海上油田同井采水工艺技术研究

海上油田同井采水工艺技术研究

随着海洋油田注水开发的深入，水井的数量和单井的配注量不断增加，一些油田原有水源的供水量无法满足日益增加的供水需求。渤海湾SZ36-1油田(数据源于2006-09机采及注水月报)共有注水井57口(包括A32井),总配注量为2.37×104m3/d,共有水源井9口,产水量仅为1.73×104m3/d,日缺水6400m3。新钻水源井不仅成本高,而且所需时间长,不能尽快解决油田缺水问题。根据生产井油藏地质特点,射开水层提供水源,同时保持原注水井正常注水,可解决老平台水源井不足的问题。LD10-1油田为了充分利用天然气,将A3井改为注气井,日注气量110000m3,同时造成原井采油停产。该井注气前产液270m3/d,产油233.98m3/d,产气13940m3/d,若能实现同井既能注气又能采油一井多用,将会显著增加油田的收益。还有一些油井转注时,要根据油藏特征分层段、分阶段转注,因此需要采用同井注水采油,达到提高和保持地层能量的同时保持同井产量之目的。1采水注采工艺技术英国Wytchfarm油田M10井曾经成功应用同井采注工艺,采用双通道封隔器和电泵生产管柱实现在一口井中同时采油和注水。该井是套管射孔井,上层采油、下层注水,利用一个特殊的双通道封隔器(或称分流封隔器)建立注水通道和采油通道,双通道封隔器连接在生产管柱上,随管柱一起起下。中国海洋石油总公司1996年曾在SZ36-1油田A32井实施平行双管同井采水注水工艺技术。平行双管同井采水注水工艺采用双管柱结构和特殊的双井口采油树,实现同井的采水和注水。采用平行双管结构,受井筒尺寸的限制,该工艺只能安装较小排量采水泵生产(最大排量为800m3/d),随着油田转注井的增加以及单井需要注水量的上升,该水源井的供水量已经远不能达到生产要求。大港油田根据注下采上工艺及单井井况的需要,将有杆泵管柱与机械封隔式双卡管柱或液压封隔式双卡管柱集成,配套转换器、插入密封总成、压差式油套连通阀、过桥泵等配套工具实现注下采上。针对海上油田开发生产中出现的技术问题,在国内外研究的基础上开发了适应海上油田防砂完井的同井注采工艺技术,即同井采水注水、同井注气采油和同井采油注水技术,并成功应用于渤海SZ36-1、LD10-1、LD5-2和JZ9-3油田8口井。该系列同井采注配套技术实现了将1口井变为2口井使用,提高了油田产量和注入能力,节约了钻井和平台建设的开发成本,为油田开发调整走出了一条新技术之路,具有广阔推广应用前景。2单管大排量，井内水井储水管柱2.1井下工具工具注水通道由Φ73mm(2Φ英寸)EU及NU油管组成,采水通道由⌀114.3mm(4Φ英寸)EU油管组成,配套的井下工具主要有容积筒、分流接头、采水过流管、丢手工具、152.4mm(6英寸)及82.5mm(3Φ英寸)插入密封等。同井采水注水管柱结构如图1。2.2防腐处理为了防止井下管柱及工具腐蚀速度过快,井下管柱及配套工具采取了脉冲真空抗蚀氮化工艺进行防腐处理。2.3采用密闭式组合定位封隔器在目标井中,将需要注水的层系和需要采水的层系分开,下入定位封隔器到设计深度,将原井套管管柱分为上、下2个部分。在定位封隔器上部,通过置于容积管内大排量电潜泵采水,由容积管与套管的环空注水;在定位封隔器下部,分别建立起与采出层段和注入层段连通的通道。注水管柱和采水管柱独立下入,需要检泵时,只需提出采水管柱检修电泵机组,而不用提出注水管柱,极大地减少了修井作业的难度和工作量。2.4指标如表1所示2.5同井与双管同井采水浇注工艺技术a)采水管柱与分层封隔管柱独立,方便检泵作业。b)采用单管实现同井采水注水工艺技术,与双管同井采水注水相比,增大了过流面积,在满足注水要求的同时,实现≥2500m3/d的大排量采水。3同一口井的注水管柱3.1同井开采注气管柱3.1.1防污染阀组成同井采油注气工艺管柱由注气油管、采油油管、原井套管、Y接头、电泵机组及电缆、防返吐单流阀、分层封隔器、插入密封和油层防污染阀组成,如图2。要实现在同一口油井电泵采油生产的同时向某一特定层段注气,需要在整个工艺管柱上建立注气通道、采油通道和采油放气3个通道,才能保证油井的正常采油生产和注气,同时还需配套开发相应的井下工具。3.1.2y接头下气采用Y接头管柱和配套的井下专用工具来实现同井采油注气,由Y接头建立2个通道,一个通道悬挂电潜泵,实现向上采油;另一个通道实现向下注气。2个通道与套管的环空为采油排气通道,实现同井采油注气工艺。3.2同井开采注水技术的管柱3.2.1挂无砂透面结构同井采油注水工艺管柱主要由地面双油管挂采油树和同心双管、井下安全阀、过电缆封隔器、Y接头、电潜泵系统、插入密封、采油注水转换器等组成,如图3。3.2.2心内管及下电泵环空注射系统建立2个生产通道,即注水通道和采油通道,由Y接头上部同心内管及下部电泵环空组成采油通道,Y接头上部同心内、外管环空与其下部的管柱组成注水通道,到达目的层。采油管柱上部安装井下安全阀与过电缆封隔器配套,保证采油井的安全生产。3.3执行步骤2种工艺管柱实施步骤为先下入层间分层管柱,丢手,再下入电泵和Y接头管柱,然后再下入内生产管柱,完井投产。3.4指标如表2所示3.5检泵管柱与井间注、采活动相结合a)在常规采油树下增加1个四通,以1个采油树配同心双管工艺技术取代了常规双采油树与平行双管技术,操作更简单,安全性能更好。b)采油注气/注水管柱与井下分层封隔管柱独立,便于检泵作业。c)利用井下分流转换接头,增设过流通道,分别单独实现注、采2个循环,互不影响。d)采用油层保护阀,实现检泵作业过程中避免洗井液、修井液漏失到底层造成油层污染,缩短油井产能恢复期。e)同井采油注气管柱气密封可靠和防返吐单流阀功能以及同井采油注水管柱采出管路安装井下安全阀,进一步提高了工艺管柱的安全可靠性和有效寿命。4主钻井工具4.1活动开始用于单管大排量同井采水注水工艺技术配套。4.1.1ub螺纹连接活动接头由外套和连接头组成,二者之间可相互转动并用O型圈实现密封。连接头上、下均有88.9mm(3Φ英寸)NUB螺纹,分别连接上部油管和下部电泵机组;连接头内部设有电缆通道,通道上部有48.3mm(1.9英寸)NUB螺纹,用于连接电缆密封筒,电缆在穿越活动接头以后被密封,因而活动接头不会由于电缆的穿越而内外连通。外套直接与容积筒相连接,由于外套和连接头可相互转动,因此在上扣时可保证电泵机组不转动,保护电缆不受损伤。活动接头结构如图4。4.1.2参数如表3所示4.1.3技术特点a)实现采水电泵和容积筒同时悬挂,上扣时可保证电泵机组不转动,保护电缆不受损伤。b)实现电缆穿越和密封。4.2配置连接4.2.1结构原理分流接头是单管同井采水注水的关键工具,内部有桥式通道,使注入水和地层水在其内部同时流动而不相互干扰,结构如图5。4.2.2参数如表4所示4.3y连接4.3.1采气通道y接头两端Y接头本体建立有2个通道,一个通道悬挂电潜泵,与Y接头上端连接的内、外油管管柱环空形成采油通道;另一个通道为注气通道,Y接头以上内管为注气管柱。2个通道与套管的环空为电潜泵采油的排气通道。Y接头结构如图6。4.3.2参数如表54.4增设油管对接双油管挂采油树井是在常规采油树中间增加1个四通,四通下部与原来井口四通对接,新增四通内油管挂悬挂⌀73mm(2■英寸)油管,原油管四通内油管挂悬挂⌀139.7mm(5■英寸)套管或⌀114.3mm(4■英寸)油管,如图7。5采水率及注气截至2009-09,海上油田同井采注技术研究成果在渤海油田现场应用8口井,作业成功率100%,工艺成功率100%,现场应用及效果如表6～8。同井采水注水工艺实施4口井,提供水源累计采水298.34×104m3,回注水145.99×104m3;同井采油注气实施1口井,同井采油注水实施3口井,累计恢复采油13.51×104t,注水27×104m3。仅LD10-1A3井实施同井采油注气,恢复产油6.95×104t,注气4426.15×104m3。减少向大气排放二氧化碳当量燃气废气9.61×104t;A9井累计增油5×104t。2009-09,同井采油注水工艺技术在中海油SES油田(印尼)中标,现在已完成2口采注井的方案设计,目前正在施工作业。6老油田挖掘开采新技术1)同井采注技术工艺管柱结构设计合理,相关工具安全可靠、使用方便,能够满足海上油田防砂完井工况和油藏地质要求,极大地提高了单井利用效率,节约了油田钻井和平台建设的开发成本。2)该技术是老