分流沉積的井下進液器及其在措施管柱中的應用

賀亞維 宋顯民

（1.延安大學，陜西延安 716000；2.冀東油田鉆采工藝研究院，河北唐山 063004）

分流沉積的井下進液器及其在措施管柱中的應用

賀亞維1宋顯民2

（1.延安大學，陜西延安 716000；2.冀東油田鉆采工藝研究院，河北唐山 063004）

單流閥作為分層注水、分層調驅、防污染等管柱底閥時，往往存在上部固相顆粒無處沉積并卡死閥球的現象，造成措施管柱失效。為此，研制了具有側向進液、分流沉積通道、單向球彈簧扶正等機構的分流沉積井下進液器，該進液器具有側管進液、分流通道沉砂、閥球不易砂卡等功能，與措施管柱組合，能夠起到卡封管柱的側向進液、分層注入管柱的反洗井、分層調驅和防污染管柱的固相顆粒沉入下部尾管的作用，提高了措施管柱的可靠性，增強了措施管柱在出砂、斜井條件下的適應性。

單流閥；分流沉積；進液器；防污染管柱；調驅管柱

目前分層注水、分層調驅、防污染等管柱都采用單流閥作為底閥，可以起到反向進液、正向關閉的作用。但這種單流閥在措施管柱的實施過程中存在如下問題：一是作為防污染管柱的底閥時，在正常生產、洗井或后期檢泵作業過程中，經常出現地層吐出的砂子或井內的污染物長時間向下沉積并將單流閥堵死現象，最終導致地層油流不能進入到上部井筒、油井無法正常生產［1-2］；二是作為分層注水底閥時，一些疏松砂巖地層地層砂在洗井時反吐入油管并向下沉積，會堵塞底閥及部分油管，使得后期洗井及底部注入層測試等操作無法進行；三是作為分層調驅（或調剖）管柱的底閥時，調驅劑在正常注入過程中會逐漸堆積并堵塞底閥及部分油管，使得后期洗井及底部油層測試等操作無法進行［3-4］；四是目前的單流閥采用底部進液方式，只能用作底閥，在用途上受到很大限制；五是目前的單流閥只能在斜度較小的井上使用，在斜度較大的井上無法使用。為此，有必要研究能側面進液且帶有沉積作用的進液器以替代單流閥，從而改進原有的防污染、分層注水、分層調驅等管柱，最終有效解決上述問題。

1 分流沉積的井下進液器

1.1 工具結構

進液器結構如圖1所示。上體和下體油管螺紋連接，下體與分流體焊接在一起，分流體上部內徑加工成球座，外徑與限位件螺紋連接，限位件內有彈簧，彈簧一端被扶正在限位件內，另一端壓緊鋼球在分流體球座上。分流體下部為一偏心圓體，與下體焊接形成一大通徑軸向沉砂通道，該沉砂通道與下體的下端尾管的內孔相通；下體下部內徑殼壁設有徑向進液通道，該通道與分流體的內孔相通，但與軸向沉砂通道交錯不通。

圖1 分流沉積的井下進液裝置

1.2 工作原理

油管及進液器內腔進液或打壓時，工具內部由于閥球坐在分流體球座上，使內腔和外部單向關閉。

將進液器下接頭與數根容砂尾管連接，并安于措施管柱底部時，從油套環空向進液器內腔進液或打壓時，進液器外部液體可以經過徑向進液通道進入分流體內，并頂開閥球，壓縮彈簧，向上進入油管。由于閥球上部受彈簧的軸向向下的壓縮力，所以閥球不受井斜影響始終處于軸向向下的壓縮狀態。

不論油井處于靜止狀態、由上向下注入過程，還是處于從徑向進液通道進入進液器內腔并向上流出的過程，當進液器內腔上部原有液體或從徑向進液通道進入工具內部的液體中含有泥砂等固體顆粒時，向下沉降的固體顆粒則通過大通徑軸向沉砂通道向下進入到下接的容砂尾管內，而閥球由于上部限位件保護而始終不會被卡死。

1.3 技術指標

長度600 mm，外徑110 mm，承壓50 MPa，適應井斜≤45°，沉砂率≥95%。

2 沉砂效果評價

實驗井深20 m、井斜40°，管柱為容砂尾管（油管）+分流沉積的井下進液器+皮碗封隔器+篩管+油管至井口，配置砂比為1%的攜砂液，即1.2 m3的清水和12 L的細砂，將攜砂液泵入實驗井筒內循環，10 h后起出防污染裝置，觀察沉砂效果（見表1）。實驗結果顯示，99.4%的砂進入容砂油管，說明該進液器沉砂效果較好。

表1 實驗井中攜砂液循環實驗數據

3 現場應用

3.1 在分采及單雙卡管柱中的反向進液作用

分采管柱結構：油管+丟手+分流沉積的井下進液器+油管+打壓丟手工具+分采留井管柱；單雙卡管柱結構：油管+丟手+分流沉積的井下進液器+油管+丟手工具+封隔器組合。

工具作用：當不采用分流沉積井下進液器時，分采管柱在下井過程中，油管內無液體灌入，無法平衡油套環空的液柱，會造成下入困難、坐封操作不可靠等問題；采用分流沉積的井下進液器時，在下管柱時環空內的液體可以通過分流沉積的井下進液器的側孔進入到油管內，使油管內和環空的液體保持平衡，而后期的坐封、丟手等操作不會受到影響，管柱丟手后可以起出進液器，不必留于井下［5-7］。

現場應用30口井次，丟手后起出，施工成功率100%。

3.2 在調剖管柱中使上部沉積的調剖劑沉積入口袋和反洗井作用

管柱結構：1#偏心配注器+封隔器+2#偏心配注器+封隔器+3#偏心配注器+分流沉積的井下進液器+沉積油管。

工具作用：如果不用分流沉積的井下進液器，而采用單流閥為底閥時， 注入施工一段時間后，調剖劑會沉積于單向球上卡死單向球，使管柱無法進行洗井操作；同時調剖劑沉積過多時，會埋死下部注入段，使下段無法注入調剖劑；當采用分流沉積的井下進液器做底閥時，在注入施工一段時間后，沉積的調剖劑會通過分流沉積的井下進液器沉入尾管內，在洗井時，洗井液會從分流沉積的井下進液器的偏孔進入油管內，完成洗井操作。

現場應用15口井，管柱調剖半年后洗井成功率100%。

3.3 在防污染管柱中使上部泥砂沉入口袋

管柱結構：絲堵+容砂尾管（若干根油管）+分流沉積的井下進液器+懸掛封隔器+打壓丟手。

管柱用途：用于地層能量較低的油井中，防止在洗井、檢泵等過程中外來液體向地層漏失，避免污染油層。

操作步驟：地面組配防污染管柱，并按要求下到預定位置；反循環洗井，打壓5-10-15-20 MPa坐封封隔器；繼續打壓完成丟手，之后起出上部管柱；下入舉升管柱。

工具作用：當不采用進液器而采用單流閥時，即管柱為單流閥+懸掛封隔器+打壓丟手時，在作業中會出現以下問題：淺層出砂井生產一段時間后，地層砂會砂埋并卡死單向閥球，導致油井不能正常生產；檢泵作業過程中，原生產管柱的沉積物和修井液內雜質逐步堆積，會堵塞埋死單向閥球，因此每次作業必須起出防污染管柱，而起出管柱后，修井液會不斷侵入，污染地層。當采用進液器作為防污染管柱的底閥時，在正常生產或洗井時，井內的砂泥等固體物質會經分流沉積的井下進液器沉于下部容砂尾管中，而不會沉積在單流閥上使單流閥失效；另外在后期檢泵時，作業過程中的砂泥等固體物質會經分流沉積的井下進液器沉積于下部的容砂尾管中，而不會卡死單向球，從而使防污染管柱從洗井過程中的防污染作用擴展到檢泵作業過程中的防污染。

應用實例：N38-P5井是淺層唐南區塊的一口井，壓力系數普遍小于1.0，作業過程中入井液嚴重倒灌，污染地層。該井投產即下入絲堵+容砂尾管×10根+分流沉積的井下進液器（1 500 m）+懸掛封隔器+打壓丟手，1 500 m處井斜42°，在生產兩年內共進行6次洗井和2次換泵作業，2次作業均未起出防污染管柱，作業記錄顯示，泵入100 m3的洗井液，返出100 m3液體，同時兩次作業后產量恢復很快，表明地層沒有被污染。

在淺層輕微出砂油井應用10口，成功率100%，有效期由采用原有防污染管柱的3個月提高到30個月；在深層低壓低產油井中應用5口井，后期檢泵作業中均未起出防污染管柱，并繼續生產20個月。

4 結論

（1）分流沉積的井下進液器具有側向進液、可向下沉積砂和臟物的分流通道、單向球彈簧扶正等機構，具有在一定井斜范圍內高效沉砂的效果，能夠克服單向閥在使用中的缺點。

（2）分流沉積的井下進液器可與分采及單雙卡管柱組合，能夠使措施管柱反向進液，保證油管內和環空的液體保持平衡，提高下管、坐封等操作的可靠性。

（3）分流沉積的井下進液器可與分層調剖管柱組合，能夠使調剖管柱具有反洗井和上部沉積物質沉入口袋的作用，提高調剖管柱的可靠性。

（4）分流沉積的井下進液器可與防污染管柱組合，有使套管上部泥砂沉入口袋的作用，避免砂埋并卡死單向閥球，提高防污染管柱的耐砂性能，使防污染管柱的適用范圍由洗井過程擴展到檢泵作業過程。

［1］ 賈秀燕，史軍，張斌，等.高效防污染管柱的推廣應用［J］.內蒙古石油化工，2011，21（10）：129-130.

［2］ 馮鐵明.防污染井下開關裝置的研究與應用［J］.科技與企業，2012（9）：297.

［3］ 郭保衛，劉文梅，劉廣東，等.濮城油田分層調剖注入工藝研究［J］.石油和化工設備，2010，13（4）：43-46.

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［5］ 趙曉偉，朱洪征，牛彩云.分層采油工藝管柱的研究與應用［J］.內蒙古石油化工，2010，20（23）：111-112.

［6］ 遲洪利，李建東，黃翔，等.河口高溫高壓油藏機械卡堵水工藝［J］.石油鉆采工藝，2003，25（1）：74-75.

［7］ 宋顯民，張立民，孫成林，等.水平井采油配套技術研究與應用［J］.石油鉆采工藝，2007，29（2）：111-115.

Distributary deposit down-hole liquid inlet device and its application in measuring string

HE Yawei1, SONG Xianmin2
（1. Yan’an University,Yan’an716000,China; 2. Drilling and Production Technology Research Institute,Jidong Oilfield,Tangshan063004,China）

ball-and-seat has many problems used as the bottom valve of separated injection, separated profile control and pollution prevent strings, for example solid particle in the upper tube section has nowhere to deposit but stuck valve ball, which will directly resulted in measuring string invalid. In order to overcome the shortcomings, the distributary deposit down hole liquid inlet device is studied, which has facilities such as sideways incoming liquid, diffluent deposit channels, one-way ball spring centralizer. This device was characterized by the liquid inlet side tube, diffluent channels deposit and difficult being sanding in for ball valve. Combined with measuring string, the liquid inlet device can play many roles in many kinds of string, such as the sideways incoming liquid in grip string,inverse well flushing in the stratified injection pipe string and the solid depositing in the bottom profile controlling string or pollution prevention string. All of these improve the reliability of measure strings and enhance the adaptability of column to conditions of sanding and inclined shafts.

ball-and-seat; distributary deposit; liquid inlet device; pollution prevention string; profile control string

賀亞維，宋顯民.分流沉積的井下進液器及其在措施管柱中的應用［J］. 石油鉆采工藝，2013，35（4）：114-116.

TE934

：B

1000–7393（2013） 04–0114–03

賀亞維，1973年生。1996年畢業于西安石油學院采油工程專業，現主要從事采油工程方面教學和研究工作。E-mail：heyawei-2008@163.com。

2013-03-15）

〔編輯 景 暖〕