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(yè)區(qū)，甘肅長慶 745400）

油田一但投入開發(fā),如沒有相應的驅(qū)油能量作補充,油層壓力就會隨著開發(fā)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(wěn)定,達到油井高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、降低原油生產(chǎn)成本、提高油田最終采收率及開發(fā)效果。常說:“原油要穩(wěn)產(chǎn),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(zhì)差異,若不區(qū)別對待,就會給采油工作造成很多不利。尤其是注水開發(fā)油田,油層的非均質(zhì)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(fā)過程中會伴隨一些矛盾發(fā)生，最困惑的是層間矛盾、平面矛盾、層內(nèi)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(yè)區(qū)寧138區(qū)塊屬于延10低滲透油田，儲層非均質(zhì)性嚴重，籠統(tǒng)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(xiàn)象，其特征是主力層上部吸水或吸水差，層內(nèi)局部出現(xiàn)尖峰吸水，水驅(qū)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(qū)塊吸水的層間差異，我區(qū)從去年開始著手調(diào)研分注工藝技術，優(yōu)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(jīng)驗，09年至今結合我區(qū)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(yè)區(qū)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(zhì)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(diào)質(zhì)、鍍鉻、鎳鋅復合鍍。

性能參數(shù)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(nèi)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(nèi)，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(zhì)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(chǎn)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(nèi)，并將堵塞器頭部裝入釋放器內(nèi)，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(xù)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(nèi)，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(nèi)。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(jù)斜井實際情況（斜井內(nèi)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(zhuǎn)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(yōu)化組合設計是我廠投撈工藝的一大特色。

4 現(xiàn)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(diào)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(diào)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(diào)整層間矛盾的重要技術手段。

經(jīng)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(huán)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(huán)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(yōu)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(zhì)進入球座，導致管柱失效。

針對我區(qū)主力區(qū)塊實際情況，在試采作業(yè)區(qū)寧138區(qū)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(jù)統(tǒng)計，實施分注后，注水水井對應單元內(nèi)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(qū)動用程度。

經(jīng)過四年的實施，建立我區(qū)分注調(diào)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(diào)配，注水半個月后復測，調(diào)試合格后每月復測一次），截止目前我區(qū)已經(jīng)完成17口注水井的三次復測調(diào)配合格、10口注水井一次調(diào)配合格，其余7口分注井由于實施較晚正在實施調(diào)試工作，均出處在微調(diào)階段。經(jīng)過近四年的調(diào)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(diào)試時必須采取微調(diào)的方式，穩(wěn)定一層調(diào)配另一層。

5 下步想法及安排

今年在我區(qū)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(qū)現(xiàn)狀，提高油藏整體開發(fā)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(qū)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(tài)，為我們實驗提供詳實可靠的注水資料。

（5）由于我區(qū)開始實施分層注水工作較晚，測試環(huán)節(jié)相對薄弱，必須加強對測試調(diào)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(diào)配工作。

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

6 結語

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