同心雙管分注技術(shù)研究與應(yīng)用*

喬志學(xué) 趙留陽 孔憲永 王彪 杜泳林 劉平（大港油田公司第三采油廠）

南部油田目前采用簡(jiǎn)單的籠統(tǒng)注水或一級(jí)二段地面配水分注，注入水對(duì)儲(chǔ)層的長(zhǎng)期沖刷改造，形成高滲條帶和大孔道，在注水過程中的單層突進(jìn)和舌進(jìn)現(xiàn)象十分明顯，導(dǎo)致注入水推進(jìn)不均勻，使強(qiáng)吸水能力逐步增強(qiáng)，上下兩套油層之間、同一套油層內(nèi)部差異日益突出，依靠簡(jiǎn)單的籠統(tǒng)注水或一級(jí)兩段分層注水已不能有效改善層間差異[1-2]。層間矛盾突出，急需實(shí)施分層注水，近幾年相繼開展了細(xì)分注及分注新技術(shù)研究試驗(yàn)，但受井深、注水壓力、管柱腐蝕結(jié)垢及測(cè)試條件等因素制約，測(cè)試調(diào)配難度大，周期長(zhǎng)且成功率低，一直沒有取得較好效果[3-5]。為實(shí)現(xiàn)南部油田套管保護(hù)條件下的多級(jí)分注，滿足油藏注水開發(fā)迫切需求[6]，開展了同心雙管分注技術(shù)試驗(yàn)及推廣應(yīng)用。

1 技術(shù)原理

1.1 同心雙管分注技術(shù)

該技術(shù)是在3?2TBG油管內(nèi)插入1.9TBG油管，形成油套環(huán)空、大小油管環(huán)空、小油管內(nèi)腔三個(gè)注水通道，通過地面閘門調(diào)節(jié)水量，套管、大油管、小油管各有單獨(dú)的壓力表、流量計(jì)三套系統(tǒng)分別控制，從而實(shí)現(xiàn)三段分注或二段套保分注。同心雙管井口裝置原理及示意圖見圖1。

圖1 同心雙管井口裝置原理及示意圖

1.2 管柱結(jié)構(gòu)及參數(shù)

1.2.1 管柱結(jié)構(gòu)

采用外管和內(nèi)管同心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過井下工具組合，形成小管和雙管環(huán)空兩個(gè)注水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分層注水，具體管柱結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 同心雙管分注管柱結(jié)構(gòu)示意圖

外管：包括3?2TBG油管（內(nèi)襯油管/內(nèi)外鍍滲鎢油管）+Y341可洗井封隔器+洗井閥+Y341可洗井封隔器+打壓球座+篩管+絲堵。

內(nèi)管：由1.900TBG油管（玻璃鋼/鍍滲鎢小管）+滑套式安全接頭+補(bǔ)償器，管柱尾部插入洗井閥中。

1.2.2 井下工具參數(shù)

1）Y341可洗井封隔器。該封隔器上提管柱解封，防止層間差異造成的封隔器自動(dòng)解封；洗井活塞定壓開啟，確保洗井活塞可靠密封，防止層間串通。封隔器具體型號(hào)參數(shù)見表1。

表1 封隔器具體型號(hào)參數(shù)

2）插入密封管及洗井閥。采用“V”型組合密封技術(shù)，保證可靠密封，同時(shí)長(zhǎng)密封段起到了補(bǔ)償管柱蠕動(dòng)效應(yīng)及分隔內(nèi)外管流道和長(zhǎng)度補(bǔ)償作用。插入密封管及洗井閥結(jié)構(gòu)及實(shí)物圖見圖3。

圖3 插入密封管及洗井閥結(jié)構(gòu)及實(shí)物圖

1.3 坐封及驗(yàn)封方法

采取液壓座封方式，分別對(duì)各層段進(jìn)行座封及驗(yàn)封，具體方法如下：

1）下層坐封時(shí)，打開套管放空閘門，內(nèi)管投球分級(jí)打壓12，16，18，20MPa，各點(diǎn)均穩(wěn)壓5min，繼續(xù)打壓至23MPa壓力突降。如果在打壓過程中套管出現(xiàn)返水，則證明內(nèi)管插封密封無效。

2）上層坐封時(shí)，油內(nèi)環(huán)空分級(jí)打壓12，16，18，20MPa，各點(diǎn)均穩(wěn)壓5min，繼續(xù)打壓至23MPa壓力突降。

3）下層驗(yàn)封時(shí)，從內(nèi)管試擠，打開套管放空閘門，壓力保持10MPa左右，試注30min，觀察套管是否返水，若套管不返水，證明下層Y341可洗井封隔器密封有效，可執(zhí)行下步工序；若套管返水，則密封無效。

4）上層驗(yàn)封時(shí)，從油內(nèi)環(huán)空試擠，打開套管、內(nèi)管放空閘門，壓力保持10MPa左右，試注30min，觀察套管與內(nèi)管是否返水，若套管不返水，證明上層Y341可洗井封隔器密封有效，可執(zhí)行下步工序；若套管返水，則密封無效。

2 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1 分注技術(shù)優(yōu)勢(shì)

該分注工藝相比于油套地面及常規(guī)分注具有以下優(yōu)勢(shì)：

1）解決油套環(huán)空注水問題，避免管柱腐蝕結(jié)垢，降低造成的大修風(fēng)險(xiǎn)。

2）兩套獨(dú)立的注水系統(tǒng)能夠有效解決高低壓層之間的層間干擾問題，從而提高分注井的層段合格率。

3）不需測(cè)調(diào)，在井口計(jì)量，提高了資料準(zhǔn)確性，減少了井下測(cè)調(diào)工作量，后期維護(hù)管理簡(jiǎn)單。

2.2 適用條件及性能特點(diǎn)

同心雙管分注技術(shù)適用條件：大斜度井分注、層間差異大，反復(fù)調(diào)剖分注井，分層水量無法調(diào)配分注井等。

同心雙管分注技術(shù)性能具備以下特點(diǎn)：一是地面控制分層配聚量，無需井下測(cè)試調(diào)配，地面采用直讀式電磁流量計(jì)，連續(xù)讀取分層流量，可以遠(yuǎn)程智能調(diào)配[7-9]；二是封隔器密封性可以直觀判斷；三是若管網(wǎng)配套，可實(shí)現(xiàn)聚合物分層分質(zhì)注入[10]；四是管柱具有徹底洗井功能。

3 效益分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

大港南部油田優(yōu)選家新43-23等三口井實(shí)施同心雙管分注技術(shù)，并完成遠(yuǎn)程調(diào)配水量，測(cè)調(diào)完成后，達(dá)到配注量，注水平穩(wěn)。受精細(xì)注水、有效注水影響，截止目前井組日增油8.55t，累計(jì)增油1865t，措施仍然有效，預(yù)計(jì)年增油4200t，按照原油價(jià)格3008.2元計(jì)算，截止目前累計(jì)創(chuàng)效1200余萬元，同時(shí)避免人工測(cè)調(diào)費(fèi)用29井次，節(jié)約測(cè)調(diào)費(fèi)用28.5萬元，2020年同心雙管分注實(shí)施情況見表2。

表2 2020年同心雙管分注實(shí)施情況

同時(shí)根據(jù)實(shí)施地面智能分注井采用的鍍滲鎢和玻璃鋼小管分析，分注設(shè)計(jì)中實(shí)際下入深度與下段油層底界幾乎相同，根據(jù)注水原理優(yōu)化管柱組合，建議小管下至下段油層頂界即可，預(yù)計(jì)2021年實(shí)施9口井，節(jié)約小管約1647m，節(jié)支創(chuàng)效18萬元，2021年實(shí)施井管柱情況見表3。

表3 2021年實(shí)施井管柱情況

3.2 社會(huì)效益分析

同心雙管分注技術(shù)工藝自動(dòng)化程度高，調(diào)水方便，不再需要測(cè)調(diào)車進(jìn)行水量測(cè)調(diào)，降低了管理難度及生產(chǎn)護(hù)理成本及員工的工作強(qiáng)度，產(chǎn)生了一定的社會(huì)效益。同時(shí)避免了油套環(huán)空注水，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。

4 結(jié)束語

同心雙管分注技術(shù)通過內(nèi)外油管組合，解決了油套環(huán)空注水的問題，同時(shí)具備調(diào)剖注聚功能，最大限度的保證生產(chǎn)安全，同時(shí)該工藝自動(dòng)化程度高，無需下入測(cè)試儀器即可進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控，降低管理成本、減輕了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，具有一定的社會(huì)效益，同時(shí)該分注技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)有效注水，精細(xì)注水，實(shí)現(xiàn)節(jié)能創(chuàng)效1200余萬元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。該分注技術(shù)能夠解決復(fù)雜斷塊油藏高低壓層相互干擾的問題，提高分注合格率，提高分注水平，實(shí)現(xiàn)有效注水、精細(xì)注水，為老油田注水可持續(xù)開發(fā)提供了一種新的手段，具有一定的推廣意義。