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濮城油田是中原油田早期投入开发的相对整装的大型油气田,是我国“六五”期间投入的储量亿吨级油气田之一,也是中原油区含油层系最多、含油井段最长、油层层数最多、叠加性最好的油田。
濮城油田分层注水油套分注
一、前言
濮城油田是中原油田早期投入开发的相对整装的大型油气田,是我国“六五”期间投入的储量亿吨级油气田之一,也是中原油区含油层系最多、含油井段最长、油层层数最多、叠加性最好的油田。
1981年3月13日,濮城沙一下油藏濮1-9井下入二级三段分层注水管柱,标志着分层注水工作的开始,1985年至1996年之间实施大规模分注。但在1996年后由于调剖技术的逐步应用,分注井数、分注率均呈逐年下降趋势,1999年下降到最低,当年水井总井数469口,分注井只有32口,分注率仅6.8%。2000年以后,随着油田开发对分层注水的创新认识,分注工艺得到了长足的发展。濮城油田注水工艺技术随着油田开发的不断深入而逐渐进步。从井口单体泵加压注水到注水站系统注水,从笼统注水到五级六段细分注水,从多层段注水到逐层逐段注水。特别是从2007年开始,依据分公司实施的“精细注水”开发思路,根据濮城油田水井的实际情况,濮城油田分注管柱因开发方案进行了适应性调整,坚持简单实用的原则,不断优化管柱结构,分层注水管柱不断配套和完善,管柱适用性、实用性不断提高。目前分注管柱类型主要有常规分注管柱、油套分注管柱、斜井分注管柱、小直径分注管柱(4寸套分注、套变井分注)。截止到2010年12月底,我厂共有水井941口,其中各类分注水井520口,水井分注率55.26%。
二、油套分注技术简介
针对油田常规分层注水工艺普遍存在封隔器密封有效期短、注水管柱蠕动、投捞测试成功率不高、分层计量不准等问题,油套分注技术是用封隔器将注水层隔开为上下两层,地面通过井口流程控制油管套管的注水量,达到分注目的。
1、常用封隔器介绍
Y111封隔器。座封:封隔器下入井筒的预定位置,以卡瓦封隔器或者井底为支点,下放管柱靠管柱重量压缩封隔器胶筒,使其径向胀开,密封油套环空;解封:上提管柱,胶筒回收,恢复原状。
Y341封隔器。座封:从油管内加液压,液压经下中心管导压孔作用在活塞上,坐封销钉被剪断后,活塞和卡簧挡套带动卡簧上行,压缩胶筒,密封油套环形空间。由于该工具有单向锁紧装置,放掉油管压力,因锁紧机构的作用胶筒不能返回。解封:上提管柱,在摩擦力的作用下,释放封隔器内部的锁紧机构,胶筒复原,封隔器解封。
Y221封隔器。座封:当封隔器下到设计位置后,上提座所需高度,正转管柱,轨道销钉借助摩擦块总成与套管的摩擦力换向进入长轨道,下放管柱,在扶正块与套管内壁摩擦力的作用下,托住卡瓦牙,椎体下移撑开卡瓦,卡在套管壁上,并且在油管的重量作用下使胶筒轴向压缩、径向扩张,从而封隔油套环空。解封:上提油管,中心管上移,转动销钉沿轨道斜壁移至短轨道下死点,胶筒和卡瓦牙收回,从而解封。
Y541封隔器。座封:从油管内加液压,封隔器液缸动作,推动卡瓦和胶筒上行,卡瓦卡住套管,封隔器胶筒密封环行空间。同时,水力锚在液压的作用下锚爪抻出,对管柱进行锚定。解封:油管泄压后,水力锚自动回收,上提管柱,上接头与平衡阀套脱离,剪断定位销钉,打开封隔器上下压力平衡通道,即可解封。
2、管柱构成
原管柱是由Y341封隔器+泄油器+球座筛管丝堵组成,目前采用的管柱比较简单,由Y221封隔器+喇叭口或Y541+定压球篮组成;
优点:管柱结构简单,施工方便,便于管理;节约作业费用,可以节省因投捞失误而造成的重复作业;适合于投捞测配困难的注水井;测试简单,配水计量方便。
缺点:只能实现两个层的分层注水,使用范围小;无法洗井,洗井需先作业解封;常规井口悬挂器密封圈由于高压容易刺漏;由于套管环空注水是一个动态的注入过程,长期套管注水,对套管的损伤大;地面需增加一套计量器具,比常规分注井地面管理复杂;由于同时注两层,管柱渗漏后地面不易判断;如果注入水质易结垢很可能导致井内工具及管柱被卡,必须动管柱洗井;井口采油悬挂井口,增加了费用。
三、油套分注技术在濮城油田的应用
2003年5月20日第一口油套分注井85-12井使用成功实施,φ115×1.8m美国产604-57-521封隔器,该井有效期314天。
2007年之前,油套分注管柱普遍采用Y341封隔器+泄油器+球座筛管丝堵组合,管柱到位后,从油管内加液压使封隔器座封,然后从井口投杆砸开撞击式泄油器,从油管内注水通过泄油器泄压孔进入下部地层,从套管注水进入上部层位。
2007年以后,油套分注管柱采用YM221封隔器+喇叭口组合,到位后上提一定的座封距,扶正块靠与套管的摩擦力不动,旋转管柱使封隔器中心管限位销从扶正块导向槽中脱开,下放管柱,锥体撑开卡瓦,卡住套管壁,上接头、中心管下行,推动密封挡环、密封接头、胶筒芯轴等件下行,压缩胶筒密封油套环形空间,封隔器完成坐封。井口采用油套分流计量。
2008年-2009年,油套分注管柱又增加了新的管柱组合:采用Y241封隔器+定压球篮。
2010年以后,又创新一种新的油套分注管柱,采用Y111+Y221+喇叭口组合,严格意义上讲应该是二级三段分注管柱,即跨层桥式油套分注管柱,注上下两层,中间层不注水
四、油套分注井小修中完井统计
油套分注管柱解决了两层分层注水问题,提高了目的层的动用程度,使地质配注方案能得以准确有效地实施,对提高油田注水开发效果以及控水稳油、维持油田稳产高产起到了良好作用。油套分注固然有许多方便、实用之处,但对日常管理要求较高,微小的疏忽可能造成大修事故,而且由于封隔器没有洗井通道,使用时间不能太长。可以看出近几年来油套分注井总井数不断增多,随着注水管柱在井下时间的延长,造成事故井的比例也在不断的增加,从无到有,从少到多。
五、建议
层间差异大,利用常规分注管柱用井下水咀调配水量无法满足地质要求时,可以下入油套分注管柱;井斜比较大(大于300),投捞困难的井,可以下入油套分注管柱;对于个别油套分注井,套管压力特别高,而油管压力低或者地质要求停注的井,建议起出管柱,封下层,下光管单注上层;出盐的井下油套分注管柱要慎重;油套分注井注水要平稳,不能频繁开关;油套分注井套管泄压一定要慎重,控制好排量,防止地层吐砂埋管柱;油套分注井封隔器以上最好用新油管;检封周期控制在400d以内。