注水井分注工藝技術探討

馬震

（長慶油田分公司第十二采油廠試采作業區，甘肅長慶 745400）

油田一但投入開發,如沒有相應的驅油能量作補充,油層壓力就會隨著開發時間的推移而逐漸下降。為此,較普遍的做法是通過注水來保持地層壓力的穩定,達到油井高產穩產、降低原油生產成本、提高油田最終采收率及開發效果。常說:“原油要穩產,注水是龍頭”,其意義就在于此，但是由于層與層之間,同層上下、各方向上都存在著不同程度的物質差異,若不區別對待,就會給采油工作造成很多不利。尤其是注水開發油田,油層的非均質性決定注入水的不均勻推進。

1 實施分層注水的必要性

在油田開發過程中會伴隨一些矛盾發生，最困惑的是層間矛盾、平面矛盾、層內矛盾被稱為油田開采過程中的三大矛盾。這些矛盾的存在,給油田開采工作帶來了十分不利的影響。

試采作業區寧138區塊屬于延10低滲透油田，儲層非均質性嚴重，籠統注水后剖面吸水嚴重不均、導致層間矛盾突出、測試曲線顯示部分水井存在指狀、尖峰狀吸水，層間物性差異，導致高滲段吸水而低滲段不吸水的現象，其特征是主力層上部吸水或吸水差，層內局部出現尖峰吸水，水驅油厚度小，地層能量得不到對應補充，油藏動用程度相對較差。

為改善以上區塊吸水的層間差異，我區從去年開始著手調研分注工藝技術，優選偏心分注技術進行試驗并取得階段性成果。

2 使用偏心分層注水工藝簡介

從08年開始著手引進、試驗分層注水工藝取得一定經驗，09年至今結合我區油田實際，進一步改進分層注水工藝，采取單管封隔器+配水器多層段分層注水工藝技術，在試采作業區開展分層注水工藝實驗，取得重大突破，具體介紹如下。

2.1 封隔器

材質要求：中心管35CrMn、洗井閥13Cr、接頭40Cr。

制作工藝要求：采取熱處理調質、鍍鉻、鎳鋅復合鍍。

性能參數如表1所示。

封隔器（見圖1）施工方式：坐封→洗井→解封

2.2 配水器

采用偏心配水器，總長1.03m、外徑114mm、內通徑46mm、兩端由油管扣連接。

在配水器主要的設計改進是：改進原配水器投撈測試導向槽10弧度，改為導向槽為5弧度，從而使投撈器容易進入導向槽，提高投撈成功率。

2.3 偏心投撈器

偏心投撈器（簡稱投撈器）與打撈器和釋放器組成，投撈器下端連接釋放器，即可將配水器中的堵塞器送到井下目的層的配水器內，投撈器下端連接打撈器，即可將井下目的層的配水器中的堵塞器撈出來。

2.4 管柱組合

采取底塞堵+配水器+封隔器管柱組合，封隔器在實施分層注水油層之間，配水器正對分注層段，下部為球座+眼管+堵頭組合。該管柱組合可以在反洗井時防止大顆粒機械雜質進入球座導致管柱失效。

3 投撈測試工藝技術

投撈測試是分注的一個很重要的工序，其工作投原理為，當投撈器進入配水器時，扶正桿上的三個琴鍵式扶正片就將擺球座、扶正桿、加重桿扶正在上接頭（油管的中心、而中心桿上的三個扶正板就將擺球桿、中心桿扶正在偏心管中心，由于上接頭中心線與偏心管中心線偏離12mm，故中心桿產生50偏斜中心桿下端就恰好對正堵塞器的頭部，從而達到了投撈器在井下徑向、定向、軸向定位，準確投撈堵塞器的目的。

表1 旋壓式封隔器性能指標

圖1 封隔器實物圖

投撈器在下井前先將三個撫正板收攏，將鎖緊套卡在鎖緊卡簧內，并將堵塞器頭部裝入釋放器內，然后用試井鋼絲下井，當投撈器下過目的層配水器2-5m時，再上提投撈器鎖緊機構即被打開，繼續上提適當距離（但不能超過上一層端的配水器）再以25m/min的速度下放，堵塞器即可進入座孔，堵塞器上的卡鉤也就自動卡在座孔內，此時再上提投撈器，即可和堵塞器脫離，并將堵塞器留在水器座孔內。如將釋放器換成打器，用同樣操作方法即可將堵塞器撈出，從而達到更換各段所需配水嘴徑的目的。

根據斜井實際情況（斜井內注水管柱偏向套管一側），因此在投撈測試過程中結合力學（勢能與動能的守衡、動量與沖量的轉換）原理，結合力的合成與分解，在難以投撈井使用加重桿投撈提高投撈成功率，使用加重桿及優化組合設計是我廠投撈工藝的一大特色。

4 現場實施情況及效果

為加強注水、改進注水工藝技術、全面開展注水井層間矛盾調整工作作好技術支撐，從2008年著手開展三種不同工藝技術試驗：油套分注、偏心配水工藝、增注調剖工藝。均取得了不同程度的效果，達到了試驗目的，但分析總結認為偏心配水工藝技術還是以后調整層間矛盾的重要技術手段。

經過近四年的試驗，從封隔器的選型、投撈、測試、工藝等方面不斷改進偏心分層注水工藝，主要針對封隔器的設計采取肩部膨脹環保護作用，減少由于管柱蠕動使封隔器失效、有可以保護油管，設計洗井通道可以反循環洗井；配水器改進投撈測試導向槽弧度，使投撈器好入堵塞器，從而提高投撈成功率；在測試上采用加重桿優化測試工藝，使用底塞堵管柱組合工藝可以防止大顆粒機械雜質進入球座，導致管柱失效。

針對我區主力區塊實際情況，在試采作業區寧138區塊成功實施21口注水井“單級二分”的分層注水工藝工作，根據統計，實施分注后，注水水井對應單元內油井在3個月之后可以明顯見到注水效果，極大改善注水井吸水剖面。在實施分注前長61存在尖峰狀吸水，實施分注后吸水解剖面明顯改善吸水剖面明顯改善，吸水程度相對比較均勻，從而極大提高水驅動用程度。

經過四年的實施，建立我區分注調試制度（完井當天拔死咀，大排量注水3天后進行第一次測試調配，注水半個月后復測，調試合格后每月復測一次），截止目前我區已經完成17口注水井的三次復測調配合格、10口注水井一次調配合格，其余7口分注井由于實施較晚正在實施調試工作，均出處在微調階段。經過近四年的調試工作，可以得出以下初步結論延10層注水啟動壓力差異比較小，在調試時必須采取微調的方式，穩定一層調配另一層。

5 下步想法及安排

今年在我區實施的分注工作取得了階段性效果，為改善我廠油藏的水驅現狀，提高油藏整體開發水平，必須加大實驗推廣分層注水工藝技術。

（1）加快封隔器改型工作，力爭適應更大斜度水井的分層注水工作。

（2）改進投撈工藝，力爭投撈率100%。

（3）改進測試工具及測試方法，在確切掌握地層啟動壓力的基礎上，增加測試成功率。

（4）我區剛剛開始同心分層注水的實驗，因此必須加強資料的錄取工作，時時掌握注水井的注入動態，為我們實驗提供詳實可靠的注水資料。

（5）由于我區開始實施分層注水工作較晚，測試環節相對薄弱，必須加強對測試調配人員培訓工作，以適應實施“二級三分”分層注水井的測試調配工作。

（6）由于分層注水調配工作量大，因而必須成立專門測試調配隊伍，以滿足我區日益不斷擴大分層注水的規模。

6 結語

分層注水井井下封隔器的密封狀態直接決定著分層注水的質量。但檢測分層注水井封隔器的密封狀態的方法和原理、測試工藝及其應用有待于進一步提高。