SAGD直井小直徑注汽工藝管柱技術(shù)研究

陳鵬

摘要：最近幾年，隨著遼河油田稠油油藏開發(fā)進程的加快，對不同區(qū)塊稠油開發(fā)方式進行了大量的基礎(chǔ)研究工作，研究表明針對生產(chǎn)井的蒸汽吞吐在多周期開采情況下都難以獲得較高的采收率，相對而言SAGD卻能夠經(jīng)濟有效地開發(fā)這種油藏，凸顯了重力泄油開采技術(shù)作為接替蒸汽吞吐開采稠油的最佳生產(chǎn)方式。目前SAGD間歇注汽后，部分直井由于套管變形損壞采用127MM套管補貼，因此對相應(yīng)的SAGD直井小直徑注汽工藝管柱及其配套工具進行技術(shù)研究用以滿足SAGD間歇注汽需要。

關(guān)鍵詞：SAGD注汽；套管變形；小直徑

1.概述

稠油油藏進行熱采開采，需根據(jù)井下狀況及開采效果適時調(diào)整單井配注量，必要時進行間歇注汽。SAGD生產(chǎn)過程中大部分都要間歇注汽，由此產(chǎn)生了與注汽相關(guān)的技術(shù)難題。就蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、蒸汽輔助重力泄油和水平裂縫輔助蒸汽驅(qū)等方式適合超稠油開發(fā)的可能性與經(jīng)濟性進行了比選，對于超稠油或天然瀝青這種原油粘度非常高在初始油藏條件下根本沒有產(chǎn)能、吸汽能力非常差的油藏，SAGD能夠經(jīng)濟有效地開發(fā)這種油藏，凸顯了重力泄油開采技術(shù)作為接替蒸汽吞吐開采超稠油的最佳生產(chǎn)方式。SAGD直井小直徑注汽工藝管柱技術(shù)研究是目前油田生產(chǎn)過程中急需解決的技術(shù)關(guān)鍵，目前的主要問題一是常規(guī)吞吐、汽驅(qū)均依靠注汽封隔器來實現(xiàn)長期有效的密封，但一般的封隔器無法實現(xiàn)蒸汽驅(qū)降溫后的二次密封；二是目前SAGD間歇注汽部分直井由于套管變形損壞采用127MM套管補貼，需要研制相應(yīng)的配套工具滿足SAGD間歇注汽需要。

2.SAGD直井小直徑注汽工藝管柱結(jié)構(gòu)及技術(shù)原理

稠油油藏SAGD技術(shù)開發(fā)模式及特點決定了其開發(fā)效果的好壞與注入蒸汽干度有著密切關(guān)系，配套的注汽管柱要達到間歇注汽要求，其配套工具的高溫長效密封件必須有效提高重復(fù)密封性、耐沖蝕性能，降低熱損失。

管柱結(jié)構(gòu)由上到下依次由真空隔熱管、壓力補償式隔熱型汽驅(qū)伸縮管、真空隔熱管、小直徑注汽封隔器、油管、喇叭口等工具組成。SAGD直井小直徑注汽工藝技術(shù)是涉及整體汽驅(qū)管柱的座封、解封、長效密封、整體管柱熱補償以及整體管柱長效隔熱的綜合性的配套技術(shù)。

其中的5 寸SAGD注汽封隔器是一種利用液缸壓縮密封件的壓縮式封隔器，這種壓縮式封隔器的優(yōu)點是無錨定熱力坐封，上提管柱解封，是稠油油田注蒸汽采油的理想工具?？捎糜诨\統(tǒng)，分、選層稠油注汽井。適用于5寸套管，井溫小于350℃的稠油注汽井。該封隔器具有如下特點：利用蒸汽的熱能自動座封，操作簡便，簡化了施工程序、密封效果好，提高了注汽效果、上提管柱即可解封，解封可靠。

3.SAGD直井小直徑注汽工藝管柱配套工具計算分析及試驗

3.1 SAGD注汽封隔器的計算分析試驗

密封件是封隔器最關(guān)鍵的部件之一，封隔器密封效果的好壞與其關(guān)系最為緊密，在遼河油田以往的熱采過程中，封隔器密封件的研究改進對于提高注汽管柱的密封隔熱效果起著重要作用。在開展的高溫長效密封件的研制基礎(chǔ)上，我們開展了SAGD高溫長效密封件的研制實驗。SAGD高溫長效密封件的特點應(yīng)在滿足高溫長效密封件的基礎(chǔ)上，提高耐沖蝕性、往復(fù)密封性能。對此開展了金屬包裹式密封件的研究，該密封件是在原來的基礎(chǔ)上包裹一層薄銅皮，這樣既提高了整體強度和耐沖蝕性，也進一步提高了座封后的密封性能，滿足間歇性注汽密封的特點。

汽驅(qū)用高溫密封件是保證深層蒸汽驅(qū)注汽管柱長效隔熱的關(guān)鍵之一，對超稠油SAGD井，由于油稠，在施工過程中，封隔器高溫密封件在起下過程中，由于密封件強度低，易發(fā)生損壞。在直井水平井SAGD注汽中，隨著溫場的變化對注汽井進行調(diào)整注汽量，而我們使用的蒸汽驅(qū)高溫長效隔熱管柱，不能滿足蒸汽驅(qū)變溫度注汽的要求，從而影響了管柱密封的使用壽命。

3.2高溫密封件金屬包裹的研制

對于密封件包裹的研制首先要選擇好包裹的材料。因為紫銅具有較好的延展性和柔韌性，因此在密封件外表面采用紫銅，不僅可避免密封件在上、下井過程中不被刮壞，同時可起到耐磨防腐的作用，確保其在重復(fù)注汽的條件下仍具有可靠的密封性能?？杀苊馄?qū)封隔器密封件在坐封過程中的坐封噸位和注汽中后期出現(xiàn)密封件的損壞。采用厚度不同的四種規(guī)格紫銅板，優(yōu)選設(shè)計加工相應(yīng)的模具進行包裹試驗。 在密封件進行金屬包裹以后，采用100噸液壓機和一套模式套管裝置對包裹的密封件進行15～18噸二次坐封檢驗，經(jīng)過幾次的檢驗以后，出現(xiàn)了金屬包裹皮外翻不到位，磨損嚴重，經(jīng)過分析認為，由于密封件的金屬包裹邊緣陷入密封件內(nèi)部的緣故，這說明密封件的內(nèi)部支撐力不夠，需改進密封件內(nèi)部的強度，以達到金屬包裹皮正常外翻的情況。在原有的密封件編織物的基礎(chǔ)上，通過加強骨架延長時間，提高了燒結(jié)編織方法，使密封件的性能得到了改善。

4.結(jié)論

目前，SAGD間歇注汽隔熱技術(shù)在已經(jīng)開始在現(xiàn)場規(guī)模實施應(yīng)用。通過對5 寸SAGD直井小直徑注汽工藝管柱技術(shù)研究，生產(chǎn)井中的套變小直徑井得到了二次利用，節(jié)約了大量成本。SAGD注汽管柱選用真空隔熱管的同時，相鄰隔熱管通過隔熱管接箍密封器連接，隔熱管接箍密封器采用特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而大大降低了隔熱管接箍處的熱點損失，實現(xiàn)高溫高壓濕飽和蒸汽在長期隔熱且無任何熱點損失的條件下運載至油層部位。間歇注汽管柱與套管環(huán)空的長效密封性能更加可靠、解封更加靈活方便，并且實現(xiàn)中深層稠油油藏注汽條件下多輪次長效密封與隔熱，其研究和應(yīng)用為遼河油田超稠油的開發(fā)提供了可靠的技術(shù)保障。

參考文獻：

[1]凡哲元.孤島油田稠油油藏井網(wǎng)優(yōu)化研究[J].特種油氣藏，1994，1（1）：24-27.

[2]曹仁義.低滲透油藏井網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整研究[J].西南石油大學學報，2007，29（4）：68-69.

[3]劉文章.稠油注蒸汽熱采工程.1996.