大斜度井投球分注技術(shù)在遼河油田的研究與應用

摘 要：遼河油田海南3斷塊井斜角大于50°的部分注水井，分層后井段長，層內(nèi)高滲吸水層無法得到有效控制，層內(nèi)矛盾無法有效調(diào)節(jié)；另外一些套變井，井斜過大或出砂井，由于常規(guī)分注工藝效果不理想，導致層間矛盾日益突出。以上兩方面問題得不到有效解決，很大程度上影響了注水開發(fā)效果。針對上述問題，提出了免作業(yè)投球分注調(diào)整注水剖面的技術(shù)思路，通過研制高精密度的調(diào)堵球與投球配套工具，實現(xiàn)了免作業(yè)投球分注調(diào)剖工藝，2014年于海南三區(qū)塊進行現(xiàn)場試驗3井次，取得了預期效果，為受井身條件限制無法實現(xiàn)分注類水井調(diào)整吸水剖面提供了一種全新途徑。

關(guān)鍵詞：大斜度井 分注 投球

中圖分類號：TE254 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（b）-0004-01

海南3斷塊是遼河灘海唯一的注水區(qū)塊，含油井段長、油層多、單層薄，且滲透率極差大、非均質(zhì)性強，共有注水層段445層，其中強吸水層120層，弱吸水層227層，不吸水層98層。2012-2013年針對大斜度井開展了分注技術(shù)攻關(guān)，針對井斜角在30 °到50 °注水井形成同心可調(diào)分注技術(shù)，針對井斜角大于50 °注水井，形成兩層分注可洗井系列工藝技術(shù)，已經(jīng)初步解決大斜度井分注及測試技術(shù)難題。但一些分注水井，分層后井段長，層內(nèi)高滲吸水層無法得到有效控制，層內(nèi)矛盾無法有效調(diào)節(jié)；另外一些套變井，井斜過大或出砂井，由于常規(guī)分注工藝效果不理想，導致層間矛盾日益突出。以上兩方面問題得不到有效解決，很大程度上影響了注水開發(fā)效果。

針對一些工具無法下入的特殊水井，通過井口投入調(diào)堵球，利用調(diào)堵球選擇性封堵炮眼，實現(xiàn)注水層間剖面的調(diào)整。針對一些層內(nèi)矛盾無法解決注水井，可由分注管柱與分層投球工具配合，實現(xiàn)層段內(nèi)投球，達到層內(nèi)調(diào)整吸水剖面的效果，提高細分注水效果。投球分注工藝為注水井調(diào)整注入剖面提供了一種全新途徑。

1 針對注水井，創(chuàng)新提出了免作業(yè)投球分注的技術(shù)思路

通過前期對投球分注技術(shù)的資料調(diào)研發(fā)現(xiàn)，投球工藝在注氣、壓裂等方面有很多應用，但是在注水井應用投球工藝的只有遼河油田錦州采油廠與中原油田一個技術(shù)子公司，在十年前，該公司其分別在大港、中原、華北油田實施過投球調(diào)剖技術(shù)，但最終由于現(xiàn)場效果不理想而終止實施，遼河油田錦州采油廠在分層注水同時，利用投球?qū)Ｓ门渌飨蚓路謱油肚?，最終也由于效果不理想而終止研究。目前投球分注技術(shù)在注水井分注方面已經(jīng)沒有現(xiàn)場應用。

總結(jié)現(xiàn)場效果不理想主要因素為：

（1）調(diào)堵球與注入水密度受溫度變化影響巨大，在選取調(diào)堵球密度時，沒有考慮溫度的影響，導致一旦停注，調(diào)堵球沉入口袋，措施失效。

（2）調(diào)堵球強度不夠，導致調(diào)堵球被壓入炮眼，造成剪切破壞。

（3）調(diào)堵球耐沖蝕能力不夠，調(diào)堵球受高壓水流沖蝕破壞，造成措施有效期短。

因此，為了達到良好效果，必須研制高精密度、高強度調(diào)堵球，利用調(diào)堵球隨注入水選擇性對高滲層炮眼進行封堵，從而達到控制高滲層，開啟低滲層，調(diào)節(jié)吸水剖面的效果。

2 研究了一套模擬調(diào)堵球在井筒運動狀態(tài)的試驗裝置

由于調(diào)堵球在井下運動狀態(tài)及封堵后效果無法得到直觀有效的評價，為投球分注實施方案的編制造成了不確定因素，針對以上難題，設計加工了一套模擬調(diào)堵球在井筒內(nèi)運動的試驗裝置，采用透明的有機玻璃材質(zhì)模擬射孔炮眼與吸水地層，通過調(diào)節(jié)安裝在回路的三個閥門，模擬不同吸水量的地層，采用現(xiàn)場注入水作為試驗介質(zhì)，由此試驗對投球工藝進行直觀的驗證與評價，同時總結(jié)試驗數(shù)據(jù)、分析試驗現(xiàn)象，為現(xiàn)場施工提供指導。

3 大斜度井投球調(diào)剖與分注一體化管柱的結(jié)構(gòu)設計。

大斜度井投球調(diào)剖與分注一體化管柱，由同心分注管柱配合井下投球裝置，通過層內(nèi)投球，實現(xiàn)層段內(nèi)調(diào)剖，控制強吸水層、動用弱吸水層，達到提高細分注水效果。

（1）管柱結(jié)構(gòu)。

如圖1所示。

（2）技術(shù)原理。

管柱按設計要求下入井下，利用泵車打壓8～9 MPa坐封封隔器，完成坐封后，穩(wěn)壓5 min，緩慢打壓至12～13 MPa，打開投球器，釋放調(diào)堵球，按設計配水量調(diào)節(jié)完各層配水量之后，正常注水，調(diào)堵球隨水流對層內(nèi)高滲層進行封堵，達到調(diào)節(jié)層內(nèi)矛盾的效果。

（3）技術(shù)特點。

在同心分層注水的基礎(chǔ)上，通過井下投球裝置向各層分層投球，解決層內(nèi)矛盾，達到細分注水的效果。

4 現(xiàn)場試驗效果顯著

2014年與海南三區(qū)塊試驗3井次，投球后注水壓力有效升高，其中HN12-13井測試前后吸水剖面得到明顯改善，該井注水對應11個小層，投球后，啟動了4個原來不吸水層位，抑制了3個高滲層吸水，改善了4個原來吸水層位，驗證了通過調(diào)堵球選擇性封堵炮眼，實現(xiàn)對吸水剖面進行調(diào)整的工藝是切實有效的。該技術(shù)無需作業(yè)，不需分注工具，具有很好的經(jīng)濟效益與推廣前景。

參考文獻

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[2]東北工學院機械設計教研室.機械零件設計手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1974.

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