情况下在文南油田全面推广 。 （ 3） 选择适合文南油田开发特点的细分层注水工艺 确定研究思路后 ， 2005年起开始对空心配水工艺的研究和论证 ， 和胜利采油院结合 ，开展了二级三段空心分注工艺试验 并获得成功 ， 最终形成了适合文南油田特殊地质条件下的细分层注水新工艺 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 三 、 工艺技术改进 与完善提高 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 根据确定的研究思路 ， 技术人员和胜利油田采油院结合 ， 研究引进了两级三段空心配水分层注水工艺管柱 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 （ 一 ） 管柱结构 该注水管柱由 水力锚 、 支撑卡瓦 、 补偿器等组成 （ 如右图所示 ） 。 注水段 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 技术指标 分注层数： 5层 封隔器座封压差： 1620 额定工作压差： 30 额定工作温度： 120 C 配水器开启压差： 适应套管内径： 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 工艺简介 先按照施工设计将注水完井管柱下入注水井中 ， 按要求反洗井合格 ， 然后从油管正打压16180每点稳压 3即可完成两级封隔器的坐封 ， 封隔油套环空 ， 放压后配水器连通油套管 ， 实现分层注水 。 1、封隔器的坐封 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 倒好正注流程 ， 自油管正注 ， 配水器在注水压力下自动开启 ， 实现正常注水 。 2、注水 3、反洗井 封隔器带反洗通道 ， 需要反洗井时 ， 倒好反洗井流程 ， 即可反洗井 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 从油管内下入测试仪器 ， 即可进行逐级测试 。 调配时 ， 下入打捞工具将原配水芯子捞出 ， 重新投入所需配水芯子即可 ， 必要时可进行液力助捞 。 4、测试、调配 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 完善改进与提高内容 1、 改进提升封隔器性能 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 改进前： 原封隔器胶筒使用的丁晴橡胶耐温只有 120 C， 耐压最高 30不能满足文南油田深井高温的要求 。 改进后： 采用优化配方设计 、 纳米技术特殊加工制作而成耐高温高压的氢化丁氰材料 ， 耐温可达到 140 耐压达到了 40 满足了文南油田深井高压分注的需要 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 原 最高座封载荷不能超过 10吨 ，最高承压只能达到30 后来引进应用采油院的 “ 金属丝网 ” 台肩保护 。 金属丝网台肩保护 作业跟踪发现 ，起出封隔器发现金属网被挤扁变形 ， 封隔器胶筒完好 ， 得到了保护 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 创新点： 应用了软金属“铜套保护罩”台肩保护。 效果： 1、封隔器工作寿命延长 2、密封压力提高到40 “铜套保护罩”台肩保护 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 研制应用 “ 卡箍式 ” 密封圈 ， 替代原 “ O” 型密封圈 ， 提高配水器配水芯子密封问题 ， 保证配注成功率 。 完善改进与提高内容 2、 改进提升配水器密封性 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 常规的 “ O”型密封圈 ， 受井筒温度和压力影响容易发生变形 ， 不能全部保证配水芯子到位后的彻底密封 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 原使用的 “ O” 型密封圈 （ 如右下图 ）在调配过程中多次 发现胶圈脱落和 变形现象 。 配水芯子密封圈 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 据统计 2005年施工 10口井 ， 有 8口井发现配水器芯子胶圈不正常脱落 。 井号 3333 33配发 现问题 密封圈全部脱落 密封圈脱落 2个 密封圈变形脱落 1个 密封圈脱落 1个 密封圈全部脱落 分注管柱调配时发现问题 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 据统计 2005年施工 10口井 ， 有 8口井发现配水器芯子胶圈不正常脱 落 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 根据密封圈存在容易脱落的主要问题 ， 我们研制应用了 “ 卡箍式 ” 密封圈 （ 见下图 ） 解决了问题 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 改进前 改进后 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 改进后的 “ 卡箍式 ” 密封圈装死嘴测试验证可以保证密封 。 2006年投入应用 16口井 ， 调配时起出配水芯子 ， 未发现异常 。 井号 3395 33配发 现问题 密封圈 完好 密封圈轻微磨损 密封圈轻微磨损 密封圈 完好 密封圈 完好 分注管柱调配时发现问题 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 完善改进与提高内容 研究应用 15型补偿器，改善管柱的受力条件，延长管柱的使用寿命。 3、 配套补偿器提高管柱稳定性 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 分注管柱的稳定性与分注管柱有效期的长短有着直接关系 。 目前主要依靠水力锚锚定管柱 ， 当注水压力波动和温度发生变化时 ， 管柱会出现蠕动现象 。 管柱蠕动是造成分注管柱失效的主要原因之一 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 2006年以来 ， 在所有两级三段分注管柱上全部应用了 15型补偿器 ， 效果比较明显 ， 分注有效期得到了延长 。 时 间 2005年 2006年 井号 3333 9533 有效期 260天 305天 265天 180天 继续有效 300天 继续有效 290天 继续有效 分注管柱应用补偿器效果对比 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 研制双级高压滑套 ， 提高验封压力试注 ， 避免因油管漏失造成管柱异常失效 。 完善改进与提高内容 4、 研制高压滑套 ， 避免管柱漏失 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 005年 8月分注中下两段 ，座封后验封 25 正常注水时最高压力至 发现管串失效 。 起出全部管柱检查发现封隔器以上第一根油管出现裂缝 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 针对因油管漏失造成分注管柱失效的原因 ， 我们设计了多功能验管器和高压滑套 ， 座封前先根据预计注水压力对管柱进行强度试压 35从而避免了座封后因管柱问题造成异常换封 。 上剪钉 上滑套 下滑套 下剪钉 双级高压滑套设计思路示意图 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 上 、 下滑套 （ 密封圈 ） 配套钢球 剪钉 本体 双级滑套配件 双级高压滑套实物图片 解决了分注管柱失效后对管柱的失效原因的判断问题 ， 给制定下步措施提供科学依据 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 2006年 5月 分注管柱已经失效且有效期只有 102天 ， 起管柱投球验管证实油管漏失 ， 起出管柱发现部分油管丝扣锥度较差 ， 更换全井油管后下两级三段空心分注管柱一次成功 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 目前共应用 26口井 ， 平均单井注水压力升高 实现了分层注水 、 分层测试和调配 ， 并成功的进行了测 试调配工作 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 四 、 实施情况及效果对比 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 截止目前 ， 文南油田共实施空心配水管柱 26口井 ， 分注后有效的减少了高渗透层的吸水 ， 增加了二三类层的吸水和动用 ，实施一次成功率 100 。 有效减缓了层间矛盾 ， 加强了二三类层的水驱动用 ， 平均单井注水压力上升 增加水驱动用储量 104t。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 286井 ， 井距 300m 。 两级三段分层注水工艺推广与应用 中原油田分公司采油四厂 内容 项目 油压（ 套压 （ 配注（ m3/d） 实注（ m3/d） 实施前 8 8 90 92 实施后 32 0 0