分层注水技术--注水工艺讲座

1、注水井分注技术基础 主要内容 一、分注基础知识 1、配水器种类及管柱结构 2、封隔器种类及管柱结构 3、管柱支撑类型 二、免投死嘴高压分注技术 分层注水分类、比较分层注水分类、比较 按配水器按配水器 类型分类类型分类 固定配水管柱固定配水管柱 空心空心配水管柱配水管柱 偏心偏心配水管柱配水管柱 组合组合配水管柱配水管柱 压缩式封隔器压缩式封隔器配水管柱配水管柱 扩张式封隔器扩张式封隔器配水管柱配水管柱 按封隔器按封隔器 类型分类类型分类 按管柱固定按管柱固定 方式分类方式分类 悬挂式悬挂式配水管柱配水管柱 锚定式配水管柱锚定式配水管柱 支撑式支撑式配水管柱配水管柱 固定配水管柱固定配水管柱 空

2、心空心配水管柱配水管柱 偏心配水管柱偏心配水管柱 组合组合配水管柱配水管柱 按配水器按配水器 类型分类类型分类 1、配水器种类及管柱结构 注水 层 注水层 球座 封隔器 节流器 节流器 节流器 注水层 测试球座 测试球座 封隔器 1.1 1.1 固定配水管柱固定配水管柱 优点：优点： 结构简单，维护简便结构简单，维护简便 缺点：缺点： 分层水量难调整，分层水量难调整， 测试工艺复杂，测试工艺复杂， 无法细分注水。无法细分注水。 1.2 1.2 空心配水管柱空心配水管柱 注水 层 注水层 球座 撞击筒 封隔器 封隔器 空心配水器甲 空心配水器乙 空心配水器丙 注水层 空心配水器空心配水器 液力助

3、捞：液力助捞： 液力助捞器进入相关配水器，配水器液力助捞器进入相关配水器，配水器 芯子与液力助捞器形成临时活塞，此芯子与液力助捞器形成临时活塞，此 时进行反洗井就可把芯子捞出配水器，时进行反洗井就可把芯子捞出配水器， 由录井钢丝起到地面。由录井钢丝起到地面。 胜利油田液力助捞技术胜利油田液力助捞技术 级数/参数 甲乙丙 总长 （mm）540540540 最大外径（mm）106106106 中心管最小内径 （mm） 574840 芯子最小通径 （mm） 464030 凡尔启开压力 （MPa） 0.70.70.7 空心配水器参数空心配水器参数 1.2 1.2 空心配水管柱空心配水管柱 优点：优点：

4、 1 1、配水器结构简单、配水器结构简单 2 2、投捞成功率高、投捞成功率高 缺点：缺点： 1 1、分注层数受限（、分注层数受限（3 3层）层） 不适合多层细分注水不适合多层细分注水 2 2、不能单独调配任意层、不能单独调配任意层 1.2 1.2 空心配水管柱空心配水管柱 注水 层 注水层 球座 撞击筒 封隔器 封隔器 空心配水器甲 空心配水器乙 空心配水器丙 注水层 3 3、配水器注水芯子上的三角型密封圈在打捞过程中易、配水器注水芯子上的三角型密封圈在打捞过程中易 落井，在以后的投捞工作中可能造成卡阻及投送不到位等现落井，在以后的投捞工作中可能造成卡阻及投送不到位等现 象。象。 4、打捞配水

5、器芯子时，由于液力打捞器密封段上的密封件、打捞配水器芯子时，由于液力打捞器密封段上的密封件 过盈量较大，钢体配合面加工精度不够，使打捞器密封段插入注过盈量较大，钢体配合面加工精度不够，使打捞器密封段插入注 水芯子时难度大，易造成投捞作业失败。水芯子时难度大，易造成投捞作业失败。 5、 测试调配中，因打捞工具上没有扶正机构，使配水芯测试调配中，因打捞工具上没有扶正机构，使配水芯 子捞获后因磕碰、井斜等因素的影响而落井。子捞获后因磕碰、井斜等因素的影响而落井。 密封圈脱落情况密封圈脱落情况 1.3 1.3 偏心配水管柱偏心配水管柱 注水层注水层 封隔器封隔器 偏心配水器偏心配水器 注水层注水层 注

6、水层注水层 偏心配水器偏心配水器 偏心配水器偏心配水器配水器工作筒配水器工作筒 配水器堵塞器配水器堵塞器 1.3 1.3 偏心配水管柱偏心配水管柱 小直径偏心配水器小直径偏心配水器 1.3 1.3 偏心配水管柱偏心配水管柱 配水器堵塞器配水器堵塞器 1.3 1.3 偏心配水管柱偏心配水管柱 绳帽 密封圈 密封圈 螺钉 螺钉 销钉 压簧 投捞爪 压簧 螺钉 投捞头 投捞体 螺钉 导向体 轴 导向爪 压簧 导向体 轴 锁轮 密封圈 轴 扭簧 锁块 锁轮 扭簧 锁块 偏心配水器投捞器偏心配水器投捞器 偏心配水器参数偏心配水器参数 常规 配水器 小直径 配水器 常规 配水器 配水器总长/mm99598

7、0790 最大外径/mm11495114 最小通径/mm464646 偏孔直径/mm202020 工作压力/MPa25，3515，3525 堵塞器最大外径/mm222222 投捞器总长/mm126512651700 投捞器最大外径/mm454544 1.3 1.3 偏心配水管柱偏心配水管柱 优点： 1、分注层数不限， 可单独调配任意层； 2、内通径一致，便于 测试、验封； 3、堵塞器下井保护， 投捞测试成功率高； 4、内通径大、大小一致， 有利于吸水剖面测试 仪器通过。 注水层注水层 封隔器封隔器 偏心配水器偏心配水器 注水层注水层 注水层注水层 1.3 1.3 偏心配水管柱偏心配水管柱 缺点

8、： 1、投捞测试需要配水器 间距大于8米，不适应 多个薄夹层细分； 2、斜井投捞测试成功率低 注水层注水层 封隔器封隔器 偏心配水器偏心配水器 注水层注水层 注水层注水层 1.3 1.3 偏心配水管柱偏心配水管柱 固定配水管柱固定配水管柱 空心空心配水管柱配水管柱 偏心配水管柱偏心配水管柱 组合组合配水管柱配水管柱 按配水器按配水器 类型分类型分 1.4 1.4 组合配水管柱组合配水管柱 注水层 注水层 注水层 注水层 封隔配水器封隔配水器 封封 隔隔 器器 配水封隔器配水封隔器组合芯子组合芯子 1.4 1.4 组合配水管柱组合配水管柱 封隔配水器示意图封隔配水器示意图 注水层 注水层 注水层

9、 注水层 封隔配水器封隔配水器 封封 隔隔 器器 常见组合配水器参数 型号 参数KZH115 DQY341 耐压差（MPa）2525 耐温（）12090 配水器总长（mm）1460950 配水封隔器总长（mm）1260950 配水器芯子总长（mm）1450576 配水封隔器最大外径（mm115114 配水器芯子最大外径（mm6055、52 配水器芯子最小内径（mm28.5、26 配水封隔器最小内径（mm56、5260、55、52 优点： 1、分注层数4-5层， 一次投捞调配多层。 2、配注层间距不受限制， 适应多个薄夹层细分 注水。 3、可以采取液力投捞， 适应井斜范围大。 1.4 1.4 组

10、合配水管柱组合配水管柱 注水层 注水层 注水层 注水层 封隔配水器封隔配水器 封封 隔隔 器器 缺点： 1、内通径小或者没有， 无法进行吸水剖面检测。 1.4 1.4 组合配水管柱组合配水管柱 注水层 注水层 注水层 注水层 封隔配水器封隔配水器 封封 隔隔 器器 分层注水分类、比较分层注水分类、比较 按配水器按配水器 类型分类类型分类 固定配水管柱固定配水管柱 空心配水管柱空心配水管柱 偏心配水管柱偏心配水管柱 组合组合配水管柱配水管柱 压缩式封隔器压缩式封隔器配水管柱配水管柱 扩张式封隔器扩张式封隔器配水管柱配水管柱 按封隔器按封隔器 类型分类类型分类 按管柱固定按管柱固定 方式分类方式分

11、类 悬挂式悬挂式配水管柱配水管柱 锚定式配水管柱锚定式配水管柱 支撑式支撑式配水管柱配水管柱 封隔器型号表示法 耐温耐压 钢体最大外径，mm 解封方式代号 坐封方式代号 支撑方式代号 分类代号 Y341 115120/25 2、封隔器种类及管柱结构 封隔器型号表示法 分类代号用分类名称第一个汉语 拼音大写字母表示。 分类名称自封式压缩式楔入式扩张式 分类代号Z ZY YX XK K 封隔器分类代号 2、封隔器种类及管柱结构 封隔器型号表示法 封隔器的支撑方式用不同的阿拉 伯数字表示。 支撑 方式 尾管单向卡瓦无支撑双向卡瓦锚瓦 代号 12345 封隔器支撑方式代号 2、封隔器种类及管柱结构 封

12、隔器型号表示法 封隔器的坐封方式用不同的阿拉 伯数字表示。 坐封 方式 提放管柱转管柱自封液压下工具 代号 12345 封隔器坐封方式代号 2、封隔器种类及管柱结构 封隔器型号表示法 封隔器的解封方式用不同的阿拉 伯数字表示。 解封 方式 提放管柱转管柱 钻铣液压下工具 代号 12345 封隔器解封方式代号 2、封隔器种类及管柱结构 扩张式封隔器扩张式封隔器主要用于早主要用于早 期的分层注水，目前在用的主期的分层注水，目前在用的主 要是新型高压扩张式封隔器，要是新型高压扩张式封隔器， 可以和固定配水器、空心配水可以和固定配水器、空心配水 器、偏心配水器组成配水管柱，器、偏心配水器组成配水管柱，

13、 用于套变井分注。用于套变井分注。 上接头 密封圈 胶筒座 硫化芯子 胶筒 中心管 滤网罩 下接头 2、封隔器种类及管柱结构 扩张式封隔器扩张式封隔器主要用于早主要用于早 期的分层注水，目前在用的主期的分层注水，目前在用的主 要是新型高压扩张式封隔器，要是新型高压扩张式封隔器， 可以和固定配水器、空心配水可以和固定配水器、空心配水 器、偏心配水器组成配水管柱，器、偏心配水器组成配水管柱， 用于套变井分注。用于套变井分注。 上接头 中心管 扩张胶筒 浮动接头 密封圈 下接头 密封圈 2、封隔器种类及管柱结构 压缩式封隔器压缩式封隔器以水力压缩式为主，多数以水力压缩式为主，多数 具备洗井功能，可以

14、和各种配水器组配分注具备洗井功能，可以和各种配水器组配分注 管柱，可多级使用，耐压高（管柱，可多级使用，耐压高（25-35MPa25-35MPa）、）、 有效期长有效期长( (一年以上），应用广泛。一年以上），应用广泛。 2、封隔器种类及管柱结构 压缩式封隔器 项目项目 DQY141 114 70/15 DQY341 114 120/25 ZYY341 114 120/25 JHY341 114 120/25 HNY341 115 120/25 最小内径最小内径mm5454554850 总长总长 mm15601260123511561115 坐封压力坐封压力 MPa 1516688121415

15、45 耐压差耐压差MPa1525252525 洗井通道洗井通道cm2910121212 反洗压力反洗压力 MPa 0.20.30.10.40.60.10.2 解封负荷解封负荷kN2025101525302530 耐温耐温70120120120120 适应套管内适应套管内 径径mm 117132117127120124117132121124 胶筒型号胶筒型号 YS1137 15 YS1137 15 YS11312 25 YS11312 15 YS11412 25 连接螺纹连接螺纹27/8TBG27/8TBG27/8TBG27/8TBG27/8TBG 常见压缩式封隔器参数 分层注水分类、比较分层

16、注水分类、比较 按配水器按配水器 类型分类类型分类 固定配水管柱固定配水管柱 空心配水管柱空心配水管柱 偏心配水管柱偏心配水管柱 组合组合配水管柱配水管柱 压缩式封隔器压缩式封隔器配水管柱配水管柱 扩张式封隔器扩张式封隔器配水管柱配水管柱 按封隔器按封隔器 类型分类类型分类 按管柱固定按管柱固定 方式分类方式分类 悬挂式悬挂式配水管柱配水管柱 锚定式配水管柱锚定式配水管柱 支撑式支撑式配水管柱配水管柱 支撑式配水支撑式配水 管柱管柱主要适合于主要适合于 浅井；浅井； 球座 撞击筒 KPX-114配水器 Y141-114封隔器 KPX-114配水器 Y141-114封隔器 KPX-114配水器

17、注水层 丝堵 筛管 注水层 注水层 3、管柱支撑类型 悬挂式配水管悬挂式配水管 柱柱适合于浅井适合于浅井 和中深井。和中深井。 注水层注水层 封隔器封隔器 偏心配水器偏心配水器 注水层注水层 注水层注水层 3、管柱支撑类型 锚定式配水 管柱主要用于深 井和高压井分注。 锚定补偿式管柱 可以克服管柱蠕 动，提高管柱的 工作寿命。 封隔器封隔器 补偿器补偿器 配水器配水器 封隔器封隔器 配水器配水器 底底+筛筛+堵堵 配水器配水器 注水层注水层1 注水层注水层2 注水层注水层3 封隔器封隔器 水力锚水力锚 水力卡瓦水力卡瓦 3、管柱支撑类型 主要内容 一、分注基础知识 1、配水器种类及管柱结构 2

18、、封隔器种类及管柱结构 3、管柱支撑类型 二、免投死嘴高压分注技术 前言前言 随着注水开发的深入，注水压力在不断升高，国内各随着注水开发的深入，注水压力在不断升高，国内各 油田不同程度存在一些高压分层注水井，多数采用的是压油田不同程度存在一些高压分层注水井，多数采用的是压 缩式封隔器分注管柱，压缩式封隔器分层注水管柱具有耐缩式封隔器分注管柱，压缩式封隔器分层注水管柱具有耐 压高、分注有效期长等特点，在国内油田分层注水井广泛压高、分注有效期长等特点，在国内油田分层注水井广泛 应用。应用。 通常高压分注管柱封隔器坐封压力较高，一般在 1525MPa，多级高压分注管柱难以通过水嘴节流实 现封隔器坐封

19、，因此分注管柱下井时，要求各级配水 器必须带死嘴坐封封隔器，然后通过试井钢丝下入投 捞器，捞出堵塞器、换水嘴，然后重新投入，进行分 注、测试、调配。分注层数越多，投捞调配工作量越 大。 前言前言 两级三段偏心分注，将三级配水 器堵塞器死咀调换成初选水嘴，需要 起下钢丝投捞6趟。高压分注井多数为 中深井和深井，注水压力通常25 35MPa，由于井深和注水压力高等因素 影响，投捞时遇阻遇卡现象较多，经 常造成堵塞器投不到位、钢丝拉断、 仪器掉卡，投捞调配工艺成功率低。 前言前言 注水层注水层 封隔器封隔器 配水器配水器 注水层注水层 注水层注水层 由于注水系统压力较高，坐封封隔器时蹩压高、时由于注

20、水系统压力较高，坐封封隔器时蹩压高、时 间长，在投捞配水器死嘴时压力波动大，管柱蠕动量大，间长，在投捞配水器死嘴时压力波动大，管柱蠕动量大， 容易导致封隔器解封，分注失效。由于投捞调配困难和容易导致封隔器解封，分注失效。由于投捞调配困难和 压力波动大，使得高压分注井难以正常分注，影响注水压力波动大，使得高压分注井难以正常分注，影响注水 时率。时率。 前言前言 针对高压分层注水管柱因投捞调配困难、分注工艺成功针对高压分层注水管柱因投捞调配困难、分注工艺成功 率低的问题，从满足封隔器坐封需要和简化投捞调配入手，研率低的问题，从满足封隔器坐封需要和简化投捞调配入手，研 制了低压坐封高压注水封隔器和定

21、压开启配水器，不需投捞死制了低压坐封高压注水封隔器和定压开启配水器，不需投捞死 嘴即可实现封隔器坐封、分注，并且封隔器坐封、分注均在低嘴即可实现封隔器坐封、分注，并且封隔器坐封、分注均在低 压过程中连续完成，注水管柱工作平稳，管柱蠕动量小，施工压过程中连续完成，注水管柱工作平稳，管柱蠕动量小，施工 工艺简便，工艺成功率高，缓解了高压分注难问题。工艺简便，工艺成功率高，缓解了高压分注难问题。 前言前言 应用范围应用范围 适用于适用于140mm140mm、 178mm178mm套管套管 井多级多段高压分层注水。井多级多段高压分层注水。 技术组成技术组成 注水层注水层 HNY341封隔封隔 器器 K

22、PX-114A 配水器配水器 缓冲器缓冲器 注水层注水层 注水层注水层 压缩式胶筒压缩式胶筒 封隔器封隔器 液压坐封液压坐封 上提解封上提解封 坐封压力坐封压力 7MPa 耐温耐温120 耐压耐压25MPa 解封负荷解封负荷 25kN 上接头 胶圈 解封销钉 锁爪 反洗套 释放套 销钉 挡环 胶圈 上内管 胶筒 隔环 胶筒 外管 坐封座 密封件 胶圈 反洗活塞 连接套 坐封套 下内管 上活塞 胶圈 活塞顶套 缸套 下活塞 胶圈 螺钉 下接头 胶圈 注水层注水层 HNY341封隔封隔 器器 KPX-114A 配水器配水器 缓冲器缓冲器 注水层注水层 注水层注水层 技术组成技术组成 偏心配水器偏心

23、配水器 带水嘴坐封带水嘴坐封 堵塞器开启堵塞器开启 压力压力 12 15MPa 耐温耐温120 耐压耐压 35MPa 堵塞器 工作筒 胶圈 暂堵活塞 销钉 水嘴 打捞头 压盖 胶圈 压簧 轴 扭簧 凸轮 主体 胶圈 水嘴 胶圈 滤罩 注水层注水层 HNY341封隔封隔 器器 KPX-114A 配水器配水器 缓冲器缓冲器 注水层注水层 注水层注水层 技术组成技术组成 液压开启液压开启 伸缩短节开伸缩短节开 启压力启压力 810MPa 耐温耐温120 耐压耐压 35MPa 伸缩距离伸缩距离 0.4m 接头 护帽 密封圈 内管 外管 缸套 密封圈 密封圈 活塞 剪钉 密封圈 锁钉 锁环 锁球 挡环

24、工艺原理工艺原理 坐封坐封 下管柱下管柱 注水层注水层 注水层注水层 注水层注水层 测试验封测试验封 水嘴打开水嘴打开 正常注水正常注水 注水层注水层 注水层注水层 注水层注水层 测试验封测试验封 多级分注管柱带水咀坐封时，当某个 配水器定压开启销钉剪断，水咀通道打开, 注入水进入对应的地层。 如果封隔器密封，注入水不进入相邻 层，相邻层压力不会升高，该层对应的配 水器内外压差随着注水压力的升高而增大， 堵塞器定压开启销钉剪断，水咀通道将打 开。 注水层注水层 注水层注水层 注水层注水层 测试验封测试验封 如果封隔器不密封，注入水将进入相如果封隔器不密封，注入水将进入相 邻层，相邻层压力会升高

25、，该层对应的配邻层，相邻层压力会升高，该层对应的配 水器内外压差将达不到设定开启压力，堵水器内外压差将达不到设定开启压力，堵 塞器销钉不会剪断，水咀通道堵死。塞器销钉不会剪断，水咀通道堵死。 因此，进行分层流量测试时，如果各因此，进行分层流量测试时，如果各 层均有水量，表明封隔器密封；如果某个层均有水量，表明封隔器密封；如果某个 层没有水量，排除该层不吸水因素，表明层没有水量，排除该层不吸水因素，表明 该层上下封隔器有不密封（或套管窜）。该层上下封隔器有不密封（或套管窜）。 注水层注水层 注水层注水层 注水层注水层 测试验封测试验封 二级三段分注管柱测试验封分析 配水器1配水器 2 配水器 3

26、 验封结果 有无无封1、封2漏 有有无封2漏 有有有密封 无有有封1漏 无有无封1、封2漏 无无有封1、封2漏 注：表中“有”和“无”是指该层配水 器有无水量。 注水层注水层 注水层注水层 注水层注水层 生产过程验封生产过程验封 首先将注水井停注，下入带打 捞爪的双作用投捞器，把封隔器附 近配水器堵塞器捞出，下入带定压 开启的堵塞器，然后打开闸门，油 管憋压15MPa以上，注水10min，将 双作用投捞器起出，判断定压开启 堵塞器是否开启，如果开启，表明 封隔器密封，反之封隔器不密封。 坐坐 封封 压压 力：力： 78MPa 耐耐 压压 差：差： 25 MPa 耐耐 温：温： 120 反反 洗

27、洗 流流 量：量： 35m3/h 重重 复复 坐坐 封：封： 5次以上次以上 技术指标 2 2、流量测试验封、流量测试验封 1 1、带水嘴坐封、带水嘴坐封 3 3、高压分注、高压分注 4 4、不动管柱、不动管柱 重复重复坐封坐封 技术特点 定压开启配水定压开启配水 器，可实现带任器，可实现带任 意大小水咀坐封意大小水咀坐封 封隔器，避免了封隔器，避免了 更换死咀的投捞更换死咀的投捞 调配工作，提高调配工作，提高 了注水时率。了注水时率。 技术特点 2 2、流量测试验封、流量测试验封 1 1、带水嘴坐封、带水嘴坐封 3 3、高压分注、高压分注 4 4、不动管柱、不动管柱 重复重复坐封坐封 通过分层流通过分层流 量测试，判断配量测试，判断配 水器的开启状态，水器的开启状态， 判断多级封隔器判断多级封隔器 的密封性，减少的密封性，减少 无效