橋式偏心分注工藝技術(shù)研究及推廣應(yīng)用

高 潔，李俊成，杜寧波，楊 露，張玉秋，張道平，李昆鵬

（中國石油長慶油田公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

橋式偏心分注工藝技術(shù)研究及推廣應(yīng)用

高 潔，李俊成，杜寧波，楊 露，張玉秋，張道平，李昆鵬

（中國石油長慶油田公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

針對目前在用的常規(guī)偏心分注工藝技術(shù)在分層流量測試上存在較大誤差，各層之間進(jìn)行流量和壓力測試時(shí)工作量大，調(diào)配效率較低，資料準(zhǔn)確性不高的問題，引進(jìn)了橋式偏心分注工藝。該工藝在吳倉堡、塞392、虎狼峁、五里灣等區(qū)塊104口新增分注井得到大規(guī)模應(yīng)用，簡化了偏心分注井調(diào)配測試工藝，實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確分層流量和壓力測試。

橋式偏心；分層注水；推廣應(yīng)用

1 傳統(tǒng)分注工藝技術(shù)現(xiàn)狀

采油三廠主力開采的盤古梁、虎狼峁、吳420區(qū)長6油藏多層系發(fā)育且均已動(dòng)用。由于各小層層間矛盾突出，剖面上吸水狀況差，水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度低，導(dǎo)致油井產(chǎn)量遞減大，地層能量保持水平低。為了解決這一問題，采油三廠先后開展油套分注、旋壓式偏心分注工藝并形成一定的規(guī)模（截至目前共有分注井528口），在一定程度上提高油井單井產(chǎn)能、緩解層間矛盾。但由于油套分注與旋壓式偏心分注工藝都存在一定局限性，嚴(yán)重制約分注井的精細(xì)注水，影響到分層注水開發(fā)效果。

1.1 油套分注工藝

圖1 油套分注管柱示意圖

原理：利用封隔器將兩個(gè)注水層位隔開，通過油管實(shí)現(xiàn)下層注水；油套環(huán)空實(shí)現(xiàn)上層注水。

優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)施兩層分注，易調(diào)配控制水量。

工藝缺點(diǎn)：（1）只能分注兩層，且井下封隔器失效后地面不易判斷；（2）如果注入水質(zhì)易結(jié)垢很可能導(dǎo)致下次起鉆卡鉆，必須動(dòng)管柱洗井；（3）由于套管環(huán)空注水是一個(gè)動(dòng)態(tài)的注入過程，對套管的損傷大。

1.2 旋壓式偏心分注工藝

圖2 旋壓式偏心分注管柱示意圖

原理：該工藝采取底篩堵+配水器+封隔器管柱組合，將整個(gè)注水井段封隔成幾個(gè)互不相通的層段,每一個(gè)層段都分配一個(gè)偏心配水器。注入水通過各個(gè)層段配水器上的水嘴來控制注水量的分配,達(dá)到細(xì)化小層、精細(xì)注水的目的。

優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)施兩級(jí)或三級(jí)以上分注，可以定期洗井，可以任意調(diào)配更換水嘴。

工藝缺點(diǎn)：（1）在進(jìn)行流量測試時(shí)，無法測得單層流量，分層流量要通過采用遞減法計(jì)算而間接得到，存在較大的誤差；（2）由于各層之間在進(jìn)行流量測試調(diào)配時(shí)存在較嚴(yán)重的層間干擾，造成調(diào)配效率較低，資料合格率不高；（3）進(jìn)行測試的流量計(jì)既要測全井流量，又要測取最下層的單層流量，導(dǎo)致了該流量計(jì)的工作范圍過大，存在測試誤差偏大的問題；（4）測壓時(shí)，由于投撈堵塞器會(huì)產(chǎn)生流量和壓力波動(dòng)，降低了測得壓力資料的準(zhǔn)確性，對于試井解釋產(chǎn)生較大影響。

2 橋式偏心分注工藝

2.1 管柱結(jié)構(gòu)及工藝原理

圖3 橋式偏心分注管柱結(jié)構(gòu)示意圖

2.1.1 橋式偏心分注管柱結(jié)構(gòu) 橋式偏心分層注水及測試管柱由射流洗井器、Y341-114封隔器、橋式偏心配水器以及死堵等構(gòu)成。下井工具不受級(jí)數(shù)限制，可以任意投撈、任意測試，對某一層進(jìn)行投撈或測試時(shí)，對其它層影響小，同時(shí)在油管下端裝死堵可防止死油進(jìn)入油管，在下井過程中油管與環(huán)空不能連通，保證油管內(nèi)清潔。2.1.2 橋式偏心分注工藝原理 橋式偏心注水測壓工藝主要由偏心配水工作筒、偏心配水堵塞器、測試密封段組成。工作筒主體上有φ20 mm偏孔，用以坐入堵塞器。堵塞器在進(jìn)、出液孔之間裝有水嘴。偏孔內(nèi)壁出液孔與工作筒中心φ46 mm主通道相通，當(dāng)測試密封段（帶測試儀）坐到位后，恰好對準(zhǔn)測試密封段兩組皮碗之間的中心管進(jìn)液孔，因此可以測得本層的單層段參數(shù)（見圖4）。同時(shí)，由于φ46 mm主通道周圍布有橋式通道，使在本層段測試時(shí)，其它層的工作狀況基本不變，對其它層影響?。ㄒ妶D5）。

工藝優(yōu)點(diǎn)：采用集流法測試，可直接測取各分層流量，消除了迭加誤差，提高了測試資料準(zhǔn)確性。

2.2 主要配套工具設(shè)計(jì)及投撈工藝

2.2.1 橋式偏心配水器設(shè)計(jì) 橋式偏心配水器工作筒結(jié)構(gòu)（見圖6），與常規(guī)偏心配水器工作筒結(jié)構(gòu)基本相同，只是工作筒主體結(jié)構(gòu)有所不同，工作筒主體上有φ20 mm偏孔，用以坐入配水堵塞器。偏孔內(nèi)壁出液孔與工作筒中心φ46 mm主通道相通，當(dāng)測試密封段（帶測試儀）坐到位后，恰好對準(zhǔn)測試密封段兩組皮碗之間的中心管進(jìn)液孔，因此可以測得本層的單層段參數(shù)。橋式偏心配水器工作筒主體上帶有橋式通道（見圖5），可實(shí)現(xiàn)在測試單層流量、壓力時(shí)不影響對其它層段的正常注入。同時(shí)對工作筒主體進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，縮小了皮碗過孔時(shí)承受的壓差，減少了測試密封段過孔時(shí)皮碗撕壞現(xiàn)象的發(fā)生。橋式偏心配水器與常規(guī)偏心配水器的配水堵塞器結(jié)構(gòu)相同。

圖4 橋式偏心測試工藝原理圖

圖5 橋式結(jié)構(gòu)原理圖

圖6 橋式偏心配水器工作筒示意圖

2.2.2 平衡式測試密封段設(shè)計(jì) 研制了平衡式測試密封段（見圖7），該密封段在測試完成后上提時(shí)首先打開泄壓機(jī)構(gòu)，使皮碗兩端壓力平衡，皮碗回收，然后上提過孔，既減小了測試密封段上提力，又避免了皮碗過孔被刮翻、損壞的情況發(fā)生。

2.2.3 偏心堵塞器的投撈工藝 進(jìn)行分層流量調(diào)配時(shí)，需按流量資料和各層配注量調(diào)換大小不同的水嘴。這時(shí)就需要使用投撈器（見圖8）打撈和投送偏心堵塞器。

圖7 平衡式測試密封段結(jié)構(gòu)圖

圖8 投撈器結(jié)構(gòu)圖

（1）打撈偏心堵塞器：打撈偏心堵塞器時(shí)，通過銷軸將打撈頭與投撈器投撈爪相連，擰緊銷軸。將連有震蕩器的投撈器下過目的橋式偏心配水器3～5 m，然后上提投撈器至目的橋式偏心配水器以上3～5 m，再將投撈器下放入橋式偏心配水器，將堵塞器打撈出來。

（2）投送偏心堵塞器：裝上需要調(diào)換的水嘴、濾網(wǎng)，將壓送頭與偏心堵塞器連接，并連接在投撈器的投撈爪上。將連有震蕩器的投撈器下過目的橋式偏心配水器3～5 m，然后上提投撈器至目的橋式偏心配水器以上3～5 m，再將投撈器下放入橋式偏心配水器，將偏心堵塞器投入橋式偏心配水器。

3 橋式偏心分注測試技術(shù)

采用該工藝進(jìn)行流量或壓力測試時(shí),不用撈出井下的偏心配水堵塞器，直接在偏心測試主通道內(nèi)投入配套測試儀器即可實(shí)現(xiàn)流量或壓力測試功能。測分層流量時(shí)將測試儀器投入目的層，實(shí)現(xiàn)單層流量直接測試；測分層壓力時(shí)，既可以使用一只壓力計(jì)逐級(jí)上提測得所有目的層壓力，也可以在每一級(jí)投入一級(jí)壓力計(jì)，長時(shí)間測取壓力曲線，測試完成后，再逐級(jí)撈出。由于橋式通道的作用,無論是測試分層流量還是分層壓力,當(dāng)在某一層段進(jìn)行測試時(shí),其它各層仍然可以正常注水,既滿足了正常生產(chǎn)的需要,又使測試在正常工況下進(jìn)行,提高了測試資料的準(zhǔn)確性。

3.1 分層流量測試

流量測試可以采用兩種方法進(jìn)行,一種為集流測試方法,另一種為非集流測試方法。采用集流流量計(jì)與測試密封段相連,本層段測試時(shí),下面各層通過橋式通道依然可以正常注水,消除了遞減法帶來的誤差,可以大大縮短流量調(diào)配時(shí)間,較好地解決了常規(guī)偏心配水技術(shù)多層小排量井流量調(diào)配準(zhǔn)確性差、效率低的問題。橋式偏心分層注水技術(shù)也可以采用非集流方法進(jìn)行測試。對于全井注入量較大且各層比較平均的注水井來說,采用非集流流量計(jì)進(jìn)行測試可以有效縮短測試時(shí)間。

3.2 分層壓力測試

測壓時(shí)將壓力計(jì)與測試密封段連接在一起,下入目的層段的橋式偏心配水器主體中,測試時(shí)單卡單測,不需投撈配水堵塞器,減小了工作量,避免了投撈堵塞器遇卡事故的發(fā)生,提高測試效率至少兩倍以上；而且實(shí)現(xiàn)了真正意義上的井下直接關(guān)井測試分層壓力,測試資料更加準(zhǔn)確,并且具有短續(xù)流、低井儲(chǔ)的特點(diǎn)。

3.3 橋式偏心分注測試技術(shù)的優(yōu)越性

（1）各層流量均可直接獲得，絕對誤差不迭加，測試誤差??；（2）與常規(guī)偏心分層注水測試技術(shù)比較，測壓效率提高了2倍。

4 橋式偏心分注工藝的現(xiàn)場應(yīng)用及效果分析

2010-2011年主要在吳倉堡、塞392、虎狼峁、五里灣等區(qū)塊共實(shí)施橋式偏心新增分注井104口，其中2011年新增86口，20口可對比井吸水厚度由15.2上升到16.8 m，對應(yīng)見效井163口，累計(jì)增油6413 t，降自然遞減0.18%，在很大程度上緩解了剖面儲(chǔ)量動(dòng)用不均的現(xiàn)狀（見圖9，表1）。

表1 采油三廠2011年橋式偏心分注效果統(tǒng)計(jì)

效果分析：（1）吳倉堡區(qū)2011年新增分注井15口，水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度為75.8%，水驅(qū)狀況總體較好，油藏整體含水穩(wěn)中有降，兩項(xiàng)遞減率三年來持續(xù)下降，基本實(shí)現(xiàn)了油藏受控運(yùn)行；（2）塞392區(qū)2011年主要針對層間吸水不均衡，一層或一段不吸水，為緩解層間矛盾新增分注33口，分注后有效改善了剖面水驅(qū)狀況，油井見效明顯；（3）虎狼峁2011年持續(xù)提高分注率，新增分注14口，油藏整體生產(chǎn)形勢穩(wěn)定。

5 結(jié)論

（1）橋式偏心分注技術(shù)有效提高注水井剖面動(dòng)用程度，降低油井遞減，是油田長期穩(wěn)產(chǎn)的主要技術(shù)之一。

（2）該工藝可在注入情況下直接測取分層流量,避免了遞減法流量測試的誤差及層間干擾,提高了測試準(zhǔn)確性。

（3）該工藝在測壓時(shí)，不需投撈配水堵塞器，而且實(shí)現(xiàn)了真正意義上的井下直接關(guān)井測試分層壓力,有效緩解了測試工作量大、占井時(shí)間長、測試資料準(zhǔn)確性低的問題。

[1] 鄧剛，王琦，高哲.橋式偏心分層注水及測試新技術(shù)[J] .油氣井測試，2002，11（3）：45-48.

[2] 王金友.大慶油田分層測壓工藝及資料應(yīng)用[J] .石油鉆采工藝，2003，25（1）：63-66.

Bridge-eccentric separate injection technology research and popularization application

GAO Jie，LI Juncheng，DU Ningbo，YANG Lu，ZHANG Yuqiu，ZHANG Daoping，LI Kunpeng

（Oil Production Plant 3 of Petrochina Changqing Oilfield Company，Yinchuan Ningxia 750006，China）

According to the currently used in conventional eccentric separate injection technology in stratified flow testing on larger error between each layer,flow rate and pressure testing workload,low efficiency of data distribution,the accuracy is not high,the introduction of bridge-eccentric separate injection technology.The technology in Wu Cang Pu,Sai 392,Hu Lang Mao,Wu Li Wan of 104 new injection well been large-scale application,simplifies the eccentric separate injection well deployment testing technology,to achieve efficient,accurate stratification flow and pressure test.

Bridge-eccentric；layered water injection；popularization application

10.3969/j.issn.1673-5285.2012.11.011

TE357.13

B

1673－5285（2012）11－0041－04

2012－08－12

高潔，女，助理工程師，2005年畢業(yè)于西安石油大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)在長慶油田第三采油廠采油工藝研究所從事油田注水工作。