中導(dǎo)向偏心注聚器及配套工具的研究與應(yīng)用

高 光 磊

（大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院，黑龍江大慶 163453）

中導(dǎo)向偏心注聚器及配套工具的研究與應(yīng)用

高 光 磊

（大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院，黑龍江大慶 163453）

為提高偏心注聚器的投撈成功率，綜合考慮上、下兩種導(dǎo)向方式的優(yōu)缺點，開展了中導(dǎo)向偏心注聚器及配套工具的研究。該注聚器在常規(guī)偏心配水器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，將導(dǎo)向體上移至偏心工作筒中部，并可依據(jù)不同驅(qū)替介質(zhì)分注要求更換根據(jù)不同功能設(shè)計的堵塞器，同時通過改變降壓槽的規(guī)格來改變節(jié)流壓差，減少能量及壓力損失。室內(nèi)實驗表明，采用該偏心注聚器的分注管柱的一次投撈成功率達(dá)到98%，節(jié)流元件在70 m3/d流量范圍內(nèi)，最大節(jié)流壓差可達(dá)到2.5 MPa，對聚合物溶液黏損率小于9.2%。現(xiàn)場應(yīng)用表明，應(yīng)用該注聚器的分注管柱一次投撈成功率95.6%，較原有技術(shù)提高6.9%，2～3層分注井投撈、驗封和流量調(diào)配有效用時1.5 d左右，較原有技術(shù)提高40%。該偏心注聚器的性能可完全滿足二、三類油層聚合物驅(qū)分注的要求。

聚合物驅(qū)；偏心注聚器；現(xiàn)場應(yīng)用

大慶油田聚驅(qū)分注常用的偏心注聚器有下導(dǎo)向偏心注聚器、上導(dǎo)向分質(zhì)分壓注聚器和梭形桿偏心注聚器3種，其節(jié)流性能及黏損率等指標(biāo)基本滿足現(xiàn)場要求。但由于受偏心注聚器結(jié)構(gòu)設(shè)計的限制，這3種注聚器普遍存在投撈工具串長、投撈負(fù)荷大的問題，投撈成功率低于常規(guī)偏心配水器，影響了現(xiàn)場應(yīng)用規(guī)模［1-6］。為提高偏心注聚器的投撈成功率，開展了中導(dǎo)向偏心注聚器及配套工具的研究。

1 中導(dǎo)向偏心注聚器結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1 中導(dǎo)向偏心工作筒

綜合考慮上、下兩種導(dǎo)向方式的優(yōu)缺點，提出了中導(dǎo)向偏心注聚器的結(jié)構(gòu)設(shè)想，在常規(guī)偏心配水器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，將導(dǎo)向體上移至偏心工作筒中部，即扶正體下部（圖1）。這種設(shè)計既保留了下導(dǎo)向結(jié)構(gòu)投撈成功率高的優(yōu)點，又具有上導(dǎo)向結(jié)構(gòu)投撈工具短的特點。中導(dǎo)向偏心注聚器工作筒最大外徑114 mm，長度1 750 mm，內(nèi)通徑46 mm，偏孔為直徑20 mm的通孔，由偏孔下部進(jìn)液，可減緩聚合物堵塞。

圖1 中導(dǎo)向偏心注聚器結(jié)構(gòu)示意圖

另外，通過更換不同功能的堵塞器，采用該偏心注聚器的分注管柱可滿足水驅(qū)、聚驅(qū)等不同驅(qū)替介質(zhì)分注的要求，實現(xiàn)了分注管柱的多功能性。在尺寸設(shè)計中，也兼顧到了水驅(qū)高效測調(diào)工藝，可保證與目前的測調(diào)儀器兼容。

1.2 節(jié)流堵塞器

節(jié)流堵塞器上部采用常規(guī)堵塞器結(jié)構(gòu)，下部連接環(huán)形降壓槽，通過改變降壓槽的規(guī)格來調(diào)節(jié)節(jié)流壓差，控制分層注入量。為了減小對聚合物的剪切降解，采用了流線型降壓槽結(jié)構(gòu)的節(jié)流元件（圖2）。

圖2 節(jié)流堵塞器及環(huán)形降壓槽示意圖

節(jié)流芯外表面有等距流線型槽，與偏心工作筒偏孔內(nèi)壁形成過流通道。聚合物溶液流過每一個節(jié)流單元時，過流面積從小到大變化一次，流速從高到低變化一次，流態(tài)及流場分布也相應(yīng)產(chǎn)生一次變化。聚合物分子鏈?zhǔn)冀K處于一個拉長、收縮的變形過程中，使一部分能量消耗在聚合物分子鏈的變形與恢復(fù)上，從而形成局部能量損失，形成節(jié)流壓差。

對節(jié)流元件性能進(jìn)行了室內(nèi)實驗，結(jié)果見圖3、圖4。可以看出，采用分子量1 400萬、濃度1 000 mg/L聚合物，在70 m3/d流量范圍內(nèi)，最大節(jié)流壓差可達(dá)到2.5 MPa，對聚合物溶液黏損率小于9.2%；采用分子量2 500萬、濃度1 600 mg/L聚合物，在70 m3/d流量范圍內(nèi)，最大節(jié)流壓差可達(dá)到2.7 MPa，對聚合物溶液黏損率小于7.2%。

圖3 流量與節(jié)流壓差及黏損率關(guān)系曲線（聚合物分子量1 400萬、濃度1 000 mg/L）

圖4 流量與節(jié)流壓差及黏損率關(guān)系曲線（聚合物分子量2 500萬、濃度1 600 mg/L）

1.3 投撈器

投撈器與常規(guī)偏心投撈器的基本結(jié)構(gòu)近似，最大外徑44 mm，長度1 370 mm，防噴管高度2.3～2.4 m。在室內(nèi)模擬井進(jìn)行的100次模擬投撈實驗中，一次投撈成功率達(dá)到98%。

2 現(xiàn)場應(yīng)用情況

截至2013年底，中導(dǎo)向偏心注聚器已在大慶油田注聚區(qū)塊應(yīng)用1 180口井，平均單井2.4個層段。數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，應(yīng)用中導(dǎo)向偏心注聚器的分注管柱全井密封率100.0%，注聚合格率為87.7%，一次投撈成功率95.6%，較原有技術(shù)提高6.9%，2～3層分注井投撈、驗封和流量調(diào)配有效用時1.5 d左右，較原有技術(shù)提高40%。

3 結(jié)論

（1）中導(dǎo)向偏心注聚器配套測試工藝簡單，投撈負(fù)荷與常規(guī)偏心配水測試相當(dāng)，采油廠測試隊伍可獨立完成投撈、驗封及測試調(diào)配，有效提高測調(diào)效率，

(下第達(dá)到了方便管理、降低成本的目的。

（2）基于中導(dǎo)向偏心注聚器的分注技術(shù)目前已成熟配套，與水驅(qū)高效測調(diào)工藝完全兼容，并滿足水驅(qū)、聚驅(qū)、后續(xù)水驅(qū)不同階段分注以及高分子量高濃度聚合物分注需求，可作為原有聚驅(qū)偏心分注技術(shù)的替代技術(shù)進(jìn)行推廣應(yīng)用。

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（修改稿收到日期 2013-10-25）

〔編輯 朱 偉〕

Research and application of polymer eccentric distributor and matched tools with mid-director

GAO Guanglei
（Petroleum Engineering Research Institute of Daqing Oilfield Company Ltd.,Daqing163453,China）

In order to improve the dropping and fishing success rate of eccentric polymer distributor,mid-guild polymer injector and matched tools were developed by considering the merits and demerits of upper director and bottom director.On the basis of conventional eccentric water distribution structure,the director was moved to the middle of regular eccentric work guide tube.The plug designed for special usages can replace according to the requirement of separate injection for different displacement medium,besides,the throttle pressure difference change with changing of buck slots specifications to reduce the pressure and energy loss.Indoor experiments show that:the initial dropping and fishing success rate of tubing string with this polymer eccentric distributor can be 98%,and the max throttle pressure difference can up to 2.5 MPa with flow rate 70 m3/d,besides,the viscosity loss rate is less than 9.2%.Field application results show that one dropping and fishing success rate of separate injection tube with the polymer eccentric distributor is 95.6%,compared with the original technique to improve 6.9%.The effectively time-consuming of dropping &fishing,inspection sealing and flow deploy is nearly1.5 d for 2 to 3 layers injection wells and about improved by 40% compared with the original technology.The performance of this mid-director polymer distributor can meet requires of polymer separate injection technology in thin &poor reservoirs.

polymer flooding;polymer eccentric distributor;field application

高光磊.中導(dǎo)向偏心注聚器及配套工具的研究與應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2013，35（6）：77-78.

TE934.9

：B

1000-7393（2014）01-0077-02

10.13639/j.odpt.2014.01.020

中國石油天然氣股份有限公司重大專項“二類油層聚合物驅(qū)進(jìn)一步提高采收率配套技術(shù)”（編號：2008E-1207-1）。

高光磊，1983年生。2007年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，現(xiàn)主要從事三次采油工藝方面的研究工作，工程師。電話：0459-59753762。E-mail：gaoguanglei@petrochina.com.cn。