分層擋砂合采工藝管柱研究與應(yīng)用

李志廣，閆永維，李風(fēng)濤，張子佳，李　川，許澤漣

(1.中國石油大港油田 石油工程研究院，天津 300280；2.中國石油大港油田 第一采油廠，天津 300280)

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分層擋砂合采工藝管柱研究與應(yīng)用

李志廣1，閆永維1，李風(fēng)濤1，張子佳1，李川1，許澤漣2

(1.中國石油大港油田 石油工程研究院，天津 300280；2.中國石油大港油田 第一采油廠，天津 300280)

摘要：在油田開發(fā)中，多數(shù)區(qū)塊油井的生產(chǎn)層系多、層間干擾嚴(yán)重，部分區(qū)塊出砂、油稠、腐蝕等問題突出，目前常用的分層合采技術(shù)可以有效解決層間干擾的問題，但不能完全適用于出砂油井。對現(xiàn)有的分層合采管柱進(jìn)行技術(shù)升級，將管柱分為舉升管柱和分層擋砂管柱兩部分，采用密封工作筒將管柱的兩部分密封連接，分采泵形成兩個互不干擾的進(jìn)液通道，給分層擋砂管柱配備了安全接頭和防砂篩管，能夠適應(yīng)出砂和砂埋的井況，提高出砂油井的產(chǎn)量及生產(chǎn)時效。

關(guān)鍵詞：分層擋砂；分層合采；管柱；生產(chǎn)時效

在油田開發(fā)中，多數(shù)區(qū)塊油井生產(chǎn)井段長、生產(chǎn)層系多、層間干擾嚴(yán)重，部分區(qū)塊出砂、油稠、腐蝕等問題突出，主要表現(xiàn)為層間干擾井綜合含水高，低能油層動用程度低。目前常用的分層合采技術(shù)可以有效解決層間干擾的問題，但對出砂油井，現(xiàn)有分采技術(shù)不適用，不能滿足生產(chǎn)需求，主要表現(xiàn)為砂卡、砂堵、砂埋導(dǎo)致油井停產(chǎn)。大港油田出砂油井主要分布在港東、港西、羊二莊油田，僅港東油田，平均每年因砂卡、砂堵、砂埋造成停產(chǎn)井80井次以上，占全年總停產(chǎn)井?dāng)?shù)的40%，嚴(yán)重影響油井的產(chǎn)量及生產(chǎn)時效。針對港東、港西、羊二莊出砂油井的特點，在現(xiàn)有分層采油技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究出適用該類型區(qū)塊的分層合采技術(shù)及配套工具，滿足出砂油井的分層采油需求，提高了油井產(chǎn)量及生產(chǎn)時效。

1技術(shù)分析

1.1管柱結(jié)構(gòu)[1]

分層擋砂合采管柱由分層擋砂管柱和舉升管柱2部分組成，如圖1所示。

1—舉升管柱；2—分層擋砂管柱。

分層擋砂管柱由上封隔器、安全接頭Ⅰ、篩管Ⅰ、上密封工作筒、安全接頭Ⅱ、下封隔器、安全接頭Ⅲ、下密封工作筒、篩管Ⅱ、絲堵由上至下通過油管依次固定連接，如圖2所示。上封隔器位于上油層的上方，下封隔器位于上油層和下油層之間；篩管Ⅰ位于上油層，篩管Ⅱ位于下油層；上密封工作筒、下密封工作筒的內(nèi)徑小于油管內(nèi)徑。

舉升管柱的分層采油泵下端固定安裝有空心密封管，空心密封管的下端始終與上密封工作筒內(nèi)孔配合，空心密封管與上密封工作筒上方的分層管柱內(nèi)孔形成環(huán)空，環(huán)空與分層采油泵中偏心閥所在的泵筒腔連通[2]，如圖3所示。

1—封隔器；2—安全接頭Ⅰ；3—篩管Ⅰ；4—上密封工作筒；5—安全接頭Ⅱ；6—封隔器；7—安全接頭Ⅲ；8—下密封工作筒；9—篩管Ⅱ；10—絲堵。

1—分采泵；2—空心密封管。

1.2工藝原理[3-5]

首先，根據(jù)工藝設(shè)計將分層擋砂合采管柱的分層管柱各部件依次連接組裝完畢，由輸送管柱將分層管柱下入預(yù)定井深，通過專用坐封配套工具將上封隔器、下封隔器坐封；然后加壓使輸送管柱與分層管柱脫離，提出輸送管柱。

其次，將分層采油泵下端的空心密封管插入上密封工作筒內(nèi)，由抽油桿帶動分層采油泵及空心密封管沿分層管柱作上下往復(fù)運動。上沖程時，上油層的原油經(jīng)空心密封管與分層管柱的環(huán)空進(jìn)入分層采油泵；下油層的原油經(jīng)空心密封管內(nèi)孔進(jìn)入分層采油泵，實現(xiàn)分層合采。

在生產(chǎn)過程中，當(dāng)上油層出砂嚴(yán)重導(dǎo)致篩管Ⅰ砂埋無法上提分層管柱時，可通過安全接頭Ⅰ斷開管柱，對篩管Ⅰ實施套銑，然后打撈管柱，實現(xiàn)解卡。當(dāng)下油層出砂嚴(yán)重導(dǎo)致篩管Ⅱ砂埋無法上提分層管柱時，可通過安全接頭Ⅲ斷開管柱，對篩管Ⅱ?qū)嵤┨足?，然后打撈管柱，實現(xiàn)解卡。分層擋砂合采管柱針對出砂嚴(yán)重且油層層間干擾影響產(chǎn)量的問題，既能避免層間干擾又能防止砂卡管柱，實現(xiàn)提高出砂油井的單井產(chǎn)量及生產(chǎn)時效的目的[6-7]。

2適用條件

適用套管

適用井斜

40°

適用開采層段

2層

3技術(shù)特點

1)一臺抽油設(shè)備分采2個油層，可消除或減少油層間的干擾，增加油井產(chǎn)量。

2)上、下2泵理論排量不同，可根據(jù)油層產(chǎn)能合理匹配。

3)整個管柱(除封隔器部位)采用等外徑尺寸，有利于發(fā)生砂埋時上提管柱。

4)管柱配套防砂篩管，阻擋底層細(xì)微顆粒進(jìn)入管柱內(nèi)，有效避免抽油泵發(fā)生砂卡。

5)管柱預(yù)置密封工作筒，實現(xiàn)液壓封隔器坐封與油井分層合采。

4現(xiàn)場應(yīng)用

2014年，分層合采技術(shù)在大港油田采油一廠、二廠、三廠共進(jìn)行了18口井現(xiàn)場試驗，成功率100%，取得了良好的應(yīng)用效果，有效解決出砂油井的層間干擾問題。以聯(lián)淺3-6-1為典型井例，該油井原來采用57整筒泵生產(chǎn)，日產(chǎn)液36m3，日產(chǎn)油1.6t；2014-12-26，該井下入分層擋砂合采管柱，日產(chǎn)液27m3，日產(chǎn)油2.6t。如圖4～5所示。通過實施前后對比可見，日產(chǎn)油明顯增加。

圖4　聯(lián)淺3-6-1生產(chǎn)曲線

圖5　聯(lián)淺3-6-1管柱組合

5結(jié)論

1)分層擋砂合采管柱技術(shù)可以通過卡層封隔器實現(xiàn)含高壓油層與低壓油層同時開采，消除層間干擾，提高開發(fā)時效和單井產(chǎn)量，可以使一些難動用油層得到有效利用。

2)通過使用分層合采抽油泵同時對2個油層開采，可根據(jù)各個油層產(chǎn)液能力調(diào)整抽油泵的泵徑組合，滿足各個油層的生產(chǎn)需求。針對出砂油井采用分層擋砂合采管柱，滿足出砂油井舉升要求，提高油井產(chǎn)液量。

參考文獻(xiàn)：

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[6]肖國華，馬寶忠，王金忠，等.JDY441可取式卡瓦封隔器的研制與應(yīng)用[J].石油機械，2013，41(12)：118-120.

[7]朱曉榮.封隔器設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：中國石化出版社，2012.

DevelopmentandApplicationofMultiple-zoneCommingledProductionPipeStringforSandPrevention

LIZhiguang1，YANYongwei1，LIFengtao1，ZHANGZijia1，LIChuan1，XUZelian2

(1.Petroleum Engineering Institute，Dagang Oilfield Company，Tianjin 300280，China；2.First Production Plant，Dagang Oilfield Company，Tianjin 300280，China)

Abstract：During oilfield development，oil wells have various layers，serious interference on interlayer exists in most of the block，some blocks are prominent in sand flows，heavy oil and corrosion，commonly the used selective-zone production technique can effectively solve the problem of interference between layers，but for the sand flows，the existing mining technology is not suitable for this well condition，the existing pipe string need to upgrade.The new pipe string will be divided into the lifting pipe string and layered sand control pipe string，the two parts of the pipe string are connected with sealing working barrel.Two liquid channels without mutual interference for pump are provided by sealing working barrel，at the same time，for stratifying sand control，the pipe string is equipped with safety joint and sand-proof screen，that can satisfy the sand-flowed and sand-buried well，and improve the yield and production efficiency of production wells.

Keywords：layering sand prevention；multiple-zone commingled production；pipe string；production efficiency

文章編號：1001-3482(2016)06-0069-03

收稿日期：2015-12-16

基金項目：中石油大港油田科技攻關(guān)項目“機械采油工藝技術(shù)優(yōu)化配套研究與推廣”(20130208)

作者簡介：李志廣(1965-)，男，高級工程師，現(xiàn)從事機械采油研究工作，E-mail：yong2002043226@163.com。

中圖分類號：TE931.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1001-3482.2016.06.015