海上油田同井注采一體化技術研究與應用

李貴川，楊進，嚴德，田瑞瑞，周波

（1．中海石油（中國）有限公司，北京 100010；2．中國石油大學（北京）石油工程教育部重點實驗室，北京 102249）

海上油田同井注采一體化技術研究與應用

李貴川1，楊進2，嚴德2，田瑞瑞2，周波2

（1．中海石油（中國）有限公司，北京 100010；2．中國石油大學（北京）石油工程教育部重點實驗室，北京 102249）

針對海上油田采油平臺油井投資高、井間距大、井槽數(shù)量少的特點，在充分進行國內外調研的基礎上，通過研制適宜的工藝管柱及配套的井下工具，研發(fā)了同井注采一體化技術，包括同井注氣采油、同井采油注水、同井采水注水和水聚分注技術，可以把原來的1口井變成2口井，在不增加新井的前提下成功緩解了海上油井數(shù)量對油田增產(chǎn)的制約，節(jié)省了油田鉆井和平臺建設的開發(fā)成本，降低了油田生產(chǎn)投資風險，為油田產(chǎn)量快速增長和節(jié)能減排（減排污水、CO2減排）等方面做出了貢獻，并在現(xiàn)場應用中獲得顯著的經(jīng)濟效益。

同井注采一體化；注氣采油；采油注水；水聚分注；海上油田

如何提高單井產(chǎn)能和油田開發(fā)的整體效益一直是海洋油田開發(fā)的重要研究課題［1］，同井注采一體化技術較好地解決了這個問題。目前國內外同井注采方面的研究較少，而且主要集中在采油采氣注水方面［2-3］。英國WF油田M10井曾成功采用雙通道封隔器和電泵生產(chǎn)管柱，實現(xiàn)在一口井中同時采油和注水（同井采注工藝），中國海洋石油總公司1996年曾在SZ36-1油田A32井實施平行雙管同井采水注水工藝技術［4-5］。通過應用同井注采一體化技術，提高了油氣產(chǎn)量，從而減緩了油井數(shù)量對油田增產(chǎn)的制約。

1 技術原理

針對目標井油藏地質特點及開發(fā)生產(chǎn)要求，充分利用海上油田生產(chǎn)井（基本采用 177．8 mm套管或244．5 mm套管完井）井筒徑向空間相對較大的有利條件，合理采用相應的工藝管柱及配套的井下工具，使原井的單一注入或單一采出功能多樣化，從而使油田在不增鉆新井的情況下，通過技術創(chuàng)新達到新增鉆井的功效。

1．1 同井單管采水注水

同井采水注水管柱結構設計中（見圖1），注水通道主要由73．025 mm EU及NU油管組成，采水通道主要由114．300 mm EU油管組成。工藝管柱配套的工具主要包括大通徑鋼管、分流接頭、采水過流管、用于244.475 mm套管的丟手工具、分層封隔器、插入密封等。水通道和低壓采水通道在采出層段和注入層段分隔，互不干擾。

圖1 同井采水注水管柱

工藝原理：在目標井的油、水層段下入分層封隔器，進行油、水層分層，將要注水的層系和需要采水的層系分開。下入定位封隔器到設計深度，將原井套管管柱分為上、下2個部分。在定位封隔器上部，通過置于容積管內的大排量電潛泵采水，由容積管與套管的環(huán)空注水；在定位封隔器下部，分別建立與采出層段和注入層段連通的通道。

1．2 同井采油注氣/注水

同井采油注氣/注水管柱由注氣油管、采油油管、原井套管、特殊Y接頭、電泵機組及電纜、防返吐單流閥、分層封隔器及插入密封組成（見圖2、圖3）。

同井采油注氣/注水工藝技術，采用了特殊Y接頭管柱和配套的井下專用工具實現(xiàn)同井采油注水/注氣。利用特殊Y接頭，在該接頭的上、下端分別建立2個通道。

下端建立起一個通道懸掛電潛泵實現(xiàn)向上采油，另一個通道實現(xiàn)向下注氣/注水；上端建立2個通道，一個通道向上出油，另一個通道向下注氣/注水。上述通道與套管的環(huán)空為采油的排氣通道，這樣就實現(xiàn)了同井注氣采油。

圖2 同井采油注氣、采油注水管柱

1．3 同井注聚/注水

充分利用現(xiàn)已成熟的分層注水技術，結合海上油田注聚特點，設計出單井同時滿足注聚和注水要求的工藝管柱（見圖3），完成相關工藝管柱、井口流程優(yōu)化設計、適應同心多管分注的采油樹和井下層段封隔配套工具的開發(fā)設計。

圖3 同井水聚分注管柱

同井注聚/注水工藝技術，利用同心雙管和井下流量轉換工具及配套的插入密封等井下專用工具，分別建立起注入水和聚合物溶液的注入通道，保證2種介質相互之間不被干擾，實現(xiàn)了注入井根據(jù)油藏要求同時可注入2種不同介質的開發(fā)要求。

2 技術創(chuàng)新

1）單管大排量同井采水注水技術，實現(xiàn)了大排量的同井采水達2 500 m3/d。

2）采用疊式雙井口采油樹與同心雙管配套的工藝管柱，與國外的平行雙管配套雙井口采油樹的工藝管柱相比，安裝操作簡便、安全可靠。

3）采用同井采注井井下分層封隔管柱丟手，與生產(chǎn)管柱獨立，方便了檢泵作業(yè)，同時能夠保護采油層不受修井液與洗井液污染，保護油層。

4）對同井注聚注水技術，注入層數(shù)小于或等于3的免投撈水聚分注，在地面實現(xiàn)各注入層的流量獨立調節(jié)與測試及注入壓力的獨立測試，省去了鋼絲作業(yè)成本和時間，提高了作業(yè)效率，做到了單井同時注聚注水，充分發(fā)揮注水井每個油層的功效。

3 應用效果

海上油田同井注采一體化技術，先后在渤海油田SZ36-1、LD10-1、LD5-2和JZ9-3等油田得到大規(guī)模應用，取得了良好的應用效果，作業(yè)成功率100%，工藝成功率100%。

3．1 同井采水注水工藝實施效果

同井采水注水工藝技術于2006年9月在SZ36-1油田A32井成功實施，實現(xiàn)了一井多用，大大緩解了該油田注水水源不足的狀況。A32井僅作為注水井時，注水量為196.0 m3/d，成功實施同井采水注水工藝后，注水量為222.5 m3/d，采水量達1 339.0 m3/d，節(jié)約了另鉆水源井的成本，解決了老油田的一個開發(fā)瓶頸問題。

3．2 同井采油注氣工藝實施效果

為了減少LD10-1油田伴生氣的浪費并有效利用，2007年4月開始將A3井作為單一注氣井使用，11月成功實施同井采油注氣工藝技術，恢復了原來的采油量，大大提高了單井效益。累計增油量5．87×104t，注氣4 426．15×104m3，減少向大氣排放8．69×104t二氧化碳當量的燃氣廢氣。

3．3 同井采油注水工藝實施效果

LD10-1油田A19井作為同井采油注水井以后，既滿足了注水要求，又能使部分油層生產(chǎn)，從而提高了單井效益如表1所示。截至2012年1月，累計采油12 197．38 t，注水155 687．30 m3。

表1 A19井同井采油注水技術應用前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)

3．4 水聚分注工藝實施效果

在SZ36-1油田11口井中實施水聚分注工藝，對應26口受效井；在旅大10-1油田實施2口井，對應3口受效井。13口井總計注水量106．09×104m3，總計注聚合物溶液134．40×104m3，達到了現(xiàn)場水聚分注的生產(chǎn)要求。

4 結束語

同井注采一體化管柱結構合理緊湊，工作安全可靠，且操作簡單，實現(xiàn)了原井的單一注入或單一采出功能多樣化，達到油田在不增鉆新井的情況下，通過技術創(chuàng)新達到新增鉆井的功效。同井注采一體化技術，是老油田挖潛及穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的重要技術手段，該技術也為新開發(fā)油田的生產(chǎn)完井開辟了一個新的完井模式，在海上油田得到了大規(guī)模應用，取得了良好的作業(yè)效果，具有廣闊的推廣應用前景。

［1］程心平，劉敏，羅昌華．海上油田同井注采技術開發(fā)與應用［J］．石油礦場機械，2010，39（10）：82-87．Cheng Xinping，Liu Min，Luo Changhua.Development and application of single well integral injection/production technique［J］．Oil Field Equipment，2010，39（10）：82-87.

［2］李恒．氣井井下氣水分離技術研究［D］．東營：中國石油大學，2006：46-62. Li Heng.Study on downhole gas/water separation technique in gas wells［D］．Dongying：China University of Petroleum，2006：46-62.

［3］蔣百召．井下油水分離技術在底水油藏中的應用研究［D］．東營：中國石油大學，2007：35-44．Jiang Baizhao.Study on downhole oil/water separation technique in bottom water drive reservoirs［D］．Dongying：China University of Petroleum，2007：35-44.

［4］王德民．強化采油方面的一些新進展［J］．大慶石油學院學報，2010，34（5）：19-26．Wang Demin.New developments in improved oil recovery［J］．Journal of Daqing Petroleum Institute，2010，34（5）：19-26．

［5］曹明君，杜焱，張鳳桐．井下油水分離同井注采技術對聚驅采出井適應性分析［J］．大慶石油學院學報，2005，29（6）：55-57．Cao Mingjun，Du Yan，Zhang Fengtong.Analysis of down hole oilwater separation for injection-production technique in the same well to the adaptability of producers in polymer-flooding oilfields［J］．Journal of Daqing Petroleum Institute，2005，29（6）：55-57．

（編輯 劉麗）

Research and application of single well injection-production integration technique in offshore oilfield

Li Guichuan1,Yang Jin2,Yan De2,Tian Ruirui2,Zhou Bo2
(1.China National Offshore Oil Company,Beijing 100010,China;2.MOE Key Laboratory for Petroleum Engineering,China University of Petroleum,Beijing 102249,China)

Offshore production platform has the characteristics of high investment,long interwell distance and small amount of well slots.Aimed at this characteristics,based on the full investigation of domestic and abroad documents and through the development of appropriate technology strings and matching downhole equipments,the single well injection-production integration techniques are developed,including single well gas injection-oil production,single well water injection-oil production,single well water injectionwater production and polymer-water separate injection,which can put one well into two wells,relieve the stimulation restraint of offshore oil well quantities successfully in the premise of no increment of new well,save the development cost of drilling operation and construction of platform,reduce the investment risk of oil production and make contributions to the rapid growth of oil yield and the energy saving and emission reduction.The obvious economic benefits have been obtained in field application.

single well injection-production integration;gas injection-oil production;oil production-water injection;water-polymer separate injection;offshore oilfield

國家科技重大專項“海上稠油油田快速高效開發(fā)新技術”（2008ZX05024）

TE355

：A

1005-8907（2012）03-0386-03

2011-09-20；改回日期：2012-03-06。

李貴川，男，1968年生，工程師，2011年碩士畢業(yè)于中國石油大學（北京）油氣田開發(fā)專業(yè)。E-mail：jiajunshan.slyt@sinopec. com。

李貴川，楊進，嚴德，等.海上油田同井注采一體化技術研究與應用［J］.斷塊油氣田，2012，19（3）：386-388. Li Guichuan，Yang Jin，Yan De，et al.Research and application of single well injection-production integration technique in offshore oilfield［J］. Fault-Block Oil&Gas Field，2012，19（3）：386-388.