橋式分采器的研制與應(yīng)用

李大建 甘慶明 牛彩云 呂億明 王 百 朱洪征

（1.長(zhǎng)慶油田公司油氣工藝研究院，陜西西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710018）

長(zhǎng)慶油田縱向含油層系多，部分層系局部疊合，為有效解決多層系開(kāi)發(fā)過(guò)程中籠統(tǒng)合采油井層間干擾矛盾，最大程度發(fā)揮各層產(chǎn)能，提高多層系開(kāi)發(fā)效果，近年來(lái)開(kāi)展了分采工藝技術(shù)試驗(yàn)，形成了防氣式分采泵兩層分采主體技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)78口井，分采增油有效率73.6%，累計(jì)增油6 817.7 t，平均單井日增油達(dá)到0.58 t/d，有效解決了兩層合采油井層間干擾矛盾，但對(duì)于油井三層及三層以上多層分采，該技術(shù)卻無(wú)能為力。

關(guān)于油井三層及多層分采，國(guó)內(nèi)外油田也沒(méi)有相對(duì)成熟技術(shù)應(yīng)用實(shí)例，大慶油田在水井精細(xì)分層注水前提條件下，通過(guò)分層測(cè)試了解掌握油層各產(chǎn)層壓力、產(chǎn)能情況，研究形成了油井分層配產(chǎn)工藝技術(shù)：采用封隔器將產(chǎn)層有效封隔，各產(chǎn)層對(duì)應(yīng)設(shè)置配產(chǎn)器，環(huán)空下入測(cè)控儀，對(duì)配產(chǎn)器進(jìn)行操控調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各層合理配產(chǎn)，降低層間干擾矛盾，抑制高含水產(chǎn)層產(chǎn)液，實(shí)現(xiàn)控液增油、提高單井產(chǎn)量的目的，該技術(shù)已在現(xiàn)場(chǎng)取得一定應(yīng)用效果。相對(duì)于大慶油田以直井為主開(kāi)發(fā)，長(zhǎng)慶油田多層系開(kāi)發(fā)區(qū)塊主要以叢式井組定向井開(kāi)發(fā)，以上提到的分層配產(chǎn)工藝在長(zhǎng)慶油田技術(shù)適應(yīng)性有待提高；同時(shí)，多層系開(kāi)發(fā)油井動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)顯示，多數(shù)油井由于儲(chǔ)層滲透率較低，非均質(zhì)性強(qiáng)，地層能量補(bǔ)充滯后，且層間壓力差異較大，部分產(chǎn)層甚至出現(xiàn)地層能量虧空、發(fā)生倒灌現(xiàn)象，所以區(qū)別于大慶油田分層配產(chǎn)，長(zhǎng)慶油田油井三層及多層分采的主要目標(biāo)是最大程度發(fā)揮各層產(chǎn)能來(lái)降低層間干擾矛盾，實(shí)現(xiàn)提高單井產(chǎn)量的目的。

為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)慶油田多層系開(kāi)發(fā)油井三層分采，在分析、借鑒防氣式分采泵兩層分采技術(shù)基礎(chǔ)上［1-4］，提出了三層分采技術(shù)思路，研發(fā)了橋式分采器，設(shè)計(jì)了橋式分采器三層分采工藝管柱，2013年在長(zhǎng)慶油田首次成功開(kāi)展了三層分采試驗(yàn)，取得良好分采效果。

1 橋式分采器

針對(duì)長(zhǎng)慶油田多層開(kāi)采油井，分采配套裝置必須具備以下功能：產(chǎn)層產(chǎn)液?jiǎn)蜗蜻^(guò)流進(jìn)入油管、油管內(nèi)各產(chǎn)層產(chǎn)液多級(jí)過(guò)流進(jìn)入抽油泵、產(chǎn)層間實(shí)現(xiàn)有效封隔以消除層間干擾。為實(shí)現(xiàn)以上目的，提出了“層間封隔器封隔、產(chǎn)層產(chǎn)液?jiǎn)瘟鏖y式單向過(guò)流、層間橋式過(guò)流”橋式分采器技術(shù)思路，設(shè)計(jì)了橋式分采器。

橋式分采器設(shè)置側(cè)向進(jìn)液通道、單流閥球、排液孔，建立產(chǎn)層產(chǎn)液由油套環(huán)空到油管之間單向油流通道；設(shè)置過(guò)橋通道，建立上下產(chǎn)層產(chǎn)液在油管內(nèi)的橋式過(guò)流通道，各產(chǎn)層產(chǎn)液最終在油管內(nèi)匯合，由抽油泵舉升至地面（圖1）。其中導(dǎo)向閥罩對(duì)閥球?qū)蜃饔?，避免一定傾斜條件下閥球旁落、漏失，側(cè)向過(guò)流通道出液孔設(shè)計(jì)為側(cè)開(kāi)，有效防止油管內(nèi)贓物對(duì)閥球的堵塞，上下接頭分別通過(guò)絲扣與油管連接。

圖1 橋式分采器

2 橋式分采器三層分采管柱

根據(jù)橋式分采器結(jié)構(gòu)特征，設(shè)計(jì)了“橋式分采器+Y211封隔器+Y111封隔器+普通管式抽油泵”三層分采工藝技術(shù)管柱（圖2），主要分采技術(shù)原理是：利用Y211封隔器、Y111封隔器將開(kāi)采層位分隔為3個(gè)相互獨(dú)立的供液（采油）系統(tǒng)，各產(chǎn)層對(duì)應(yīng)配置橋式分采器，產(chǎn)層產(chǎn)液由橋式分采器側(cè)向進(jìn)液通道流經(jīng)排液孔進(jìn)入油管內(nèi)，油管內(nèi)各層產(chǎn)液通過(guò)分采器橋式過(guò)流通道、抽油泵固定閥進(jìn)入泵筒，由抽油泵舉升至地面。

施工步驟：首先對(duì)分采試驗(yàn)井進(jìn)行通洗井作業(yè)，確保井筒干凈；然后按照油層中深、井眼軌跡、套管接箍等數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)封隔器坐封位置、抽油泵泵掛、井口坐封預(yù)留高度，分采管柱由下向上通過(guò)油管依次連接油管絲堵+橋式分采器+Y211封隔器+橋式分采器+Y111封隔器+橋式分采器+普通管式抽油泵，分采管柱下井后，進(jìn)行管柱坐封；最后油管柱內(nèi)下入抽油桿完井上抽，實(shí)現(xiàn)油井三層分層采油。

在抽油泵上沖程舉升過(guò)程中，抽油泵以下油管內(nèi)均處于低壓環(huán)境，各產(chǎn)層產(chǎn)液能夠在較低的流動(dòng)壓力下打開(kāi)分采器單向閥球進(jìn)入到油管；油管與油套環(huán)空之間液體由于分采器單向球閥作用，只能進(jìn)入油管，而油管內(nèi)液體無(wú)法回流油套環(huán)空，能夠有效防止低壓、能量虧空產(chǎn)層發(fā)生流體倒灌現(xiàn)象；各產(chǎn)層間封隔器有效封隔，有效消除了層間干擾問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了各產(chǎn)層協(xié)調(diào)均衡產(chǎn)液，釋放了低壓產(chǎn)層產(chǎn)能。

圖2 橋式分采器三層分采管柱結(jié)構(gòu)

3 技術(shù)特點(diǎn)

（1）橋式分采器通過(guò)配套不同類(lèi)型封隔器、普通抽油泵可以實(shí)現(xiàn)“一機(jī)、一桿、一泵”條件下油井三層分采。

（2）橋式分采器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，加工成本低，可延長(zhǎng)分采井檢泵周期，促進(jìn)分采技術(shù)的規(guī)模推廣應(yīng)用。

（3）配套應(yīng)用液壓式封隔器、桿式抽油泵，可實(shí)現(xiàn)油井3層以上多層分采。

（4）由于分采器工具尺寸?。ㄍ鈴?10 mm，長(zhǎng)度560 mm），能夠滿(mǎn)足小層間距（≥5 m）油井分采。

（5）橋式分采器閥球扶正結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了定向井或較大井斜角條件下分層采油。

（6）配套普通抽油泵，依據(jù)油井產(chǎn)量情況，泵徑、抽油泵類(lèi)型（防砂、防氣）選擇空間大，適合在低產(chǎn)油井開(kāi)展分采。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2013年8月10日成功在旗7-22井上開(kāi)展了橋式分采器分層采油工藝現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，分采后高含水層得到有效抑制，含水量由分采前43.1 %下降到分采后11.6%，日產(chǎn)液由4.37 m3/d提高到5.35 m3/d，日增油1.95 t（圖3）；2013年10月，在柳125-22井上再次開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，分采后平均日增液2.72 m3，日增油1.42 t，取得了良好的三層分采效果（圖4）。

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）在分采泵分采技術(shù)原理基礎(chǔ)上，結(jié)合長(zhǎng)慶油田多層系開(kāi)發(fā)油井儲(chǔ)層、井況特征，提出了三層分采技術(shù)思路，研制了橋式分采器等配套分采工具，形成橋式分采器三層分采技術(shù)。

圖3 旗7-22井分層采油曲線

圖4 柳125-22井分層采油曲線

（2）橋式分采器三層分采技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，油井通過(guò)三層分采能夠有效消除層間干擾矛盾，釋放被抑制產(chǎn)層潛能，實(shí)現(xiàn)了提高單井產(chǎn)量的目的。

（3）橋式分采器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小，從分采成本、技術(shù)適應(yīng)性能方面，有助于促進(jìn)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)規(guī)模應(yīng)用。

［1］ 劉玉文.遼河油田稠油分層采油技術(shù)［J］.石油鉆采工藝，2008，25（S0）：85-86.

［2］ 郭偉，于振東.兩層分采同步抽油技術(shù)研究與應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2001，23（1）：60-62.

［3］ 李大建，牛彩云，何淼，等.防氣式分采泵分層采油技術(shù)在長(zhǎng)慶油田的應(yīng)用［J］. 石油鉆采工藝，2012，34（5）：68-69.

［4］ 李大建，牛彩云，何淼，等.幾種分層采油工藝技術(shù)在長(zhǎng)慶油田的適應(yīng)性分析［J］.石油地質(zhì)與工程，2011，25（6）：124-127.