SAGD雙管熱采井口裝置研制與應(yīng)用

彭 輝

（新疆油田公司 工程技術(shù)研究院，新疆 克拉瑪依834000） ①

SAGD采油技術(shù)作為國外先進的一種用于超稠油熱采的開發(fā)方式，已日趨成熟［1－2］。2008年底，新疆油田在風城重32井區(qū)進行了先導(dǎo)性試驗。根據(jù)SAGD生產(chǎn)井工藝方案的需要，要求井口裝置主、副管均可實現(xiàn)注汽、生產(chǎn)、測試等工藝的需要，后期為了增儲上產(chǎn)，提高油氣采收率，還需下入120 mm大直徑抽油泵和實現(xiàn)不壓井修井作業(yè)。而目前常規(guī)稠油熱采水平井中，適合244.5 mm（9英寸）套管的SKR14－337－78×52型雙管熱采井口，雖然滿足SAGD工藝前期對注汽、生產(chǎn)、測試的工藝要求，但是后期修井作業(yè)對于不動副管、主管頻繁提下、大直徑抽油泵下入以及不壓井修井作業(yè)已不能適用。針對以上問題，研制了適用新疆油田SAGD工藝的SKR14－337－150×50型雙管熱采井口裝置。

1 技術(shù)分析

1.1 結(jié)構(gòu)組成［3－4］

SKR14－337－150×50雙管熱采井口裝置主要由井口裝置和井口配件2部分組成，如圖1所示。該井口裝置主要由雙管大四通、三通、主管油管掛、副管油管掛、生產(chǎn)閘閥、套管閘閥等組成。閘閥采用明桿式楔型熱采閘閥；外組件全部采用法蘭連接和鋼圈密封；井口配件主要有主管懸掛裝置、提升工具、絲堵等。

圖1 SKR14－337－150×50型雙管熱采井口裝置結(jié)構(gòu)

1.2 工作原理

SKR14－337－150×50型雙管熱采井口裝置包括2個通道，主管懸掛114.3 mm（4英寸）隔熱油管，副管懸掛60.3 mm（2英寸）內(nèi)接箍油管，主、副管可下入井下測溫、測壓裝置。施工作業(yè)時，首先下入60.3 mm（2英寸）內(nèi)接箍油管，接著下入114.3 mm（4英寸）隔熱油管，下完管柱后，再與油管管掛連接安裝井口。測試則以60.3 mm（2英寸）內(nèi)接箍油管做通道下入31.75 mm（1.25英寸）連續(xù)油管，依靠卡瓦實現(xiàn)懸掛，旋緊壓緊螺帽實現(xiàn)密封，實時監(jiān)測循環(huán)預(yù)熱階段注氣水平井段各點的溫度、壓力。雙管四通左側(cè)的套管閘閥可連接井液循環(huán)管線或配裝壓力表接頭，以便進行循環(huán)洗井及測試作業(yè)。

1.3 主要技術(shù)參數(shù)

1.4 關(guān)鍵技術(shù)

1） 整套井口裝置滿足SAGD生產(chǎn)井進行自噴、注汽、抽油、伴熱、測試等一系列生產(chǎn)工藝技術(shù)要求。

2） 整套井口裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊，其主要零部件為一體化設(shè)計，連接方式簡單，漏失點少，確保密封可靠，適合實際生產(chǎn)需要。

3） SKR14－337－150/50型熱采雙管井口裝置的主、副管掛采用螺紋連接，分別位于不同的2個層面懸掛。該設(shè)計很好地解決了井口裝置的現(xiàn)場安裝困難、修井拆卸不方便等問題。

4） 副管通道的獨特性是從副管底部螺紋根部沿副管通道鏜出角度為11°的第2個通道，增加了副管通道總面積，對副管下入連續(xù)油管有很大幫助。經(jīng)過現(xiàn)場試驗，下入過程順利。

1.5 室內(nèi)試驗

SAGD雙管井口裝置整體組裝前，分別對主、副兩管進行水壓試驗，試驗壓力21 MPa，保證兩孔無互竄、互通現(xiàn)象；組裝閘閥后，在開關(guān)閘閥過程中，手輪要轉(zhuǎn)動靈活，軸承處不得有上下晃動現(xiàn)象存在；打開及關(guān)閉閘板情況下，分別進行整體強度及密封試驗，強度試驗壓力42 MPa，密封試驗壓力21 MPa，試壓由0升至試驗壓力后，穩(wěn)壓5 min。穩(wěn)壓期間不得有滲漏、冒汗、壓降大于5%等現(xiàn)象出現(xiàn)。試壓合格后放盡余水，關(guān)閉閘閥，螺紋部位、軸承處應(yīng)注入適量的高溫密封脂；整體組裝后打開閘板，分別用63 mm、78 mm長1 m的通徑規(guī)檢查，應(yīng)暢通無阻。

1.6 現(xiàn)場應(yīng)用

風城油田從2009－12開始應(yīng)用 SKR14－337－150/50型雙管熱采井口裝置，至今已有65套成功應(yīng)用于現(xiàn)場。經(jīng)過3 a的跟蹤調(diào)查，井口裝置工作正常。

2 SAGD井口配套工具組成

2.1 連續(xù)油管密封懸掛裝置

連續(xù)油管密封裝置由壓緊螺帽、密封部分、卡瓦懸掛器等組成，如圖2所示。卡瓦懸掛器的組成如圖3所示。

圖2 連續(xù)油管懸掛密封裝置

圖3 卡瓦懸掛器

懸掛部分采用整體式卡瓦，側(cè)面開槽，雙向懸掛，如圖4所示。

圖4 整體式卡瓦

整體式卡瓦在放置過程中，因為是套入連續(xù)油管，所以可以自動找中，自然懸掛。此卡瓦用于31.75 mm（1.25英寸）連續(xù)油管，在設(shè)計卡瓦內(nèi)徑時，考慮到安裝問題，設(shè)計加工了32 mm內(nèi)徑的成品，經(jīng)過安裝試驗，可輕易套入31.75 mm（1.25英寸）連續(xù)油管，作業(yè)簡單實用。

密封部分采用石墨盤根密封，結(jié)構(gòu)簡單，一般安裝8層即可，滿足現(xiàn)場試驗的要求。

2.2 工作原理

連續(xù)油管下入到位后，將圖3中卡瓦座Ⅰ套入連續(xù)油管，接著套入卡瓦和墊片，然后套入卡瓦座Ⅱ，并用管鉗旋緊鎖死，此步驟可防止連續(xù)油管的下竄；重復(fù)套入卡瓦和墊片，并旋緊卡瓦座壓帽，此步驟可防止連續(xù)油管的上頂，這樣就實現(xiàn)了雙向懸掛連續(xù)油管；最后套入密封裝置上法蘭，可實現(xiàn)連續(xù)油管的密封。

2.3 室內(nèi)試驗

加工32 mm金屬棒用于產(chǎn)品試壓，經(jīng)過室內(nèi)試驗，加壓10 MPa穩(wěn)壓10 min后，無可見滲漏，說明連續(xù)油管懸掛密封裝置的密封部分可滿足現(xiàn)場長時間注氣需求，密封可靠。

2.4 現(xiàn)場應(yīng)用

先后在新疆油田風城SAGD先導(dǎo)試驗區(qū)重1井區(qū)、重18井區(qū)、重32井區(qū)、重37井區(qū)投入使用。為了隨時監(jiān)測井底溫壓的參數(shù)數(shù)據(jù)，先后80多次下入連續(xù)油管，成功安裝連續(xù)油管密封懸掛裝置50多套。就目前連續(xù)油管密封裝置的應(yīng)用效果來看，達到了懸掛密封的作用，無泄漏現(xiàn)象發(fā)生。

3 結(jié)論與建議

1） SKR14－337－150/50型雙管熱采井口裝置及其配套工藝技術(shù)，可以縮短修井作業(yè)時間，增加單井原油產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。

2） 與國內(nèi)其他油田相比，該井口裝置在設(shè)計上具有新穎性，配套的工藝技術(shù)滿足了SAGD注汽、生產(chǎn)、測試等生產(chǎn)作業(yè)要求，減少修井次數(shù)，降低工人勞動強度和生產(chǎn)成本，為新疆油田稠油上產(chǎn)及以后SAGD采油技術(shù)大面積開發(fā)提供了技術(shù)保證。

3） SAGD井口在現(xiàn)場應(yīng)用過程中，由于下入的測試儀器是通過31.75 mm（1.25英寸）連續(xù)油管導(dǎo)入60.3 mm（2英寸）內(nèi)接箍油管中，在油井生產(chǎn)過程中，因為高溫蒸汽上升，導(dǎo)致副管與連續(xù)油管之間溫度不均勻，影響儀器測試溫度的準確度。故需要設(shè)計出適合于SAGD工藝技術(shù)的三管熱采井口裝置，采用注汽、生產(chǎn)、測試均有獨立的通道，以解決測試遇到的問題。

［1］ 上海第二石油機械廠，西南石油學院.《國內(nèi)外高壓采油（氣）井口裝置》資料匯編［G］.1986.

［2］ 萬仁溥，羅英俊.采油技術(shù)手冊［K］.北京：石油化學工業(yè)出版社，1994.

［3］ GB/T22513—2008，鉆井和采油設(shè)備井口裝置和采油樹［S］.

［4］ 申玉壯，趙云峰，周漢鵬，等.熱采平行閘閥閘板密封現(xiàn)狀及技術(shù)難點分析［J］.石油礦場機械，2013，42（7）：16－18.