精細(xì)注水完井管柱的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

劉言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

精細(xì)注水完井管柱的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

劉言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

精細(xì)注水是一種有效地實(shí)現(xiàn)老油田老區(qū)塊增油增產(chǎn)的措施，油田很大一部分注水井采用油井轉(zhuǎn)注水井，對(duì)注水完井管柱的要求較高。本文首先介紹了精細(xì)注水的基本情況，給出了較為合理的完井管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并詳細(xì)介紹了井下工具的工作原理及該工藝的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果顯示，該技術(shù)能有效封隔不同地層實(shí)現(xiàn)注水。該技術(shù)的成功應(yīng)用對(duì)國(guó)內(nèi)外其它油田和區(qū)塊的注水完井工藝管柱現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用有一定的借鑒意義。

精細(xì)注水；完井管柱；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

精細(xì)注水是保持油層壓力，保證油田長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)的有效措施。精細(xì)注水完井管柱和井下工具封隔器的坐封效果對(duì)增油效果起決定作用。精細(xì)注水利用井下封隔器將不同的底層進(jìn)行分離，對(duì)不同的地層通過(guò)不同排量實(shí)現(xiàn)驅(qū)油。

一般情況下，層段數(shù)與采油井開(kāi)采層段對(duì)應(yīng)，在井下下入封隔器，實(shí)施精細(xì)注水，進(jìn)而保證地層壓力，達(dá)到提升油井產(chǎn)量的目的，通常情況下，精細(xì)注水主要在油田開(kāi)發(fā)中后期進(jìn)行，因?yàn)榇藭r(shí)油田區(qū)塊的層內(nèi)非均質(zhì)性嚴(yán)重，不同的層系包含不同的小層，所以為有效化解層間矛盾，確保產(chǎn)量，開(kāi)展了精細(xì)注水完井管柱的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用研究。

1 精細(xì)注水完井管柱難點(diǎn)

完井管柱中封隔器的有效密封是施工成功的關(guān)鍵，要求在完井管柱設(shè)計(jì)和實(shí)際施工過(guò)程中膠皮避開(kāi)接箍位置。必要時(shí)采取磁定位的方式保證管柱位置的準(zhǔn)確。

投撈工具對(duì)堵塞器的準(zhǔn)確有效撈取是下一步進(jìn)行注水的先決條件，要求堵塞器必須要能順利撈取。

2 精細(xì)注水完井管柱設(shè)計(jì)

完井管柱組合設(shè)計(jì)：Φ89mm絲堵篩管（1m）+Φ73外加厚油管（40m）+Φ105mm橋式偏心配水器（1.11m）+Φ73外加厚油管（40m） + Y341-148封隔器（1.95m）+Φ73外加厚油管（50m）+Φ105mm橋式偏心配水器（1.11m）+ Φ73外加厚油管（20m）+Y341-148封隔器（1.95m）+Φ73外加厚油管（10m）+Φ105mm橋式偏心配水器（1.11m）+Φ73外加厚油管（20m）+Y341-148封隔器（1.95m）+SLM-148水力錨（0.495m）+Φ73外加厚油管串至口。

3 施工要求

①工具裝卸，運(yùn)輸必須用專車(chē)發(fā)運(yùn)，不得與其它東西混裝，嚴(yán)禁猛擊和重撞；②所有下井工具長(zhǎng)度必須丈量準(zhǔn)確、無(wú)誤；③嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)要求進(jìn)行配制下進(jìn)管柱，誤差不得超過(guò)±0.5～1m；④所有下井工具和工具連接處以及下井工具與油管螺紋連接處必須涂抹密封脂，以確保油管柱有良好的密封性能；油管試壓必須合格；⑤分注工具通過(guò)井口時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制下鉆速度，而且有專人在井口將工具扶正，切忌發(fā)生工具與井口相碰撞現(xiàn)象；⑥工具通過(guò)井口后的下鉆速度應(yīng)嚴(yán)格控制在0.2米/秒以內(nèi)；⑦下鉆過(guò)程中，若發(fā)生遇阻現(xiàn)象，嚴(yán)禁強(qiáng)行下入，應(yīng)起出查明原因再下井；⑧下分注完井管柱時(shí)，應(yīng)連續(xù)作業(yè)，直到封隔器下到位置完成坐封，嚴(yán)禁中途停工。工具下井后至坐封前須保證套管液滿，防止油套建立壓差。

4 完井工具工作原理

（1）Y341封隔器工作原理 ①坐封：工具內(nèi)有兩個(gè)傳壓孔。下傳壓孔進(jìn)液，剪斷啟動(dòng)銷(xiāo)釘后，上活塞推動(dòng)缸套向上，上傳壓孔進(jìn)液，壓力推動(dòng)襯套活塞及襯套向下，推動(dòng)鎖環(huán)支撐座向下，兩側(cè)運(yùn)動(dòng)皆擠壓膠筒，形成環(huán)空的封隔。②反洗：在上環(huán)空的液流作用下，反洗閥向下運(yùn)動(dòng)，使外套旁通孔露出。此時(shí)液體通過(guò)外套旁通孔、襯套旁通孔及襯套底部的通道，與下環(huán)空連通，實(shí)現(xiàn)反洗。③解封：該封隔器具有逐級(jí)解封的特點(diǎn)。上提管柱剪斷上部剪切銷(xiāo)，工具上半部分在油管的張力作用下向上運(yùn)動(dòng)，為膠筒讓出空間，使膠筒解封回彈。同時(shí)上中心管與下中心管分離，使解封力不直接傳遞到下一級(jí)封隔器，從而實(shí)現(xiàn)逐級(jí)解封。在一趟管柱中多個(gè)封隔器同時(shí)使用時(shí)優(yōu)勢(shì)明顯。

（2）配水器工作原理 ①注水時(shí)堵塞器坐于工作筒內(nèi)，依靠堵塞器上下密封圈封住偏心孔出液口，注入水流過(guò)堵塞器定量水嘴后從排液孔進(jìn)入油套環(huán)空，最后流向地層。②在多層段注水條件下，可以下入測(cè)試密封儀器，將指定層段配水器水眼關(guān)閉，注入水可以通過(guò)橋式孔通道，流入其它層段，而不影響測(cè)試密封段。③投撈器在安裝指定的打撈接頭后，通過(guò)下放、上提方式，讓凸輪旋轉(zhuǎn)，使投撈臂和導(dǎo)向滑塊相繼彈開(kāi)。導(dǎo)向滑塊在經(jīng)過(guò)配水器下部導(dǎo)向體時(shí)，自動(dòng)調(diào)整方位，使投撈臂對(duì)準(zhǔn)堵塞器上部，投放或打撈堵塞器。

（3）水力錨工作原理 從油管內(nèi)加液壓，錨爪在液壓作用下壓縮彈簧，并被推向管內(nèi)壁和卡牢在套管的內(nèi)壁上，從而起到固定管柱的目的，放掉油管的壓力，錨爪在彈簧的作用下就退回解卡。

5 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

精細(xì)注水完井管柱技術(shù)對(duì)增油效果，無(wú)論從施工工藝過(guò)程，還是從施工管柱上看，都體現(xiàn)了它的優(yōu)越性。該技術(shù)在某油田進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，取得了預(yù)期的效果，下面以現(xiàn)場(chǎng)施工的精細(xì)注水完井工具入井施工為例加以說(shuō)明。

（1）現(xiàn)場(chǎng)施工油井概況 油井于1992.4.4完鉆，完鉆井深3200m，最大井斜2.8°，完井油層套管外徑177.8.7mm，內(nèi)徑157.08mm。本次依據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)進(jìn)行射孔作業(yè)，射開(kāi)S12-2、S13-1、S13-2、S23-2、S24-1、S32-1、S33-1、S33-2、S34-3

層，井段2900.3～2905.5、2916～2917.5、2917.5～2927.2、2951～2960、2960～2969、3008.2～3020、3024.5～3032.5、3032.5～3038.11、3056.3～3061.5米，厚度65.01m，孔隙度8.76%～13.56%，滲透率0.5×10-3μm-3～9.65×10-3μm-3，含油飽和度35%～72.28%。該井為油井轉(zhuǎn)注水井，井底死油和結(jié)構(gòu)嚴(yán)重，并有出砂，這些都加大了注水施工的難度。

（文章題目：精細(xì)注水完井管柱的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究）

（2）施工步驟 ①下完井管柱：提出井內(nèi)管柱，丈量油管三遍，校對(duì)三遍，累計(jì)復(fù)核誤差每1000m應(yīng)小于或等于0.2m，按工藝設(shè)計(jì)要求配置完井管柱下完井，完井管柱要求必須用Φ59mm×800mm通管規(guī)通過(guò)。封隔器下到設(shè)計(jì)位置后大排量反洗井至水質(zhì)合格；②坐封、驗(yàn)封：從油管打壓坐封封隔器，依次打壓5、10、15、20、25MPa，各點(diǎn)穩(wěn)壓5min。緩慢卸壓，重新油管打壓至25MPa，完成Y341封隔器坐封，并穩(wěn)壓30分鐘，根據(jù)壓力穩(wěn)定情況和套管溢流變化情況對(duì)封隔器及管柱進(jìn)行驗(yàn)漏。坐封、驗(yàn)封時(shí)必須有工具提供方技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)；③通知投撈隊(duì)撈水嘴；④進(jìn)行分層精細(xì)注水。

（3）效果分析 現(xiàn)場(chǎng)下入完井管柱的過(guò)程和加壓坐封封隔器的過(guò)程非常順利，在整個(gè)打壓坐封過(guò)程中油管壓力一直穩(wěn)定在30Mp以下，穩(wěn)壓30min，油壓沒(méi)有下降。油管泄壓，反洗井40m3，洗井壓力3Mp以下，充分洗井干凈。投撈堵塞器的過(guò)程非常順利，三個(gè)堵塞器均一次就撈住。試注油套環(huán)空不返液，封隔器坐封效果良好。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)整個(gè)管柱工具的受力分析發(fā)現(xiàn)，下面兩個(gè)封隔器間距過(guò)大，可以在第三個(gè)封隔器上方加一個(gè)水力錨，防止注水時(shí)管柱的蠕動(dòng)。工具入井之前，一定要刮削通井，并大排量反洗井，以保證封隔器的完全順利坐封。在后期的現(xiàn)場(chǎng)注水應(yīng)用中，封隔器封隔效果良好，注水壓力穩(wěn)定，油套環(huán)空不返液，可以在陸地油田大規(guī)模推廣。

［1］康興妹，等.油田分層注水工藝技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2008，（10）：187-188.

劉言理（1988-），男，漢族，山東棲霞人，研究生學(xué)歷，碩士學(xué)位，大港油田石油工程研究院助理工程師。