連續(xù)可調(diào)橋式偏心分層注水技術(shù)研究與應(yīng)用

宋祖廠，劉　揚(yáng)，蓋旭波，賴(lài)學(xué)明

(大港油田公司 采油工藝研究院，天津 300280)①

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連續(xù)可調(diào)橋式偏心分層注水技術(shù)研究與應(yīng)用

宋祖廠，劉揚(yáng)，蓋旭波，賴(lài)學(xué)明

(大港油田公司 采油工藝研究院，天津 300280)①

摘要：橋式偏心分注技術(shù)是大港油田中淺井分注工藝主導(dǎo)技術(shù)，但配套的堵塞器不可調(diào)，存在漏失，完井管柱坐封時(shí)仍需采用常規(guī)堵塞器內(nèi)裝死堵，鋼絲投撈工作量大，遇阻遇卡風(fēng)險(xiǎn)高，工作效率低。研究了一種連續(xù)可調(diào)橋式偏心分層注水工具，耐壓達(dá)到40 MPa，實(shí)現(xiàn)了注水量井下無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。現(xiàn)場(chǎng)成功應(yīng)用62口井，顯著降低了橋式偏心分注技術(shù)的投撈工作量，大幅提高了測(cè)調(diào)工作效率和配水精度。

關(guān)鍵詞：分層注水；橋式偏心；堵塞器；連續(xù)可調(diào)

大港油田經(jīng)過(guò)約50 a開(kāi)發(fā)，主力區(qū)塊已全面進(jìn)入注水開(kāi)發(fā)中后期，由于其屬于多層系、復(fù)雜斷塊油藏，層間吸水差異大，實(shí)施分層注水已成為油田開(kāi)發(fā)中解決層間矛盾、提高油層動(dòng)用程度的主要手段之一[1-3]。

橋式偏心分注技術(shù)是解決淺井分注技術(shù)難題的升級(jí)技術(shù)，它是在常規(guī)偏心配水器主通道周?chē)_(kāi)設(shè)橋式通道而逐漸形成的一種先進(jìn)分注工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)分層配水、測(cè)壓、驗(yàn)封[4-5]。但橋式偏心配水器中配套的堵塞器由于結(jié)構(gòu)不完善，完全關(guān)閉后仍然存在一定漏失量，不能隨配水器直接用于分注完井管柱，分注完井管柱必須采用常規(guī)堵塞器內(nèi)裝死堵進(jìn)行打壓坐封及驗(yàn)證管柱漏失量，坐封和漏失量驗(yàn)證合格后，需用鋼絲帶投撈器將其撈出后，再用鋼絲帶投撈器投入可調(diào)堵塞器。鋼絲投撈工作量大，遇阻遇卡風(fēng)險(xiǎn)高，工作效率低，制約了橋式偏心分注技術(shù)水平的進(jìn)一步提升。

為解決上述技術(shù)難題，滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)需求，研究了一種連續(xù)可調(diào)橋式偏心分層注水技術(shù)，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，取得了較好的應(yīng)用效果。

1技術(shù)分析

1.1結(jié)構(gòu)

連續(xù)可調(diào)橋式偏心分層注水技術(shù)主要包括無(wú)級(jí)差調(diào)節(jié)零漏失可調(diào)堵塞器、橋式偏心配水器和測(cè)調(diào)聯(lián)動(dòng)技術(shù)。

1.1.1無(wú)級(jí)差調(diào)節(jié)零漏失可調(diào)堵塞器

無(wú)級(jí)差調(diào)節(jié)零漏失可調(diào)堵塞器主要由打撈調(diào)節(jié)桿、凸輪、閥桿、陶瓷調(diào)節(jié)頭、傳動(dòng)塊及密封系統(tǒng)等組成，如圖1所示。通過(guò)打撈調(diào)節(jié)桿驅(qū)動(dòng)閥桿做軸向運(yùn)動(dòng)，閥桿的軸向運(yùn)動(dòng)可改變水嘴開(kāi)啟量的大小，實(shí)現(xiàn)水量的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)；水嘴下部裝有密封系統(tǒng)，在水量調(diào)整到最小值后，密封系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)完全關(guān)閉后零漏失。

1—打撈調(diào)節(jié)桿；2—上壓帽；3—解鎖彈簧；4—上連接套；5—凸輪；6—○型密封圈；7—限位彈簧；8—○型密封圈；

1.1.2橋式偏心配水器

橋式偏心配水器主要包括主體、扶正體、連接套、導(dǎo)向筆尖、支架、橋式通道、出水口、上接頭、下接頭等，如圖2所示。無(wú)級(jí)差調(diào)節(jié)零漏失可調(diào)堵塞器安裝在橋式偏心配水器偏孔中，用于調(diào)節(jié)控制各層段注水量。

圖2　橋式偏心配水器

1.1.3測(cè)調(diào)聯(lián)動(dòng)技術(shù)

主要由測(cè)試車(chē)、絞車(chē)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、電纜、地面控制儀器、井口防噴管系統(tǒng)等組成，如圖3所示。測(cè)試調(diào)配時(shí)，通過(guò)電纜、地面控制器和測(cè)調(diào)儀等調(diào)節(jié)控制橋式偏心配水器偏孔內(nèi)的無(wú)級(jí)差調(diào)節(jié)零漏失可調(diào)堵塞器水嘴大小，完成流量、溫度、壓力等數(shù)據(jù)測(cè)試。

圖3　測(cè)調(diào)聯(lián)動(dòng)技術(shù)

1.2技術(shù)原理

連續(xù)可調(diào)橋式偏心分層注水技術(shù)原理如圖4所示。在地面將無(wú)級(jí)差調(diào)節(jié)零漏失可調(diào)堵塞器的陶瓷調(diào)節(jié)頭調(diào)到下限位置，陶瓷閥套組件與密封環(huán)密封，保證出水口下端零漏失，出水口實(shí)現(xiàn)完全關(guān)閉，然后通過(guò)投頭把堵塞器送入橋式偏心配水器偏孔中，凸輪卡在橋式偏心配水器偏空內(nèi)臺(tái)階處實(shí)現(xiàn)堵塞器固定。完井后，通過(guò)測(cè)調(diào)車(chē)、電纜將測(cè)調(diào)儀器下入分注管柱內(nèi)，在導(dǎo)向筆尖的導(dǎo)向作用下，測(cè)調(diào)儀器與橋式偏心配水器偏孔內(nèi)的無(wú)級(jí)差調(diào)節(jié)零漏失可調(diào)堵塞器上部的傳動(dòng)塊準(zhǔn)確對(duì)接，通過(guò)地面信號(hào)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，帶動(dòng)傳動(dòng)塊及打撈調(diào)節(jié)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)使閥桿組件在下連接套內(nèi)梯形螺紋下做旋轉(zhuǎn)和上下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)堵塞器無(wú)級(jí)差調(diào)節(jié)水量，完成流量、溫度、壓力等測(cè)試數(shù)據(jù)直讀、監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)顯示，實(shí)現(xiàn)測(cè)調(diào)儀器一次下井完成全井各層段流量測(cè)試和調(diào)配。

圖4　連續(xù)可調(diào)橋式偏心分層注水技術(shù)原理

1.3技術(shù)參數(shù)

連續(xù)可調(diào)橋式偏心分層注水技術(shù)主要技術(shù)參數(shù)如表1。

表1　主要技術(shù)參數(shù)

1.4施工工藝

1)堵塞器陶瓷調(diào)節(jié)頭調(diào)到下限位置，保證出水口下端完全關(guān)閉。

2)在地面通過(guò)投頭把堵塞器送入橋式偏心配水器偏孔內(nèi)，并通過(guò)凸輪固定。

3)將配套有封隔器、橋式偏心配水器的分注管柱下入井筒中，從油管內(nèi)注水加壓，完成封隔器坐封。

4)完井后，用電纜下入測(cè)調(diào)儀器，測(cè)調(diào)臂張開(kāi)與堵塞器上部傳動(dòng)塊對(duì)接，地面指令通過(guò)電纜傳輸使電機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)傳動(dòng)塊及打撈調(diào)節(jié)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)使閥桿組件旋轉(zhuǎn)和軸向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)差調(diào)節(jié)各層段的注水量。

1.5技術(shù)特點(diǎn)

1)連續(xù)可調(diào)橋式偏心分層注水技術(shù)配套的堵塞器無(wú)級(jí)可調(diào)，水量調(diào)節(jié)范圍大，精度高，能滿足地質(zhì)精細(xì)注水需要。

2)堵塞器內(nèi)設(shè)計(jì)有密封系統(tǒng)，在一定壓力下實(shí)現(xiàn)水量零漏失，避免了完井管柱座封時(shí)仍需采用常規(guī)堵塞器內(nèi)裝死堵，造成鋼絲投撈工作量大，遇阻遇卡風(fēng)險(xiǎn)高，工作效率低，初步實(shí)現(xiàn)完全免投撈。

3)對(duì)于注水壓力高的橋式偏心分注井，還可以實(shí)現(xiàn)帶壓作業(yè)，避免了放溢流周期長(zhǎng)，環(huán)境污染減少，地層能量損失大幅降低。

2現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

連續(xù)可調(diào)橋式偏心分注技術(shù)累計(jì)在大港油田應(yīng)用62口井，最大井深1 928 m，最大井斜43.4°，分注層段數(shù)達(dá)到5段，水嘴打開(kāi)和調(diào)節(jié)成功率均達(dá)到100%，按鋼絲起下均成功計(jì)算，共減少鋼絲起下投撈526趟，顯著降低了橋式偏心分注技術(shù)的投撈工作量，大幅提高了工作效率和測(cè)配精度。部分橋式偏心分注井應(yīng)用情況統(tǒng)計(jì)如表2。

表2　部分井橋式偏心分注井應(yīng)用情況

3結(jié)論

1)連續(xù)可調(diào)橋式偏心分注技術(shù)已在大港油田橋式偏心分注井中規(guī)模應(yīng)用62口井，一次測(cè)調(diào)成功率均達(dá)到100%，共減少鋼絲起下投撈526趟，顯著降低了橋式偏心分注技術(shù)的測(cè)配工作量。

2)堵塞器水嘴完全關(guān)閉后，在40 MPa壓力下實(shí)現(xiàn)水量零漏失，避免了完井管柱坐封時(shí)仍需采用常規(guī)堵塞器內(nèi)裝死堵的方法，初步實(shí)現(xiàn)了完全免投撈。

3)水嘴井下連續(xù)可調(diào)，無(wú)固定級(jí)差，精度高，能滿足地質(zhì)精細(xì)注水需要。

4)大幅提高了測(cè)試調(diào)配工作效率和測(cè)配精度，為后期橋式偏心分注井帶壓作業(yè)提供一種新的技術(shù)手段。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉揚(yáng)，晏明晴，杜樹(shù)勛，等.井下壓控開(kāi)關(guān)配水技術(shù)在大港南部油田的試驗(yàn)[J].石油地質(zhì)與工程，2009，23(4)：97-98.

[2]蓋旭波，王興偉，李占軍，等.G6封隔器工作原理及應(yīng)用[J].鉆采工藝，2002，23(4)：91-92.

[3]宋祖廠，蓋旭波，劉揚(yáng)，等.HRP液壓封隔器性能參數(shù)數(shù)值模擬研究[J].石油機(jī)械，2011，39(5)：41-44.

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[5]蓋旭波，劉揚(yáng)，竇守進(jìn)，等.大港油田分注難點(diǎn)技術(shù)研究與試驗(yàn)應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2012(31)：40-41.

Research and Application of Continuously Adjustable Bridge Eccentric Injection Technology

SONG Zuchang，LIU Yang，GAI Xubo，LAI Xueming

(OilProductionTechnologyResearchInstitute，DagangOilfield，Tianjin300280，China)

Abstract：Continuously adjustable bridge-eccentric separate injection technology is the major technology employed to solve the problem of shallow well injection technology in Dagang Oil Field.But there is also leakage and loss.While setting completion pipe string，no-go plugging should be installed within conventional blanking plug，which leads to heavy workload of wire tripping，high risk of blocking and sticking，and low efficiency.This constrains the further development of bridge-eccentric separate injection technology.In order to solve the above mentioned technology problems，the technology of continuously adjustable bridge eccentric injection is developed.It can withstand 40 MPa pressure with no differential adjustment of water injection flow appeared.It has successfully been applied in more than 62wells，significantly reduced the workload of wire tripping and onsite work intensity，and greatly improved work efficiency and measuring accuracy.

Keywords：separate layer water injection；bridge eccentric；plug device；continuously adjustable

中圖分類(lèi)號(hào)：TE934.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.3969/j.issn.1001-3482.2016.03.017

作者簡(jiǎn)介：宋祖廠(1982-)，男，河南鹿邑人，工程師，碩士，主要從事分注工藝設(shè)計(jì)、井下工具研發(fā)及數(shù)值模擬工作，E-mail：songzuchang@163.com 。

收稿日期：①2015-09-19 中國(guó)石油大港油田公司關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目(20140204)

文章編號(hào)：1001-3482(2016)03-0074-04