雙河油田注水井返吐出砂綜合治理技術

何力淵，郭洪濤，張 鼎，高立建，楊柳強，劉 江

（中國石化河南油田分公司第一采油廠，河南桐柏 474780）

雙河油田注水井返吐出砂綜合治理技術

何力淵，郭洪濤，張 鼎，高立建，楊柳強，劉 江

（中國石化河南油田分公司第一采油廠，河南桐柏 474780）

針對雙河油田注水井返吐出砂導致維護性作業井次高、測試困難的問題，采用地面工藝技術、井筒分注工藝技術與管理三方面相結合的綜合治理思路和措施進行治理，年減少維護性作業41井次，提高注水時率2.1個百分點，提高測試一次成功率9.8個百分點，見到了良好的效果。

注水井；出砂；綜合治理；分注工藝；雙河油田

注水井返吐出砂是困擾注水開發的一大難題。雙河油田有返吐出砂注水井116口，在洗井、測試、穿孔以及作業等工作制度不穩定時，地層聚合物、調剖劑、砂、油等進入井筒，影響水井的正常注水，大部分井需進行修井處理，而且導致測試困難，影響測試工藝一次成功率。由于返吐出砂造成的維護作業次數達78井次／年，占維護性作業總井次的48%；測試工藝一次成功率僅為86.5%。

1 返吐出砂原因分析及治理思路

通過從地層、工藝技術及生產運行管理等方面的研究分析，找出了注水井返吐出砂的主要原因，主要有以下幾個方面：①地層本身原因：地層物性差、層間差異大；②工藝技術原因：井下管柱不適應、井口單流閥單流效果差、水量調節技術落后；③生產運行管理原因：工作制度不穩、部分規章制度及操作規程不適應。針對此，確定以防止在注水過程中井筒壓力向地面擴散以及層與層之間擴散為治理的主要思路。

2 返吐出砂綜合治理技術的應用

從地面、井筒和管理三方面，通過技術創新、改進以及推廣應用，完善相關管理、操作制度，采取防治結合的手段，對注水井返吐、出砂進行綜合治理。

2.1 配套地面工藝技術的應用

根據注水生產過程的特點，應用了注水井智能監控裝置、井口排渣單流閥以及保壓洗井自動控制器等地面工藝技術。

2.1.1 井口排渣單流閥的應用

針對現有單流閥易被雜質卡堵造成單流功能失效的情況，對單流閥進行改進，在原閥體側向上增設一放空閥，打開側向閥后可對閥體內積存物進行清理，以保持長期單流效果，在工作制度變化時，防止井筒壓力向地面擴散，抑制地層返吐。

主要應用在返吐出砂嚴重的注水井上，應用井在管線穿孔后未發現從井口返水，而且恢復生產后注水情況正常，表明此裝置單流效果較好，對預防返吐出砂具有一定的作用。應用井維護性作業井次年減少了8井次。

2.1.2 注水井智能監控裝置的應用

為了降低系統壓力波動對返吐出砂注水井的影響，實現平穩注水，引進了注水井智能監控裝置。該裝置由機、電兩大部分構成，采用先進智能機電一體化技術精心研制而成。采用智能控制實行流量閉環穩流或穩壓控制，自動實現24小時穩流或穩壓控制，可通過面板設定注水啟動壓力值。當系統干壓小于啟動壓力時，自動快速關閉“調節閥”，防止返吐出砂；當干壓恢復時，自動開閥恢復恒流或恒壓控制。監控裝置還監視干壓值時，當干壓值低于油壓值時，自動關閉“調節閥”；當干壓值高于油壓值，同時高壓值大于注水啟動壓力值時，自動開啟“調節閥”。

共應用注水井智能監控裝置74套，應用井維護性作業井次由53井次減少到了42井次，注水時率由95.5%提高了97.1%。

2.1.3 注水井保壓洗井自動控制器的研制應用

根據相關管理規定，為確保易出砂與返吐地層的水（聚）井的注入，洗井時的壓力應低于啟動壓力1MPa，而聚驅后水井和正注聚井洗井時的壓力應高于啟動壓力1MPa。但實際操作難度大、不易實現，對此研制出了能夠實現保壓洗井的自動控制裝置。該裝置在進水口和出水通道之間，通過錐形閥調節壓力，錐形閥是靠調節螺桿壓縮彈簧而受力，達到調節的目的，壓力調節范圍4～10MPa。先后在20多口井上進行了應用，實現了自動保壓洗井，有效控制洗井壓力，確保洗井質量，從而達到減少因出砂與返吐造成的水（聚）井的作業。

2.2 防返吐分注工藝管柱的應用

注聚轉水驅井和調剖后分注井因層間差異影響，滯留在近井地帶的高分子聚合物會因注水壓力波動而返出進入井筒，造成測試儀器遇阻或掉卡現象，使得分層測試有效期變短，測試吻合率降低，并造成多次重復作業。應用了防返吐分注工藝管柱［1］，該管柱主要包括控制洗井防倒流分注管柱和剪切控制防返吐分注管柱。控制洗井防倒流分注管柱由防返吐偏心配水器、封隔器、限壓單流閥、割縫篩管等組成；剪切控制防返吐分注管柱主要由防返吐剪切控制器、防返吐偏心配水器、封隔器、限壓單流閥割縫篩管等組成。

該工藝管柱主要特點體現在：偏心配水器出口設計單流閥，防止堵塞管柱和水嘴；限壓單流閥防倒流；割縫篩管實現返吐聚合物二次剪切，降低粘度；防返吐剪切控制器雙向皮碗和過濾襯管剪切、阻擋返吐物。

目前應用井工藝成功率95%，分注有效期延長了55天，較好地緩解了地層返吐和出砂影響分注測試現象。

2.3 規章制度及操作規程的研究完善

移植了安全管理理念，在注水井管理中實行了注水井生產應急預案。在停電、管線穿孔等壓力波動時，及時關閉站內閥組上下流閥門，必要時關掉井口注水閘門。年啟動應急預案320余次，減少由于返吐出砂造成的維護性作業次數12井次。同時，在總結分析現有制度、操作規程的基礎上，為了減少壓力變化對注水設施、地面管網、井下管柱工具造成的損傷，減少地層出砂、返吐現象，實現“平穩注水”，專門制定了《平穩注水操作及管理規定》。

3 應用規模及效果

在2011年，綜合治理技術應用了182井次，見到了較好的效果。實施后降低了維護性作業41井次以上，注水時率提高了2.1個百分點，測試一次成功率提高了9.8個百分點，創經濟效益500萬元以上（表1、表2）。

表1 主要治理技術應用規模及主要效果

表2 綜合治理效果對比

4 結論與認識

返吐出砂綜合治理技術的成果應用在延長注水井分注有效期、提高注水井時率、降低維護性作業井次等方面效果明顯；以地面工藝技術、井筒工藝技術與管理三方面相結合的綜合治理思路和措施進一步豐富了治理工藝技術，提高了治理效果。

河南油田已全面進入三次采油階段，返吐出砂治理已成為注水工作中的一項重要工作。因此進一步推廣應用綜合治理技術，對降低注水開發成本、保證注水開發效果具有重要意義。

［1］ 馬宏偉，劉科偉，焦明遠，等.聚合物驅后注水井防堵分注技術［J］.石油鉆采工藝，2009，（3）：46－48.

TE357.62

1673－8217（2012）04－0120－02

2012－01－31；改回日期：2012－02－22

何力淵，工程師，1976年生，2001年畢業于西南石油學院石油工程專業，主要從事注水技術管理工作。

吳官生