勝利淺海油田同心雙管注水工藝技術(shù)淺析

趙汝春

[摘 要]本文主要詳細(xì)分析了勝利淺海油田同心雙管注水工藝及其技術(shù)指標(biāo)，對今后淺海油區(qū)注水井的管理有一定的借鑒。

[關(guān)鍵詞]勝利淺海；同心雙管；注水

中圖分類號：V235 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）11-0007-01

1 前言

勝利油田淺海油田疏松砂巖油藏分布范圍較廣、儲量大，產(chǎn)量占有重要的地位。淺海油田受地理環(huán)境限制，多采用的是以井組衛(wèi)星平臺為中心，打叢式井組、定向斜井的布井方式。為盡快收回投資，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，方案部署時采用一套層系、大井距開發(fā)，故注水后出現(xiàn)比陸上相似油田更加嚴(yán)重的層間和平面矛盾；同時，由于地處海洋環(huán)境，鉆采工程和中心平臺、注采管網(wǎng)、流程等海工設(shè)施建設(shè)周期較長，施工能力有限，注水措施實施滯后，未進(jìn)行分層注水或分層不嚴(yán)格，配注能力不足，注采比達(dá)不到要求，導(dǎo)致地層壓力下降嚴(yán)重。因此，研究制定一套有效的分層注水技術(shù)具有重要的意義。

目前我們采用的雙管注水可以實現(xiàn)大壓差油層的有效分層注水，地面調(diào)配，具有測調(diào)簡單的特點(diǎn)。正因如此，雙管注水非常適合于勝利淺海油田應(yīng)用，可以解決海上單管注水測調(diào)工作量大的問題。目前雙管注水主要在陸上油田應(yīng)用，最多實現(xiàn)了3油層封隔注水，考慮到淺海的安全要求，根據(jù)設(shè)計要求，增加了井口及井下安全裝置，并注水管柱組合及井下分層密封、注水裝置等配置進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。

本文主要分析了勝利淺海油田同心雙管分層注水管柱的工藝及配套參數(shù)，并結(jié)合實際作業(yè)井，介紹了該工藝配套的海上雙管安全控制技術(shù)。

2 同心雙管注水管柱主要工藝內(nèi)容及技術(shù)指標(biāo)

2.1 同心雙管注水管柱圖及其工藝原理

工藝原理：

防砂管采用5in防砂管（通徑為108mm），并配套相應(yīng)懸掛封和分層封。注水時，井口采用雙懸掛器，由4in油管配注上層，由23/8in油管配注下層，配注量由井口采油樹閘門控制；正常注水時通過分層封和密封插頭來分隔上下兩層，實現(xiàn)分層注水；停注洗井時，液控管線泄壓，可分別沖洗雙管環(huán)空和內(nèi)管。

環(huán)空安全閥用來連接內(nèi)外兩層注水管柱，實現(xiàn)注水環(huán)空的開啟與緊急情況下的自動關(guān)閉，起到防止井噴或溢流的作用。

分流配水器用來達(dá)到井下流體分流的目的，內(nèi)層流體經(jīng)過由封隔器密封的注水管柱從分流配水器中心通過，外層流體在注水壓差的作用下打開注水通道，從外層通過，內(nèi)外兩層流體的流量由井口控制。

井下安裝注水安全閥，注水安全閥為單流閥，液體只能從管柱流向地層，安全閥中的大小兩個密封球體在不到1MPa的注水壓差下即可實現(xiàn)注水，沒有注水壓差單流閥即自動關(guān)閉，防止液體逆流。

在注水管柱中包括兩個大小通徑的液控封隔器，上部的大通徑液控封隔器和防砂管內(nèi)的液控封隔器。液控封隔器的作用是在液壓的控制下實現(xiàn)地層環(huán)空的密封，同時可以控制解封，實現(xiàn)全井筒洗井。

在管柱中還包括井下管柱補(bǔ)償器，補(bǔ)償器可以實現(xiàn)管柱的密封伸縮，可以保證雙管的精確協(xié)調(diào)性，防止設(shè)計或施工中管柱的輕度移位或伸縮產(chǎn)生的偏差。

2.2 井下安全控制技術(shù)分析

2.2.1 雙控安全閥的應(yīng)用

在該同心雙管注水管柱中，采用了單管雙控安全閥。該單管雙控安全閥主要包括內(nèi)管密封總成和環(huán)空密封總成兩大部分。內(nèi)管密封總成主要是對內(nèi)管的單向密封，從而起到安全控制作用；環(huán)空密封總成起到對環(huán)空的安全控制作用。

工作原理：

單管雙控安全閥具有內(nèi)外兩層，正常工作時，由液控管線打壓同時打開中心管內(nèi)密封閥板和環(huán)空內(nèi)密封活塞，下層注水管柱從中心通道通過，配注下層；環(huán)空注上層。當(dāng)有任何問題出現(xiàn)，導(dǎo)致液控管線泄壓時，單管雙控安全閥都會自動關(guān)閉，達(dá)到中心管和環(huán)空的安全控制。技術(shù)指標(biāo)如表1。

2.3 內(nèi)外管密封技術(shù)的合理利用

該注水管柱創(chuàng)新的的采用了內(nèi)密封方式，密封圈固定于外管工具密封腔內(nèi)，內(nèi)管光管密插下入，有效防止內(nèi)管跟外管刮碰造成的密封圈失效。 管柱在井下會產(chǎn)生溫度效應(yīng)、活塞效應(yīng)、鼓脹和反鼓脹效應(yīng)以及螺旋彎曲效應(yīng)等，為了使內(nèi)外管更好的結(jié)合密封，必須下內(nèi)管時加壓一定的噸位，以確保管端密封插頭進(jìn)入密封腔，同時消除注水時管柱伸縮對密封的不良影響

2.4 配套工具的參數(shù)及組成

2.4.1 大通徑液控封隔器

液控封隔器的主要部分包括：上下接頭、主體中心管和液控密封橡膠圈等幾部分。大通徑液控封隔器由主體中心管和液控封隔橡膠圈組成。其主體中心管內(nèi)徑較一般的封隔器的內(nèi)徑要大，可實現(xiàn)大通徑的封隔。在到達(dá)預(yù)定封隔層段，用打壓泵通過液控管線對封隔器加壓，使膠筒膨脹，與套管接觸密封，產(chǎn)生壓差，達(dá)到分層的效果。性能指標(biāo)如下：分流配水器的主要包括上接頭、中心管、彈簧、凡爾和下接頭。分流配水器由中心管和外部注水環(huán)套兩個主要部分組成。中心管內(nèi)徑大于分層注水內(nèi)油管的直徑，注水時注下層的內(nèi)油管從配水器的中心管中通過，用封隔器封隔，實現(xiàn)下層注水。外部注水環(huán)套上配有彈簧，當(dāng)注入水通過環(huán)套時，注水壓差頂開彈簧，使上接頭與凡爾座接頭分離，注入水從中通過，實現(xiàn)上層注水，從而實現(xiàn)上下層分流的目的。性能指標(biāo)如下：

2.4.3 補(bǔ)償器

井下管柱補(bǔ)償器由本體、擋環(huán)、中心管及密封部件組成。補(bǔ)償器由本體和中心管兩個主要部分組成，兩個部分之間由“O”型密封圈密封連接，且可以相對密封滑動，滑動到最大限度時，擋環(huán)與下接頭接觸，防止抽離中心管。本體和中心管的兩端分別連接管柱，可實現(xiàn)管柱長度的伸縮，且保持密封，可以防止管柱蠕動或拉伸等產(chǎn)生的實際管柱長度與設(shè)計長度的偏差帶來的危害，自由調(diào)節(jié)管柱長度。性能指標(biāo)： 密封性能--20MPa；伸縮長度--0.5m。

3 典型井例應(yīng)用分析

以勝利油田淺海油區(qū)埕島油田CB27A-6井進(jìn)行典型井例分析。該井的施工目的：檢管、下入同心雙管注水管柱；該井的基本數(shù)據(jù)如下：該井的具體施工步驟如下：

（1）從下到上依次入：導(dǎo)向接頭+篩管+反洗閥+外徑73mmNU油管2根+配注器73mmNU油管+短節(jié)+QHYK344-104封隔器+外徑73mmNU油管+分流配水器+外徑101mmNU油管＼外徑60mmNU油管+QHYK344-152封隔器，后下入油管至安全閥位置；（2）下內(nèi)管至補(bǔ)償器位置，連接補(bǔ)償器和安全閥；（3）安全閥試壓35MPa，穩(wěn)壓30分鐘無壓降后帶壓下入；（4）繼續(xù)下入外管至井口，坐外懸掛器，下入內(nèi)管，坐內(nèi)懸掛器；（5）裝井口后打壓封隔器和安全閥，試注?？梢钥闯觯海?）管柱下入過程正常，安全閥試壓正常；（2）液控封隔器壓力穩(wěn)定，穩(wěn)壓15MPa；（3）上層日均注水100m3，油壓6MPa，下層日均注水57m3，油壓2.3MPa，分層效果非常明顯。該同心雙管管柱研究成功后，在現(xiàn)場進(jìn)行了8井次的應(yīng)用，施工成功率100%，分注合格率100%，效果顯著。

參考文獻(xiàn)

[1] 施明華、王艷珍、李寶林.海上油田同心雙管分層注水工藝研究與應(yīng)用.石油機(jī)械，2011，5：70～75.