同心可調(diào)配水器的應(yīng)用研究

馬長禮

摘要：隨著石油產(chǎn)量的不斷增加和油田開采的不斷深入，注水開發(fā)已經(jīng)成為油田常態(tài)化開發(fā)手段和實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)的有效技術(shù)措施。近年來，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展促進(jìn)了鉆井技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，深井、大斜度井、多層小卡距井的數(shù)量逐年增加，分層注水、分級注水井的數(shù)量以及測調(diào)工作量也在不斷加大，同時也對分注工藝測試效率和監(jiān)測注入?yún)?shù)提出了更高和更為嚴(yán)格的技術(shù)要求。傳統(tǒng)的偏心配水器無法適應(yīng)鉆井新技術(shù)發(fā)展的需求，因此開發(fā)研制新型配水器非常必要。實(shí)踐證明，同心可調(diào)配水器的應(yīng)用有效解決了偏心配水器的缺點(diǎn)和不足，對各種井下復(fù)雜情況都可有效發(fā)揮作用，本文對此進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：同心可調(diào)配水器;分層分級注水;應(yīng)用研究

近年來，隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展，深井、大斜度井、多層小卡距井的數(shù)量不斷增多，分層注水、分級注水井及調(diào)測工作量大幅度增加，并對分注工藝測試效率和監(jiān)測注入?yún)?shù)提出了更高和更為嚴(yán)格的技術(shù)要求。傳統(tǒng)的偏心配水技術(shù)存在很多弊端，難以適應(yīng)鉆井技術(shù)發(fā)展的需求，因此研發(fā)新型配水器十分必要[1]。實(shí)踐證明，同心可調(diào)式配水器能夠滿足井下各種復(fù)雜條件下的配水需求，有效彌補(bǔ)了偏心配水器的缺點(diǎn)和不足，對促進(jìn)鉆井技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

1 同心可調(diào)配水器概述

同心可調(diào)配水器是由上位機(jī)、導(dǎo)管、上接頭、中心管、旋轉(zhuǎn)管、可調(diào)節(jié)水嘴、調(diào)節(jié)臂、及下接頭組成的，并通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（上位機(jī)）實(shí)施系統(tǒng)控制，注水時與專用的一體化測調(diào)儀相配合使用。其中導(dǎo)管的作用是對一體化測調(diào)儀起到經(jīng)向和軸向的上的限位和定位左右，旋轉(zhuǎn)管通過旋轉(zhuǎn)可有效調(diào)節(jié)注水閥水嘴開啟大小的功效，即調(diào)節(jié)注水量。旋轉(zhuǎn)管是由高質(zhì)量的不銹鋼材質(zhì)之罪而成，不僅具有較強(qiáng)的防腐性能，并且具有扭矩小、調(diào)配靈活方便，水嘴連續(xù)性調(diào)節(jié)、注水量調(diào)配更加準(zhǔn)確可控，各級配水器的內(nèi)徑相同、分級注水層數(shù)不受限制，該配水器同時具備返吐功能、在停止注水后能有效防止地層返吐出砂。實(shí)踐證明，同心可調(diào)式配水器能適應(yīng)各種復(fù)雜的井下環(huán)境，應(yīng)用范圍較廣[2]。

2 同心可調(diào)配水器的工作原理及應(yīng)用

2.1 同心可調(diào)配水器的工作原理

同心可調(diào)配水器的工作原理是：如果需要對目標(biāo)層實(shí)施注水調(diào)節(jié)，首先需要將測調(diào)儀下放至距離目標(biāo)注水層上方10米的位置，開啟控制器或控制軟件上的開臂啟動按鈕打開調(diào)節(jié)臂，調(diào)節(jié)臂開啟到位后井下測調(diào)儀停止工作并將調(diào)節(jié)臂開啟到位狀態(tài)信息發(fā)送至上位機(jī)系統(tǒng)控制軟件。當(dāng)調(diào)節(jié)臂開啟到位后，便可將儀器下放至井下實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)臂與井下同心可調(diào)配水器的對接，當(dāng)上位機(jī)控制軟件顯示對接成功后，開啟（收回）調(diào)節(jié)臂按鈕不在起作用。這時工程技術(shù)人員便可通過控制器或系統(tǒng)控制軟件的正負(fù)調(diào)節(jié)按鈕對配水器開度進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)對注水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)時，可通過上位機(jī)控制軟件系統(tǒng)對注水的溫度、流量及壓力進(jìn)行實(shí)時測量并顯示出配水器可調(diào)水嘴的開度變化情況，可調(diào)水嘴的開度變化步長為3%[3]。如果注水流量或可調(diào)水嘴的開度達(dá)到設(shè)定目標(biāo)值可通過停止按鈕使本層的注水流量調(diào)節(jié)停止，上提儀器使其脫離對接狀態(tài)，再通過控制器或上位機(jī)系統(tǒng)控制軟件的收臂按鈕將調(diào)節(jié)臂收回，調(diào)節(jié)臂收臂到位后上位機(jī)系統(tǒng)控制軟件會自動顯示出手臂狀態(tài)，至此該注水層注水調(diào)解完畢，可對下個注水目標(biāo)層實(shí)施注水調(diào)節(jié)。

2.2 同心可調(diào)配水器的應(yīng)用

同心可調(diào)配水器水嘴為一體化設(shè)計(jì)，在注水調(diào)節(jié)過程中要與相對應(yīng)的測調(diào)儀聯(lián)動調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)精確注水的目的。在應(yīng)用過程中，要準(zhǔn)確的掌握測調(diào)儀在注水調(diào)節(jié)過程中與同心可調(diào)配水器內(nèi)部結(jié)構(gòu)位置的對應(yīng)關(guān)系，需要將測調(diào)儀的定位爪打開后安放在配水器本體定位臺上，將測調(diào)儀的防轉(zhuǎn)爪卡在配水器本體防轉(zhuǎn)槽內(nèi)對測調(diào)儀進(jìn)行固定。注水開始后，卡在可調(diào)水嘴對應(yīng)調(diào)節(jié)槽內(nèi)的調(diào)節(jié)爪帶動水嘴轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)對可調(diào)水嘴開度大小的調(diào)節(jié)及關(guān)閉功能[4]?？烧{(diào)水嘴開度完全打開或關(guān)閉后，相對應(yīng)的脫開機(jī)構(gòu)自動啟動可有效防止被卡死，保證注水儀器設(shè)備的有效性和完好性。

3 同心可調(diào)式配水器生產(chǎn)現(xiàn)場試驗(yàn)

自2017年5月-8月，本油田先后在甘21-3、甘25-7和甘28-1井進(jìn)行了同心可調(diào)式配水器注水效果試驗(yàn)，上述3口井經(jīng)過測試調(diào)配后，注水正常，注水效果比較理想。實(shí)踐證明，同心可調(diào)式配水器能有效保持各層段的均衡壓力，有效克服了偏心配水器對井深、井斜、沾污結(jié)垢嚴(yán)重以及層間干擾等井下復(fù)雜條件下對分層精準(zhǔn)注水的工藝技術(shù)需求，對推進(jìn)油田注水開發(fā)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展具有積極作用。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的主要目標(biāo)，因此對同心可調(diào)式配水器在油田應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析十分重要且必不可少。

4.1 資金投入分析

本次試驗(yàn)共投入試驗(yàn)井3口，配置同心可調(diào)式配水器7套，其中甘21-3井2套、甘25-7井3套、甘28-1井2套。每套同心可調(diào)式配水器購入單價22400元，7套×22400元/套=156800元。

4.2 實(shí)現(xiàn)效益分析

與傳統(tǒng)的偏心配水器相比較，同心可調(diào)式配水器能有效避免測試受阻以及測試儀器落井而導(dǎo)致上作業(yè)3次井，每口換封井的作業(yè)費(fèi)用大約在85000元，共減少換封井作業(yè)費(fèi)3井次×85000元/井次=255000元。

同時由于傳統(tǒng)的偏心配水器需要頻繁的對注水管柱進(jìn)行測試，通常情況下每口兩級三段大斜度井的測試次數(shù)為三次，每次測試費(fèi)用3500元，每口井的測試費(fèi)用為3次×3500元/每次=10500元，合計(jì)3井次×10500元/每井次=31500元。而同心可調(diào)式配水器則不需要換封井和測試作業(yè)。

全部費(fèi)用支出合計(jì)：255000元（換封井作業(yè)費(fèi)）+ 31500元（測試費(fèi)用）=346500元。經(jīng)濟(jì)效益比較：156800元（配水器投入）：346500元（作業(yè)費(fèi)節(jié)約）=2.2098元，經(jīng)濟(jì)效益比較明顯。

5 結(jié)論

通過生產(chǎn)試驗(yàn)證明，同心可調(diào)式配水器在深井、大斜度定向井、小卡距井的有效應(yīng)用，具有測調(diào)容易對接、操作簡便、測調(diào)效率高等優(yōu)勢，有效解決了深井、大斜度定向井及小卡距井等復(fù)雜條件下的分層注水難度大、注水效果差的難題，實(shí)現(xiàn)了注水調(diào)配測試技術(shù)的快捷化、智能化和精準(zhǔn)化，能夠滿足復(fù)雜地質(zhì)條件下的精細(xì)化分層注水的技術(shù)要求，對油田注水技術(shù)的發(fā)展具有積極作用。

參考文獻(xiàn)：

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