直井投球分層注汽工藝研究與應用

劉廷峰 王超 咸國旗

摘 要 針對目前多層稠油油藏非均質性強，各層吸汽不均的現象，研發了不同的分層注汽工藝技術。本文主要介紹直井投球分層注汽工藝技術，通過懸掛封隔器和分層注汽封隔器對兩注汽油層進行有效封隔，由投球分注閥實現對注汽油層的強制注汽，注汽過程中通過投球分注閥先注下部油層，達到注汽量后再投球封閉該注汽通道，同時打開上部油層注汽通道，改注上部油層。上部注汽管柱采用熱采井密閉注汽管柱結構實現油層以上套管的高效隔熱，降低注汽熱損失的同時，有效地保護了油層以上套管，由于該工藝方式各注汽單元的注汽量是固定的，不需要通過機械或孔道的大小實現控制或調整，理論上注汽量不存在誤差。管柱配套成本比直井單管定比例分層注汽管柱節約25%以上。

關鍵詞 直井;投球;分層注汽

1 工藝設計及原理

1.1 工藝管柱結構

生產套管采用7in套管完井，蒸汽驅封隔器懸掛投球分注工藝管柱，蒸汽驅封隔器以上采用密閉注汽管柱。

管柱主要由懸掛注汽管柱和上部注汽管柱兩部分組成：懸掛注汽管柱主要由蒸汽驅封隔器、投球分注閥、長效汽驅密封器、安全接頭、喇叭口、2 7/8in油管組成;上部密閉注汽管柱主要由插管密封裝置、長效汽驅密封器、隔熱井下補償器、4 1/2×2 7/8隔熱油管組成。

1.2 工藝原理

投球分注工藝采用蒸汽驅封隔器和長效汽驅密封器對兩注汽油層進行有效封隔，由投球分注閥實現對注汽油層的強制注汽，注汽過程中通過投球分注閥先注下部油層，達到注汽量后再投球封閉該注汽通道，同時打開上部油層注汽通道，改注上部油層。上部注汽管柱采用熱采井密閉注汽管柱結構實現油層以上套管的高效隔熱，降低注汽熱損失的同時，有效地保護了油層以上套管。由于該工藝方式各注汽單元的注汽量是固定的，不需要通過機械的或孔道的大小去控制或調整，理論上注汽量不存在誤差[1]。

1.3 技術特點

直井單管分層防砂、分層注汽一體化工藝管柱整體耐溫350℃，耐壓21MPa，可以實現2層的分層注汽，其配套成本與同心管分層注汽工藝相比得到大幅降低，非常適合于低油價形勢下的蒸汽吞吐井的措施改進。

2 配套工具

2.1 蒸汽驅封隔器Y445DS/152×95-350/21

主要用在蒸汽驅注汽井中，用于封隔油套環形空間，采用液壓座封、液壓丟手、上提解封，可以懸掛防砂管柱，也可懸掛分層注汽管柱。該工具采用耐高溫的特殊封隔件，具有高溫密封可靠，能解決此類井密封不嚴、套壓過高、分層配汽不準的問題，能夠實現在高溫350℃條件下的分層注汽工藝，減少蒸汽沿井筒的熱損失，提高分層注汽的開采效果。其技術指標如下表1所示：

2.2 長效汽驅密封器 K331-152Q

主要用在蒸汽驅注汽井中，用于封隔油套環形空間，隨注汽溫度升高，熱敏金屬片向外膨脹，推動密封膠筒向外擴張實現座封。停止注汽，隨著井筒溫度的逐漸降低，封隔器自動解封[2]。技術指標如下：

2.3 投球分注閥

投球分注閥實現對注汽油層的強制注汽，注汽過程中通過投球分注閥先注下部油層，達到注汽量后再投球封閉該注汽通道，同時打開上部油層注汽通道，改注上部油層。技術指標如下表：

2.4 投球防噴管

投球防噴管裝井口時與測試閘門連接，儲存鋼球，換層時打開測試閥門，鋼球落入井筒后關閉測試閥門，自帶放壓閘門。

3 現場實施

在孤東油田現場實施蒸汽吞吐投球分注工藝。下層達到注氣量，投球封閉該注汽通道后，同時打開上層注汽通道進行注汽，注汽壓力由10.4MPa下降到8.6MPa，套壓由7MPa下降到4MPa，分層注汽施工效果顯著，該周期日峰油4.9t/d，日油2.5t/d，目前仍持續有效[3]。

4 結束語

投球分注工藝采用蒸汽驅封隔器和長效汽驅密封器實現了對注汽油層的有效封隔，確保了各注汽單元的注汽量固定，不需要通過機械的或孔道的大小去控制或調整，理論上注汽量不存在誤差，管柱配套成本比直井單管定比例分層注汽管柱節約25%以上。通過孤東油田現場實施，其分層注汽施工效果顯著，該項工藝作為低成本高效技術適用于目前的低油價形勢。

參考文獻

[1] 劉花軍，王志清，馬旭，等.淺井薄夾層稠油井熱采分層注汽工藝技術[J].鉆采工藝，2004，（3）：56-58.

[2] 王志剛，張毅，王照亮，等.單井分層配汽工程設計[J].石油大學學報（自然科學版），2000，（5）：65-67.

[3] 王可君，王宇飛，楊艷霞，等.普通稠油油藏分層注汽配注量計算新方法[J].石油地質與工程，2018，（05）：95-98.