集成創(chuàng)新 精細管理 提升分層管柱有效性

劉淑芹　畢建梅　高東華　張海龍

【摘 要】影響分層注水管柱有效期因素是井下技術(shù)狀況、管柱配套因素、管理因素。問題主要體現(xiàn)在套管腐蝕、結(jié)垢、變形等；受力狀況認識不清、工具有效期差；作業(yè)質(zhì)量、洗井質(zhì)量差等，本文對影響分層管柱有效性因素進行了分析，詳細論文了分層注水的主要做法，并對下步工作提出了努力方向。

【關(guān)鍵詞】分層管柱；注水

目前孤島采油廠開注水井658口（不含報廢井），其中分注井200口，方案分注率81.5%，層段合格率61.2%，分注井層段合格率57.5%。

1.影響分層管柱有效性因素分析

有效性影響因素：（1）井下技術(shù)狀況因素。（2）管柱配套因素。（3）管理因素，部分區(qū)塊注入水水質(zhì)差、腐蝕結(jié)垢嚴重。

各污水站的水質(zhì)礦化度都比較高，同時含有H2S、CO2以及未除干凈的原油、大量懸浮物、細菌等，使得井下管柱腐蝕結(jié)垢嚴重。

存在問題：（1）因腐蝕結(jié)垢、井臟等原因造成測試資料無法分析85井次，占10.1%；測試油管漏27口井，占13.5%。（2）分注井防腐油管在井45口井，占總分注井22.5%。注入水水質(zhì)差、防腐油管使用比例低、套管使用年限長是影響井下技術(shù)狀況主要因素：A）管柱蠕動嚴重導致管柱有效期短，當注水方式改變時管柱蠕動，封隔器膠筒易擦傷、撕裂，造成分層管柱失效。經(jīng)過實際測試驗證管柱蠕動嚴重：①下層注水，上層停注時管柱縮短1.1m。②上層注水，下層停注時管柱伸長0.8m。主要是對井下受力狀況認識不清楚，管柱配套時缺乏理論指導，導致部分管柱配套不合理。B）底球漏失問題導致測調(diào)無效。測試發(fā)現(xiàn)有些調(diào)配后水量無變化，統(tǒng)計測試底球漏37井次，主要是井斜角大、井臟導致。（3）作業(yè)、洗井質(zhì)量等管理影響因素分析，主要體現(xiàn)在：作業(yè)中不洗井或洗井不徹底，油套液面差大、井筒臟；提放管柱速度過快，工具中途坐封；不按設(shè)計打壓坐封，坐封效果差、有效期短。統(tǒng)計水井治理共實施分注井39口，其中因作業(yè)質(zhì)量問題返工的5口井，占12.8%；工具原因?qū)е路倒?口井，其中有一口井打壓坐封時不起壓力，反洗井后仍無效提出管柱。根據(jù)現(xiàn)場提出管柱分析該井洗井不徹底，雜質(zhì)堵塞底球?qū)е路倒ぁ?/p>

2.分層注水工作的主要做法

影響分層注水管柱有效期因素是：井下技術(shù)狀況、管柱配套因素、管理因素。問題主要體現(xiàn)在：套管腐蝕、結(jié)垢、變形等；受力狀況認識不清、工具有效期差；作業(yè)質(zhì)量、洗井質(zhì)量差。為強化工藝技術(shù)集成配套，提高分層管柱有效性，使設(shè)計、作業(yè)、洗井管理全面提升，我們采取了如下對策：

（1）地質(zhì)工藝結(jié)合，減緩層間干擾。

地質(zhì)與工藝結(jié)合，通過三級細分，減緩層間壓差，提高分層管柱的有效性；層系重組，減緩層間壓差；變密度射孔，進一步減緩層間壓差。

（2）全面實施水質(zhì)改造，減緩腐蝕結(jié)垢發(fā)生。

目前已改造完成的污水站基本滿足油藏需求；實施改造后整體水質(zhì)全面達到B2級水質(zhì)。

（3）強化技術(shù)集成，力爭工藝配套到最優(yōu)。

針對分層管柱配套中存在的問題，我們在生產(chǎn)實踐中逐步形成了以加強理論研究為基礎(chǔ)、加強工藝技術(shù)集成為核心、加大防腐油管應(yīng)用規(guī)模為保障的治理思路。

“一項研究”：研發(fā)了“分層管柱動態(tài)受力分析仿真軟件”；綜合考慮井眼軌跡、摩擦力、熱傳導等因素對管柱受力的影響，運用微元法建立了溫度場、壓力場和注水管柱單元體的數(shù)學模型；針對封隔器坐封、停注泄壓、注水、洗井等不同工況條件，進行井下管柱受力狀況分析。封隔器受力分析分為坐封-泄壓、注水過程、反洗井過程，為了驗證軟件的分析結(jié)果，優(yōu)選了3口井對不同工況下管柱的變形量進行測試驗證，軟件計算結(jié)果符合率達到90%。

“三類集成”，即加大管柱配套技術(shù)集成應(yīng)用；加大工程測井技術(shù)集成應(yīng)用；加大新工具、工藝集成應(yīng)用。1）結(jié)合油藏需求，形成分層管柱技術(shù)系列：油藏需求中高滲層層系內(nèi)分注，注水壓力低，層間壓差?。恢械蜐B層層系內(nèi)分注，注水壓力高，層間壓差?。豢鐚酉捣肿?，注水壓力差異大，層間壓差大。工藝配套為補償式分層注水管柱；組合封分層注水管柱；補償錨定式注水管柱。此外還有管柱組合。結(jié)合單井井筒狀況及作業(yè)中發(fā)現(xiàn)的問題，在工具的配套上進行了優(yōu)化。A）井斜角大。其存在問題是管柱不居中，封隔器受力不均；測試投撈難度大；配套錨定工具易遇卡。治理對策是：配套油管扶正器；配套軌道式配水器；配套組合封。B）套管輕微變形。其存在問題是無法分注或易遇卡，治理對策是配套外徑95mm的小直徑封隔器。2）加大工程測井技術(shù)集成應(yīng)用：地質(zhì)基礎(chǔ)資料、井史注采情況—井筒技術(shù)狀況—分層流量測試、磁定位測井技術(shù)—分層調(diào)配技術(shù)、分層酸化技術(shù)。為便于工程技術(shù)人員掌握井筒技術(shù)狀況，把40臂測井結(jié)果錄入數(shù)據(jù)庫，通過采油工藝信息平臺，能隨時進行查詢。2010年開始應(yīng)用40臂工程測井技術(shù)，截止目前已實施138井次；應(yīng)用磁定位技術(shù)76井次，有效的提高封隔器卡封效果。3）加大新工具、新工藝技術(shù)集成應(yīng)用：改進定壓沉砂式洗井閥，適合在井臟、井斜角大的井配套使用，能有效防止洗井閥泄露；防砂卡軌道換向配水器，軌道換向槽由下部移到上部，防止機械雜質(zhì)堵塞軌道槽，提高換向成功率，使用數(shù)量由2010年的5口提高至2012年的16口，全部換軌成功。

“一個應(yīng)用”：即加大分注井防腐油管應(yīng)用規(guī)模，提高分注井應(yīng)用比例。A）依托院廠結(jié)合平臺，精細設(shè)計優(yōu)化，力求最優(yōu)：以一體化、專項治理為載體，充分利用院廠結(jié)合平臺，通過共同研發(fā)、引進采油院先進技術(shù)，整合出了一套適應(yīng)不同類型井況需要的分注技術(shù)系列。B）精細作業(yè)施工管理，提高分注井實施成功率。2012年1-10月工藝技術(shù)人員共去現(xiàn)場跟蹤、配套、監(jiān)督指導200余井次，通過加強現(xiàn)場跟蹤配套力度，實施全過程管理，有力的保證了措施實施的成功率。2012年1-10月份實施的一體化治理和專項治理分注井共36口，一次成功率93.5%，無1口因作業(yè)質(zhì)量問題導致的返工井，截止目前管柱全部有效。C）精細分注井洗井管理與技術(shù)指導，保證管柱長期有效，即“一井一策”，尤其是對潛在欠注井提前洗井；確保洗井瞬時排量，防止臟物返不出二次污染油層；對不同類型封隔器根據(jù)解封方式制定相應(yīng)的操作規(guī)程。

通過工藝地質(zhì)結(jié)合、工藝技術(shù)的集成配套以及管理水平的綜合提升，分層管柱有效期較前有大幅提升，為提高注水開發(fā)效果提供了保障；通過不斷深化“一項研究、三類集成、一個應(yīng)用”的治理模式，使分層管柱配套水平得以持續(xù)提升，管柱有效期得以延長。

3.認識與下步工作方向

（1）認識與建議：配套錨定裝置是延長分層注水管柱有效期的有效手段；院廠結(jié)合是提高分層技術(shù)可靠性的有效平臺；建議加大新工藝引進、防腐油管的使用力度，為提高分層技術(shù)水平提供保障；鑒于新工藝技術(shù)引進應(yīng)用日益增多，建議加大新工藝的培訓力度。

（2）下步工作思路和方向：繼續(xù)加大成熟工藝技術(shù)（如40臂測井技術(shù)）的集成應(yīng)用；引進試驗雙管分注技術(shù)、液控封隔器等新工藝技術(shù)，突破分層工藝技術(shù)存在的瓶頸；加大軟錨定工具的研制，既防止管柱蠕動，又能減少錨定工具對套管的損害；加大測調(diào)一體化工作力度，對測調(diào)難度大、反復(fù)測調(diào)不成功的井使用該技術(shù)并擴大應(yīng)用規(guī)模。