精細注水完井管柱的設計與應用研究

劉言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

精細注水完井管柱的設計與應用研究

劉言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

精細注水是一種有效地實現老油田老區塊增油增產的措施，油田很大一部分注水井采用油井轉注水井，對注水完井管柱的要求較高。本文首先介紹了精細注水的基本情況，給出了較為合理的完井管柱結構設計，并詳細介紹了井下工具的工作原理及該工藝的現場應用情況，現場應用結果顯示，該技術能有效封隔不同地層實現注水。該技術的成功應用對國內外其它油田和區塊的注水完井工藝管柱現場應用有一定的借鑒意義。

精細注水；完井管柱；設計；應用

精細注水是保持油層壓力，保證油田長期穩產的有效措施。精細注水完井管柱和井下工具封隔器的坐封效果對增油效果起決定作用。精細注水利用井下封隔器將不同的底層進行分離，對不同的地層通過不同排量實現驅油。

一般情況下，層段數與采油井開采層段對應，在井下下入封隔器，實施精細注水，進而保證地層壓力，達到提升油井產量的目的，通常情況下，精細注水主要在油田開發中后期進行，因為此時油田區塊的層內非均質性嚴重，不同的層系包含不同的小層，所以為有效化解層間矛盾，確保產量，開展了精細注水完井管柱的設計和現場應用研究。

1 精細注水完井管柱難點

完井管柱中封隔器的有效密封是施工成功的關鍵，要求在完井管柱設計和實際施工過程中膠皮避開接箍位置。必要時采取磁定位的方式保證管柱位置的準確。

投撈工具對堵塞器的準確有效撈取是下一步進行注水的先決條件，要求堵塞器必須要能順利撈取。

2 精細注水完井管柱設計

完井管柱組合設計：Φ89mm絲堵篩管（1m）+Φ73外加厚油管（40m）+Φ105mm橋式偏心配水器（1.11m）+Φ73外加厚油管（40m） + Y341-148封隔器（1.95m）+Φ73外加厚油管（50m）+Φ105mm橋式偏心配水器（1.11m）+ Φ73外加厚油管（20m）+Y341-148封隔器（1.95m）+Φ73外加厚油管（10m）+Φ105mm橋式偏心配水器（1.11m）+Φ73外加厚油管（20m）+Y341-148封隔器（1.95m）+SLM-148水力錨（0.495m）+Φ73外加厚油管串至口。

3 施工要求

①工具裝卸，運輸必須用專車發運，不得與其它東西混裝，嚴禁猛擊和重撞；②所有下井工具長度必須丈量準確、無誤；③嚴格按照施工設計要求進行配制下進管柱，誤差不得超過±0.5～1m；④所有下井工具和工具連接處以及下井工具與油管螺紋連接處必須涂抹密封脂，以確保油管柱有良好的密封性能；油管試壓必須合格；⑤分注工具通過井口時，應嚴格控制下鉆速度，而且有專人在井口將工具扶正，切忌發生工具與井口相碰撞現象；⑥工具通過井口后的下鉆速度應嚴格控制在0.2米/秒以內；⑦下鉆過程中，若發生遇阻現象，嚴禁強行下入，應起出查明原因再下井；⑧下分注完井管柱時，應連續作業，直到封隔器下到位置完成坐封，嚴禁中途停工。工具下井后至坐封前須保證套管液滿，防止油套建立壓差。

4 完井工具工作原理

（1）Y341封隔器工作原理 ①坐封：工具內有兩個傳壓孔。下傳壓孔進液，剪斷啟動銷釘后，上活塞推動缸套向上，上傳壓孔進液，壓力推動襯套活塞及襯套向下，推動鎖環支撐座向下，兩側運動皆擠壓膠筒，形成環空的封隔。②反洗：在上環空的液流作用下，反洗閥向下運動，使外套旁通孔露出。此時液體通過外套旁通孔、襯套旁通孔及襯套底部的通道，與下環空連通，實現反洗。③解封：該封隔器具有逐級解封的特點。上提管柱剪斷上部剪切銷，工具上半部分在油管的張力作用下向上運動，為膠筒讓出空間，使膠筒解封回彈。同時上中心管與下中心管分離，使解封力不直接傳遞到下一級封隔器，從而實現逐級解封。在一趟管柱中多個封隔器同時使用時優勢明顯。

（2）配水器工作原理 ①注水時堵塞器坐于工作筒內，依靠堵塞器上下密封圈封住偏心孔出液口，注入水流過堵塞器定量水嘴后從排液孔進入油套環空，最后流向地層。②在多層段注水條件下，可以下入測試密封儀器，將指定層段配水器水眼關閉，注入水可以通過橋式孔通道，流入其它層段，而不影響測試密封段。③投撈器在安裝指定的打撈接頭后，通過下放、上提方式，讓凸輪旋轉，使投撈臂和導向滑塊相繼彈開。導向滑塊在經過配水器下部導向體時，自動調整方位，使投撈臂對準堵塞器上部，投放或打撈堵塞器。

（3）水力錨工作原理 從油管內加液壓，錨爪在液壓作用下壓縮彈簧，并被推向管內壁和卡牢在套管的內壁上，從而起到固定管柱的目的，放掉油管的壓力，錨爪在彈簧的作用下就退回解卡。

5 現場應用

精細注水完井管柱技術對增油效果，無論從施工工藝過程，還是從施工管柱上看，都體現了它的優越性。該技術在某油田進行了現場應用，取得了預期的效果，下面以現場施工的精細注水完井工具入井施工為例加以說明。

（1）現場施工油井概況 油井于1992.4.4完鉆，完鉆井深3200m，最大井斜2.8°，完井油層套管外徑177.8.7mm，內徑157.08mm。本次依據地質設計進行射孔作業，射開S12-2、S13-1、S13-2、S23-2、S24-1、S32-1、S33-1、S33-2、S34-3

層，井段2900.3～2905.5、2916～2917.5、2917.5～2927.2、2951～2960、2960～2969、3008.2～3020、3024.5～3032.5、3032.5～3038.11、3056.3～3061.5米，厚度65.01m，孔隙度8.76%～13.56%，滲透率0.5×10-3μm-3～9.65×10-3μm-3，含油飽和度35%～72.28%。該井為油井轉注水井，井底死油和結構嚴重，并有出砂，這些都加大了注水施工的難度。

（文章題目：精細注水完井管柱的設計與應用研究）

（2）施工步驟 ①下完井管柱：提出井內管柱，丈量油管三遍，校對三遍，累計復核誤差每1000m應小于或等于0.2m，按工藝設計要求配置完井管柱下完井，完井管柱要求必須用Φ59mm×800mm通管規通過。封隔器下到設計位置后大排量反洗井至水質合格；②坐封、驗封：從油管打壓坐封封隔器，依次打壓5、10、15、20、25MPa，各點穩壓5min。緩慢卸壓，重新油管打壓至25MPa，完成Y341封隔器坐封，并穩壓30分鐘，根據壓力穩定情況和套管溢流變化情況對封隔器及管柱進行驗漏。坐封、驗封時必須有工具提供方技術人員現場指導；③通知投撈隊撈水嘴；④進行分層精細注水。

（3）效果分析 現場下入完井管柱的過程和加壓坐封封隔器的過程非常順利，在整個打壓坐封過程中油管壓力一直穩定在30Mp以下，穩壓30min，油壓沒有下降。油管泄壓，反洗井40m3，洗井壓力3Mp以下，充分洗井干凈。投撈堵塞器的過程非常順利，三個堵塞器均一次就撈住。試注油套環空不返液，封隔器坐封效果良好。

6 結語

通過對整個管柱工具的受力分析發現，下面兩個封隔器間距過大，可以在第三個封隔器上方加一個水力錨，防止注水時管柱的蠕動。工具入井之前，一定要刮削通井，并大排量反洗井，以保證封隔器的完全順利坐封。在后期的現場注水應用中，封隔器封隔效果良好，注水壓力穩定，油套環空不返液，可以在陸地油田大規模推廣。

［1］康興妹，等.油田分層注水工藝技術的應用及發展［J］.內蒙古石油化工，2008，（10）：187-188.

劉言理（1988-），男，漢族，山東棲霞人，研究生學歷，碩士學位，大港油田石油工程研究院助理工程師。