液力投捞分层注水工艺技术应用

2.1管柱结构及其特点王群立袁新生杨峰新疆石油管理局采油工艺研究院前言、国外油田由于对水质及防腐的要求较高，加之投捞工艺先进，分注主要以井下偏心定量分注为主，以美国贝克工具公司为例，其分注技术主要是井下偏心定量配水器和地面定量配水器为主。新疆油田注水的另一个问题是单层配注量很小。由于单层配注量小，所用的配水器水嘴直径就很小，加之一些油田注水水质不合格，油、套管腐蚀严重等原因，造成配水器芯子很容易堵塞，这也是造成一些注水工艺无法大量推广应用的重要原因。2液力投捞井下定量分注工艺技术2.1.1管柱结构液力投捞井下定量分注工艺能实现同井一级两层或两级三层分注(如图1、图2所示)。管柱结构自下而上，由丝堵(可选)、筛管(可选)、KCY211注水封隔器、KYDT114×46自调配水器(三层为各注水层提供相对准确的注水量。两层配水器封隔器管管堵三层配水器封隔器管堵图1一级两层分注管柱简图图2两级三层分注管柱简图2.1.2工艺特点1)无论是两级分注还是三级分注只有一个工作筒，工作筒居中；2)各层配水芯子连接成一个整体，投捞一次可同时对三层水嘴进整；3)注水芯子上端装有皮碗等液力提升装置和打捞装置，可用液力投捞或钢丝打捞的方式将芯子打4)适用于深井和超深井注水(配水器现场应用最大深度是4800米)；5)配水器在注水压力波动范围不大的情况下，可实现自动调节，保持注入量的相对稳定。2.22.2注水工作筒和注水芯子图3一级两层分注工作筒及注水芯子图图4两级三层分注工作筒及注水芯子图2.3配套工具主要技术规格1分注管柱工具规格最大外径(mm)最小内径(mm)总长(mm)耐温(℃)筛管MPa≤50≤45备注5＂/65/8＂/7＂二层/三层可选件可选件可选件2.4配水器性能指标芯子投捞方式：液力或钢丝。2.5选井条件1)注水井套管无严重损坏、无管外窜；2)注水井应选用防腐油管；3)注水井应满足隔层在3m以上；4)注水井未挤过调堵剂；5)油管及所有转换接头通径必须为Φ62；6)上层比下层的层间压差小于3MPa；7)单层注水量不大于200m3/d；8)注入水水质应达到注水标准要求。2.6定配配注原理注水井中各层所需的配水量是由地质条件决定的。本套技术中定量是靠弹簧的弹力改变孔隙的过流面积来实现(如图5)。当流量增大，压力P升高，压缩弹簧，使水嘴活塞下行，从而减小出水孔的过流面积，使流量减小；压力P降低时，弹簧在弹力作用下，使水嘴活塞上行，从而增大出水孔的过流面积，使流量增大，最终使流量保持在一个相对比较稳定的状态。P图5定量配注原理图2.7分层配注和测试技术2.7.1配注方法初次测试一般在注水管柱完井且全井笼统注水5~7天后进行。采用降压法，测出反映各层注水压力与注水量关系的吸水指示曲线(如图6)。根据该曲线找出层间注入压差，确定需要节流的层段和节流压差。然后根据节流压差、额定配注量在自调咀损曲线图上初选水咀(如图7)；将初步选定的水咀装入芯子，接井下流量计一起入井测试，注一段时间后捞出芯子，取下流量计，读取分层流量值。若符水咀大小，重复以上步骤。直至合适为止。②上层需节流，节流压力为图7吸水特性曲线01020304050m3m结合自调嘴损曲线，上层选Φ3.4水嘴，将初选好的水嘴装入需要节流的层段。为了检验所配水嘴是否合适，将上、下层芯子都接上流量计，投入井中。将注水量调至要求的全井注入量，注入压力稳定后，注一段时间将芯子捞出(一般为1天)，卸下流量计并读出数据。检查上、下层流量是否符合要求。如果满足要求，说明选配水嘴合适，否则重复调整水嘴大小，直至单层注入量满足地质配注要求。对于三层分注井，中层注水量等于地面累计水量(地面水表记录值)与上、下层水量之和的差值。找到PPP上额中额下额合上额中额下额合上额中额下额合上额中额下额选配水咀选配水咀准确流量校核配注结束图8测试流程图——额定配注量下的上层配注压力；上额——额定配注量下的中层配注压力；中额下额——额定配注量下的下层配注压力；——合注压力，取各层配注压力中最大值。合2.7.2注水芯子投捞过程注水芯子投捞主要有液力投捞和钢丝投捞两种方式：1)液力投捞方式作业时间。芯子上装有皮碗、单流阀等提升装置，在液力作用下可将注水芯子冲出，进入芯子捕捉器。2)钢丝打捞方式a)需要打捞时，在正注状态下，用钢丝下入打捞工具，在距离芯子位置50米处停止下入，开套差；b)继续下放打捞工具，抓住芯子捞头，慢慢将芯子提出工作筒，若上提芯子负荷较大，可从油管缓慢排除少量的水，用液力将芯子举出工作筒，然后再上提；c)上提芯子致防喷管，将芯子取出，完成打捞操作。这种分注芯子液力投捞技术较好的解决了芯子投捞的问题，必要时可根据现场情况采用钢丝打捞。投捞一次可同时对两层或三层水嘴进行调换。我们也已经合作开发了与这套管柱技术相配套的电子计量装置——FDL系列电子流量(压力)计，它能实现对配好水嘴后的上下层的实际注入量和对应的压力值实施动态监测。为油田地质工作者及时掌握水井各层的实际参数提供可靠的数据。3现场应用情况及存在的问题地地点准东油田彩南油田采油三厂宝浪油田石西油田塔指211081这项技术比较适合于新疆油田目前的注水条件，投捞方便可靠，管柱施工一次成功率98％以上，注水芯子液力投捞成功率95％以上。这项技术在塔指一口一级两层分注井(LN2-4-6)上应用，取得了随着该项技术在油田的不断推广，一些存在的问题也在实际应用中表现出来。游离的粘稠状调剖剂，如使用液力投捞分层注水工艺极易将分层水嘴堵死，致使水注不进去，造成分注工艺失败。经过调剖的水井几乎不能实施液力投捞分层注水工艺。图9轮注管柱示意图配水器水嘴直径相对较小，注入水中的杂质很容易将水嘴堵塞。有些井只好采用钢丝打捞芯子。差较大，打捞时，就容易发生注水芯子捞不出来的现象。新设计了一种井下定量配水器，配水器水嘴由原来简单的带孔的陶瓷水嘴改为目前的浮动式复合水嘴，子采用密度小于1的工程材料，液力投捞施工方便，所用反冲液量相对较少。这项技术90年代中期在分层注水