高含水后期精细注水配套技术_魏新.pdf

化学工程与装备 2023 年 第 7 期 124 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 7 月 高含水后期精细注水配套技术 高含水后期精细注水配套技术 魏 新（大庆油田有限责任公司第五采油厂，黑龙江 大庆 163513）摘 要：摘 要：某油田开发目前含水升高，要保持油田持续的高产稳产，必须提高低、中低含水差油层的开采，而且油田每年新增动用可采储量的三分之二以上都在低渗透差油层。因此薄差油层有效动用是实现产量接替油田高产稳产的关键，油田开发对薄差油层注水提出更高要求。2003 年以来该油田应用了高效细分注水管柱，实现注水井来水压力坐封，使分层注水工艺管柱最小卡距缩短到 0.8m，为油田细分调整提供了有效技术手段。为提高分层注水井的注水质量，该油田要求对注水井进行了加密测试，随着注水井数和分注层段的不断增加，测试工作量与测试难度相应增大，2005 年以来某油田开展了高效测调技术研究。目前该油田精细细分管柱与高效测调技术，已经成为该油田分层注水的主体技术，处于国内领先水平。关键词：关键词：高效细分注水；管柱；封隔器；配注器 前 言 前 言 随着油田的开发含水的升高，综合含水达到了 90%以上，要保持油田持续的高产稳产，必须提高中低、低含水差油层的开采，而且油田每年新增动用可采储量的三分之二以上都在低渗透差油层。因此薄差油层有效动用是实现产量接替油田高产稳产的关键。面对如此形势，油田开发对薄差油层注水提出更高要求：由 2m 以上的主力好油层转向 1m 以下的薄差油层，细分层数平均由 24 层增加到 46 层；常规工艺卡距 8m 以上缩短到 1.5m，分层注水量由平均单层 60m3以上下降到 20m3左右甚至更低；常规工艺分的粗、分注效果差、误差大、精度低，无法满足薄差油层“分得开、测得准、测得快、低成本”注水工艺技术的需要。同时常规的测调工艺随着注入层段的进一步增加，测调工作量和测试难度也相应增大，常规测调技术已经无法满足工作的需要。1 常规注水管柱及测试存在的问题1 常规注水管柱及测试存在的问题 常规注水管柱由封隔器与偏心配水器组成，卡段夹层最小厚度一般在 1 米左右。这样，受注水工艺的限制，有部分小层无法得到有效动用。若隔层限制由 1m 降低到0.5m，将大幅度提高油层动用程度，降低含水上升速度，这对油田的稳产意义重大。常规封隔器主通道缩径对投捞测试工艺存在影响，且目前常规封隔器为整体解封，每级解封力为 6t，随着封隔器级数的增加，解封力相应增加，当达到一定级数时，解封力超过作业架子的承受载荷导致作业困难。常规注水井测调主要采用存储式流量计，采用递减法对井下级差式水嘴进行测试。由于各层间水量相互递减求出单层注入量，且级差式水嘴不能使控水过流面积连续变化，造成累计误差较大，注入精度较低1。结合该油田某采油厂水驱精细调整实际情况发现，调配 4 个月后符合率较低，4个注水层段井符合率降至70%，5个以上降至50%，符合率下降快，为了保证注好水、注够水、高质量注水，需要对注水井测试周期进行调整。同时，常规测试工艺在测试精度和测调效率方面都已经不能满足目前测试工作需要，迫切需要一种新的高效测调技术。2 精细细分管柱技术组成及工作原理2 精细细分管柱技术组成及工作原理 2.1 技术组成 精细细分注水管柱工艺技术主要由新型免释放封隔器、大通径低压释放逐级解封封隔器、多功能偏心配水器及偏封一体配注工具等组成。2.2 主要工作原理 2.2.1 新型免释放封隔器 图 1 新型免释放封隔器结构 图 1 新型免释放封隔器结构 新型免释放可洗井封隔器，采用常规压缩式封隔器原理，在坐封机构中增加了辅助坐封机构，采用了密闭式活塞腔结构，通过预留密封腔中密封的常规压力与井内液柱压力之间的压差实现封隔器坐封。水井维护作业时，下入管柱的DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.07.031 魏 新：高含水后期精细注水配套技术 125 同时在配水器中装配该层需要尺寸的水嘴，靠注水井来水压力就可以实现免释放封隔器的坐封，其解封、洗井功能与常规工艺相同。封隔器在结构设计上克服了套压对封隔器释放的影响，当注水维护作业后水井开井来水压力达到 810.0MPa 时，封隔器即可释放坐封。另外，该新型封隔器在胶筒的组配上采用两个硬扶正边胶筒与中间柔性密封胶筒配合方式；选用了性能优良的丁氰橡胶作为胶筒材料，并且使用了保护伞结构，提高了封隔器的密封性能和胶筒的使用寿命；在洗井活塞设计上采用了旁贴式密封原理，设计了骨架式密封盘根，增加了洗井活塞的稳定性、密封性。2.2.2 大通径低压释放逐级解封封隔器 大通径低压释放逐级解封封隔器，通过优化活塞坐封机构，使中心管内径达到 62mm，消除了原封隔器中心管缩径对投捞测试的影响。优化了封隔器的解封销钉，使其位于中心管上端，与上接头间固定连接，上提管柱时单级销钉易被剪断，上接头与其连接套被提起，皮碗反向弹开实现解封，继续上提，连接套内台肩卡住中心管一同向上，实现下一级的解封。2.2.3 多功能偏心配水器 常规665型偏心配水器主体部分只有1个主测试通孔和一个上下贯通的偏孔。测试时只有主通道一个测试配合段，因此，只能进行递减法测试；普通桥式偏心配水器在常规偏心配水器基础上在主体肩部增加了桥式过水通道，测试时有2 个配合段，可进行单层压力水量测试。多功能偏心配水器采用旁开侧向桥式通道，进水方式为主体中间流线环槽方式，测试时具有三个测试配合段。当采用常规方法验封测试时，利用配合段 1，当进行单层压力水量测试时我们就用配合段 2 和 3，这样实现了既可按常规方法验封测试，又实现了桥式偏心的全部功能。导向方式由原来下导向方式改为上、下双导向方式，使投捞更为顺利；在配水器主体中加入侧向泄流通道，这样偏心配水器既能按常规偏心方式验封、测试，又能实现单层压力水量测试，提高了偏心整体性能和投捞测试工作效率；取消了扶正喇叭口和独立测试支架结构，简化了偏心配水器结构；对偏心整体结构进行了优化设计，将偏心总体长度缩短到了 860mm，为进一步细分提供了手段。2.2.4 偏封一体配注工具 多功能偏心配水器采用双导向设计，有效缩短了投捞距离，但受测试工艺需要只能满足偏心距 3 米以上的细分，进一步的精细细分仍受到限制。偏封一体配注工具兼具封隔器与配水器功能，配水偏孔方向与导向机构呈 180对称设计，采用双向投捞测试工具的反向导向爪进行投捞，投送头不受上级偏心影响，直接穿越上级偏心对接本层堵塞器，可实现最小卡距 0.5m 的细分。3 高效测调技术组成及工作原理3 高效测调技术组成及工作原理 3.1 技术组成 高效测调技术主要由井下测调控制系统、地面实时监测控制系统和其他辅助设备等三个部分组成。井下调测控制系统可根据地面指令调节目的层段水量的大小。地面实时监控系统负责向井下仪器发出动作指令，实时监控井下压力、流量、温度等数据，并能够根据井下压力、流量情况，为操作者提供最优测调方案，辅助设备包括测试提升绞车、井口测试防喷系统、信号载波系统等，负责仪器的起下、密封及信号的传输转换2。3.2 主要工作原理 高效测调技术主要由井下测调控制系统、地面实时监测控制系统和其他辅助设备等三个部分组成。其中主要技术关键为井下测调控制系统，地面实时监测控制系统是信号转换、数据显示及命令传输的软件控制系统。其他辅助设备包括防喷及绞升等设备与常规相似。井下调测系统完成井下测调功能，主要由具有双流量探头的多功能测调仪和井下可调流量控制器组成3。双流量探头多功能测调仪由双电磁流量探测器、可弹出/收回式双向电动调节机构、辅助对接机构及井下电路控制等部分组成。工作时可根据中央控制机构指令对目的层可调堵塞器进行反复调节，并能将调节结果实时传送到地面45。4 现场应用情况及效果分析 4 现场应用情况及效果分析 4.1 现场应用情况 统计 2020 年某采油厂精细细分管柱技术应用情况，免释放可洗井封隔器应用 785 井次，2512 个层段，井密封率97.2%；多功能偏心配水器应用 471 井次；大通径低压释放逐级解封封隔器应用 20 套；偏封一体配注工具应用 4 口井，目前配套投捞工具投捞顺利，一次投捞成功率 100%，实现了 0.8 米以上隔层的进一步细分。该采油厂高效测调技术经过推广阶段，已经达到全面应用阶段。目前我厂高效测调班组为 85 个，2020 年共计完成6713 井次，单班组工作量达到 8 井次/月以上，测调速度明显加快，测调效率显著提高，平均单班月测调效率提高66.7%。4.2 应用效果 该采油厂在某示范区应用了精细细分管柱技术，对 118口分层注水井进行了精细细分。平均单井层段数由 3.2 个增加到 5.4 个，平均单井增加层段数 2.2 个。加强层段增加213 个，平均单井注入量由 56.5 m3/d 提高到 61.2m3/d。周围连通油井受效明显，有效地减缓了含水上升速度。统计其中 69 口资料，方案日配注增加 475 m3，日实注增加 325m3。周围连通的 104 口未措施油井前后对比，日产液由 4388t到 4528t，日增液 140t；日产油由 593t 到 603t，日增油 10t；综合含水由 94.1%下降到 93.9%，下降了 0.2 个百分点。对智能测调完成的 821 井次进行统计，平均单层注入水量与配注间误差在17%以内，全井注入水量误差在15%，比常规单层误差率30%低 13 个百分点，全井误差率20%126 魏 新：高含水后期精细注水配套技术 低 5 个百分点。控制层段测试方案符合率 95.6%，比常规控制层段测试方案符合率高 5 个百分点左右。现场跟踪统计91 口 2020 年智能测调的注水井，初期检配合格率为 95.6%，注水 6 个月后检配合格率为 85.5%，下降了 10.1 个百分点，相比常规检配下降值提高了 15.6 个百分点。5 认 识 5 认 识 通过免释放工艺和高效投捞器的应用得到以下认识：一是免释放封隔器减少投捞释放工作量，降低了封隔器释放坐封压力，实现注水井来水压力坐封，减少了投捞过程中掉卡遇阻概率。二是多功能偏心配水器采用旁开式桥式通道设计，实现了单层压力、水量的单层测试与常规方式验封的功能，极大地提高了水量调配效率和测试精度。三是偏封一体配注工具采用反向导向及扶正的结构设计，避免了相邻配水器间的投捞测试影响，有效地缩短了配水间距，为进一步细分提供了技术支撑。四是逐级解封封隔器，采用坐封机构与解封机构分离设计，实现了封隔器的逐级解封功能，解决了多级管柱的拔封困难的问题。五是高效测调技术实现了全面推广应用，实现了测调效率大幅提高，测试精度大幅提高和注水质量大幅提高。参考文献 参考文献 1 王中国.注水井双流量高效分层测调技术J.大庆石油地质与开发,2011,30(3):126-127.2 刘永胜.注水井分层智能联动调配系统J.石油仪器,2007,21(1):62-63.3 林森,孟大伟,温嘉斌.注水井分层自动测调系统的设计J.自动化技术与应用,2009,28(7):78-81.4 杨爱国,王成绪.井下存储式电磁流量计在分层测试中的应用J.钻采工艺,2000,23(2):81-83.5 陶冶.井下存储式电磁流量计及其在河南油田的应用J.石油仪器,2004,18(增刊):62-64.（上接第 123 页）_（上接第 123 页）_ 但在油气田的开采过程中，施工技术人员应根据该油气田的地质特征，科学合理的运用连续油管的水力喷射压裂工艺技术措施，对于相关的施工程序，应遵照相关的标准进行规范，并根据现场施工的实际情况完善连续油管磨蚀程度评估预测技术，以便实施分析判断连续油管使用情况。参考文献 参考文献 1 徐延涛,杜建波,王明昊.连续油管水力喷射压裂技术在双层套管井中的应用J.内蒙古石油化工,2021,47(05):76-78.2 杨攀,张平,严开峰.煤层气水平井大直径连续油管水力喷射压裂技术J.煤炭技术,2021,40(04):40-43.3 王丽峰,胡忠民,朱书仪.连续油管底封拖动水力喷射环空加砂分段压裂技术在九区石炭系水平井的应用J.新疆石油天然气,2021,13(02):65-69+4-5.4 王金友,许国文,李琳.连续油管拖动底封水力喷射环空加砂分段压裂技术J.石油矿场机械,2020,45(05):69-72.5 徐乐,宋翔虎.连续油管压裂技术在辽河外围低渗油藏的应用J.辽宁化工,2020,43(05):592-594+597.6 屈静.不动管柱水力喷射压裂技术在川西气田水平井的应用J.油气藏评价与开发,2021,02(01):41-44.7 王腾飞,胥云,蒋建方.连续油管水力喷射环空压裂技术J.天然气工业,2020,30(01):65-67+142-143.8 王丽峰,胡忠民,朱书仪,等.连续油管底封拖动水力喷射环空加砂分段压裂技术在九区石炭系水平井的应用J.新疆石油天然气,2017,13(02):65-69+4.