雙河油田注水井返吐出砂綜合治理技術(shù)

何力淵，郭洪濤，張 鼎，高立建，楊柳強(qiáng)，劉 江

（中國(guó)石化河南油田分公司第一采油廠，河南桐柏 474780）

雙河油田注水井返吐出砂綜合治理技術(shù)

何力淵，郭洪濤，張 鼎，高立建，楊柳強(qiáng)，劉 江

（中國(guó)石化河南油田分公司第一采油廠，河南桐柏 474780）

針對(duì)雙河油田注水井返吐出砂導(dǎo)致維護(hù)性作業(yè)井次高、測(cè)試?yán)щy的問(wèn)題，采用地面工藝技術(shù)、井筒分注工藝技術(shù)與管理三方面相結(jié)合的綜合治理思路和措施進(jìn)行治理，年減少維護(hù)性作業(yè)41井次，提高注水時(shí)率2.1個(gè)百分點(diǎn)，提高測(cè)試一次成功率9.8個(gè)百分點(diǎn)，見(jiàn)到了良好的效果。

注水井；出砂；綜合治理；分注工藝；雙河油田

注水井返吐出砂是困擾注水開發(fā)的一大難題。雙河油田有返吐出砂注水井116口，在洗井、測(cè)試、穿孔以及作業(yè)等工作制度不穩(wěn)定時(shí)，地層聚合物、調(diào)剖劑、砂、油等進(jìn)入井筒，影響水井的正常注水，大部分井需進(jìn)行修井處理，而且導(dǎo)致測(cè)試?yán)щy，影響測(cè)試工藝一次成功率。由于返吐出砂造成的維護(hù)作業(yè)次數(shù)達(dá)78井次／年，占維護(hù)性作業(yè)總井次的48%；測(cè)試工藝一次成功率僅為86.5%。

1 返吐出砂原因分析及治理思路

通過(guò)從地層、工藝技術(shù)及生產(chǎn)運(yùn)行管理等方面的研究分析，找出了注水井返吐出砂的主要原因，主要有以下幾個(gè)方面：①地層本身原因：地層物性差、層間差異大；②工藝技術(shù)原因：井下管柱不適應(yīng)、井口單流閥單流效果差、水量調(diào)節(jié)技術(shù)落后；③生產(chǎn)運(yùn)行管理原因：工作制度不穩(wěn)、部分規(guī)章制度及操作規(guī)程不適應(yīng)。針對(duì)此，確定以防止在注水過(guò)程中井筒壓力向地面擴(kuò)散以及層與層之間擴(kuò)散為治理的主要思路。

2 返吐出砂綜合治理技術(shù)的應(yīng)用

從地面、井筒和管理三方面，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、改進(jìn)以及推廣應(yīng)用，完善相關(guān)管理、操作制度，采取防治結(jié)合的手段，對(duì)注水井返吐、出砂進(jìn)行綜合治理。

2.1 配套地面工藝技術(shù)的應(yīng)用

根據(jù)注水生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)，應(yīng)用了注水井智能監(jiān)控裝置、井口排渣單流閥以及保壓洗井自動(dòng)控制器等地面工藝技術(shù)。

2.1.1 井口排渣單流閥的應(yīng)用

針對(duì)現(xiàn)有單流閥易被雜質(zhì)卡堵造成單流功能失效的情況，對(duì)單流閥進(jìn)行改進(jìn)，在原閥體側(cè)向上增設(shè)一放空閥，打開側(cè)向閥后可對(duì)閥體內(nèi)積存物進(jìn)行清理，以保持長(zhǎng)期單流效果，在工作制度變化時(shí)，防止井筒壓力向地面擴(kuò)散，抑制地層返吐。

主要應(yīng)用在返吐出砂嚴(yán)重的注水井上，應(yīng)用井在管線穿孔后未發(fā)現(xiàn)從井口返水，而且恢復(fù)生產(chǎn)后注水情況正常，表明此裝置單流效果較好，對(duì)預(yù)防返吐出砂具有一定的作用。應(yīng)用井維護(hù)性作業(yè)井次年減少了8井次。

2.1.2 注水井智能監(jiān)控裝置的應(yīng)用

為了降低系統(tǒng)壓力波動(dòng)對(duì)返吐出砂注水井的影響，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)注水，引進(jìn)了注水井智能監(jiān)控裝置。該裝置由機(jī)、電兩大部分構(gòu)成，采用先進(jìn)智能機(jī)電一體化技術(shù)精心研制而成。采用智能控制實(shí)行流量閉環(huán)穩(wěn)流或穩(wěn)壓控制，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)24小時(shí)穩(wěn)流或穩(wěn)壓控制，可通過(guò)面板設(shè)定注水啟動(dòng)壓力值。當(dāng)系統(tǒng)干壓小于啟動(dòng)壓力時(shí)，自動(dòng)快速關(guān)閉“調(diào)節(jié)閥”，防止返吐出砂；當(dāng)干壓恢復(fù)時(shí)，自動(dòng)開閥恢復(fù)恒流或恒壓控制。監(jiān)控裝置還監(jiān)視干壓值時(shí)，當(dāng)干壓值低于油壓值時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉“調(diào)節(jié)閥”；當(dāng)干壓值高于油壓值，同時(shí)高壓值大于注水啟動(dòng)壓力值時(shí)，自動(dòng)開啟“調(diào)節(jié)閥”。

共應(yīng)用注水井智能監(jiān)控裝置74套，應(yīng)用井維護(hù)性作業(yè)井次由53井次減少到了42井次，注水時(shí)率由95.5%提高了97.1%。

2.1.3 注水井保壓洗井自動(dòng)控制器的研制應(yīng)用

根據(jù)相關(guān)管理規(guī)定，為確保易出砂與返吐地層的水（聚）井的注入，洗井時(shí)的壓力應(yīng)低于啟動(dòng)壓力1MPa，而聚驅(qū)后水井和正注聚井洗井時(shí)的壓力應(yīng)高于啟動(dòng)壓力1MPa。但實(shí)際操作難度大、不易實(shí)現(xiàn)，對(duì)此研制出了能夠?qū)崿F(xiàn)保壓洗井的自動(dòng)控制裝置。該裝置在進(jìn)水口和出水通道之間，通過(guò)錐形閥調(diào)節(jié)壓力，錐形閥是靠調(diào)節(jié)螺桿壓縮彈簧而受力，達(dá)到調(diào)節(jié)的目的，壓力調(diào)節(jié)范圍4～10MPa。先后在20多口井上進(jìn)行了應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)保壓洗井，有效控制洗井壓力，確保洗井質(zhì)量，從而達(dá)到減少因出砂與返吐造成的水（聚）井的作業(yè)。

2.2 防返吐分注工藝管柱的應(yīng)用

注聚轉(zhuǎn)水驅(qū)井和調(diào)剖后分注井因?qū)娱g差異影響，滯留在近井地帶的高分子聚合物會(huì)因注水壓力波動(dòng)而返出進(jìn)入井筒，造成測(cè)試儀器遇阻或掉卡現(xiàn)象，使得分層測(cè)試有效期變短，測(cè)試吻合率降低，并造成多次重復(fù)作業(yè)。應(yīng)用了防返吐分注工藝管柱［1］，該管柱主要包括控制洗井防倒流分注管柱和剪切控制防返吐分注管柱?？刂葡淳赖沽鞣肿⒐苤煞婪低缕呐渌?、封隔器、限壓?jiǎn)瘟鏖y、割縫篩管等組成；剪切控制防返吐分注管柱主要由防返吐剪切控制器、防返吐偏心配水器、封隔器、限壓?jiǎn)瘟鏖y割縫篩管等組成。

該工藝管柱主要特點(diǎn)體現(xiàn)在：偏心配水器出口設(shè)計(jì)單流閥，防止堵塞管柱和水嘴；限壓?jiǎn)瘟鏖y防倒流；割縫篩管實(shí)現(xiàn)返吐聚合物二次剪切，降低粘度；防返吐剪切控制器雙向皮碗和過(guò)濾襯管剪切、阻擋返吐物。

目前應(yīng)用井工藝成功率95%，分注有效期延長(zhǎng)了55天，較好地緩解了地層返吐和出砂影響分注測(cè)試現(xiàn)象。

2.3 規(guī)章制度及操作規(guī)程的研究完善

移植了安全管理理念，在注水井管理中實(shí)行了注水井生產(chǎn)應(yīng)急預(yù)案。在停電、管線穿孔等壓力波動(dòng)時(shí)，及時(shí)關(guān)閉站內(nèi)閥組上下流閥門，必要時(shí)關(guān)掉井口注水閘門。年啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案320余次，減少由于返吐出砂造成的維護(hù)性作業(yè)次數(shù)12井次。同時(shí)，在總結(jié)分析現(xiàn)有制度、操作規(guī)程的基礎(chǔ)上，為了減少壓力變化對(duì)注水設(shè)施、地面管網(wǎng)、井下管柱工具造成的損傷，減少地層出砂、返吐現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)“平穩(wěn)注水”，專門制定了《平穩(wěn)注水操作及管理規(guī)定》。

3 應(yīng)用規(guī)模及效果

在2011年，綜合治理技術(shù)應(yīng)用了182井次，見(jiàn)到了較好的效果。實(shí)施后降低了維護(hù)性作業(yè)41井次以上，注水時(shí)率提高了2.1個(gè)百分點(diǎn)，測(cè)試一次成功率提高了9.8個(gè)百分點(diǎn)，創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益500萬(wàn)元以上（表1、表2）。

表1 主要治理技術(shù)應(yīng)用規(guī)模及主要效果

表2 綜合治理效果對(duì)比

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

返吐出砂綜合治理技術(shù)的成果應(yīng)用在延長(zhǎng)注水井分注有效期、提高注水井時(shí)率、降低維護(hù)性作業(yè)井次等方面效果明顯；以地面工藝技術(shù)、井筒工藝技術(shù)與管理三方面相結(jié)合的綜合治理思路和措施進(jìn)一步豐富了治理工藝技術(shù)，提高了治理效果。

河南油田已全面進(jìn)入三次采油階段，返吐出砂治理已成為注水工作中的一項(xiàng)重要工作。因此進(jìn)一步推廣應(yīng)用綜合治理技術(shù)，對(duì)降低注水開發(fā)成本、保證注水開發(fā)效果具有重要意義。

［1］ 馬宏偉，劉科偉，焦明遠(yuǎn)，等.聚合物驅(qū)后注水井防堵分注技術(shù)［J］.石油鉆采工藝，2009，（3）：46－48.

TE357.62

1673－8217（2012）04－0120－02

2012－01－31；改回日期：2012－02－22

何力淵，工程師，1976年生，2001年畢業(yè)于西南石油學(xué)院石油工程專業(yè)，主要從事注水技術(shù)管理工作。

吳官生