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1、准东油田液力投捞分注与测试技术研究应用 陈新志张绍鹏黄勇 ( 新疆油田公司准东采油厂) 摘要准东呆油厂所辖火烧山油田、北三台油田和沙南油田油层渗透性在层间和平面上 都有很大的差异，油层动用程度低，吸水剖面不均匀，严重影响着油田的注水开发效果。 为实现准东各油田的稳产和高产，控制油田含水上升和递减势头，准东采油厂先后试验对 比多种分注工艺技术，优选出液力投捞分注工艺并进行了改进、完善，配套了井下分层测试技 术，形成了管柱施工方便、投捞成功率高、井下分层测试准确的一套较为成熟适用的工艺技术。 本文对准东各油田试验及应用过的几种分注工艺管柱及其在准东油田的应用情况进行分析， 并详细介绍了液力投捞分注
2、工艺的技术优势和结构特点，就应用过程中出现的问题、改进方法 及应用效果作了阐述。 1 油田概况 准东采油厂所辖油区已投入注水开发的整装油藏有：火烧山油田、北三台油田和沙南油 田的沙丘5 井区，已开发油田均为低渗透、特低渗透砂岩油藏，各油气区块油层渗透性在层 问和平面上都有很大的差异，油层动用程度低，吸水剖面不均匀，严重影响着油田的注水开 发效果，开发初期水淹、水窜现象十分严重，火烧山油田采用污水处理回注，水质条件较 差，对分注产生了一定影响；北三台、沙南油田分层厚度薄，层间跨距小，分层注水条件难 度相对较大。 准东油田目前共有注水井2 0 7 口，已实现分注井1 6 7 口，占注水井总数的8
3、0 6 7 。其 中：地面分注7 8 口，占注水井总数的4 8 ；井下分注8 9 口，占注水井总数的5 2 3 。 2 准东油田分层注水技术 自准东油田投入开发以来，先后试验同心管分注、空心配水器分注、偏心配水器分注、 液力投捞井下分注等各种工艺技术，累计现场试验、应用各项分注技术3 0 0 余井次，现已配 套了适合准东油田实际的多级分注管柱，优选出提高油田分注级别的可行方案。“十五”期 间，通过井下多级分注技术的实施，取得了明显的经济效益和社会效益，为准东油田的稳产 奠定了坚实的基础。 2 1 地面一级两层分注技术 地面一级两层分注采用油管、套管各注一层。井下常用的封隔器有Y 2 1 1 型
4、和Y 3 4 1 型。 该管柱施工简便，便于调配水；缺点是采用套管注水，容易腐蚀套管，缩短油井的寿命，且 该技术分注级别低，不能满足油田的注水要求。目前准东油田4 8 注水井暂继续采用地面 分注( 注水井总数为2 0 7 口，地面分注7 8 口) 。 2 2 同心管分注技术 同心管分注技术采用直径不同的两层油管各注一层。 5 2 技术特点： 该分注管柱优点是可以实现一级两层分注，同时避免了套管注水容易腐蚀套管的弊病， H 水量调试操作容易；缺点是施工工序复杂，井口装置和流程也较复杂，由于受到管柱直径 的限制，只能实现一级两层分注，分注级别低。 现场应用情况：1 9 9 3 。1 9 9 4 年
5、该技术在准东油田应用3 井次，B 3 0 1 4 、B 3 0 3 4 、B 2 0 2 8 ， d 1 于分注级别低，于1 9 9 8 2 0 0 0 年期间更换为液力投捞多级分注管柱。 2 3 偏心配水器分注技术 ( 1 ) 管柱结构 水力压缩式封隔器+ 偏心配水器+ 撞击筒+ 单流凡尔。 ( 2 ) 技术特点 可实现多级分注；投捞堵塞器时，可提捞任意层；施工简便。 ( 3 ) 现场应用情况 1 9 9 1 年在火烧山油田实施了偏心分注技术1 8 井次，在测试调配水量过程中发现该技术 存在如下问题：水质条件较差时，投捞堵塞器成功率较低( 3 7 ) ；由于采用钢丝投捞，事 故较多。 2 4
6、 空心配水器分注技术 ( 1 ) 结构原理 空心配水管柱结构：水力压缩式封隔器+ 配水器+ 循环凡尔。 ( 2 ) 优缺点 优点：可实现多级分注；施工简便；提捞成功率高。 缺点：空心配水器分注技术在测试时需要用钢丝捞头逐级捞出配水器芯子，提捞工作量 巨大，且事故率高。 ( 3 ) 现场应用情况 1 9 9 5 年在北三台油田试验1 井次( B 2 0 4 ) ，由于测试工作量巨大，且各级配水器芯子规格 较多，施工和投捞测试时都需要建立严格的人井机具台账，否则极易发生事故，不利于在油 E I ；j 大规格推广，也不适合准东油田的发展要求。 2 5 液力投捞分注技术 液力投捞配水器由工作筒和配水器
7、芯子两大部件组成。工作简总成包括提升辅助装置、 封隔器等几部分；配水器芯子总成主要由打捞头、提升皮碗、提升阀芯活塞、弹簧、单流 阀等部件组成，井身结构和液力投捞配水器结构如图1 、图2 所示。 投捞芯子时需先在井口装捕捉器，投放时将捕捉器置于释放状态，芯子在自重和注入水 的推力作用下很容易坐人工作筒，提捞时先将井口捕捉器置于捕捉状态，再将井口流程改为 反循环，芯子在液力的推动下就可冲到井口并被捕捉器捕捉，特殊情况下也可用钢丝打捞。 由于芯子集成了全井的水嘴，因而一次投捞可处理全井的水嘴。 技术特点： 可实现三级分注； 操作简单，投捞成功率高( 大于9 8 ) ，为测试提供了保障。 采用液力投捞
8、，事故率低。 一次提捞可处理全部水嘴，使测试工作量锐减。 液力投捞配水器还结合了地面自调配水器的优点，配装定量配水结构( 如图3 ) 5 3 图l液力投捞井下分注管柱图2 两级三层配水器 图3 配水器定量配水结构图 定量配水结构通过调节弹簧的弹力改变孑L 隙的过流面积来实现。当流量增大，压力升 高，压缩弹簧，使水嘴活塞下行，从而减小出水孔的过流面积，使流量减小；压力降低时， 弹簧在弹力作用下，使水嘴活塞上行，从而增大出水孑L 的过流面积，使流量增大，最终使流 量保持在一个相对比较稳定的状态，在注水压力波动 1 5 M P a 时，可以自动调节恒定注 入水量。 3 分注方式优选 通过对各分注工艺
9、的对比可以看出： 空心配水管柱投捞测试工作量大，采用钢丝投捞事故率高，不适合在准东油田大规模推 广。偏心分注能实现四级以上分注，测试工作量也不大，但该管柱要求两个级别的配水器间 间距大于7 5 m ，否则在测试投捞过程中容易产生误操作，使投捞测试工作无法进行，而北 三台油田油层夹距很小，如果要进行四级以上分注，9 5 以上的水井很难满足偏心分注工艺 要求，因此实际上用该技术在准东油田也只能实现三层分注，偏心分注技术的缺点是：水质 条件较差时，投捞的成功率低( 3 7 ) 。 液力投捞分注管柱则避免了钢丝投捞的缺点，采用液力投放和提捞配水器芯子，投捞测 试简便，测试工作量小，完成三层分注井的测试
10、和配水工作只需投放、提捞7 8 次，施：亡 安全可靠，且能够实现三级分注。液力投捞分注技术和空心配水、偏心配水技术相比，技术 优势明显，具有广阔的应用前景。 但是在应用中原液力投捞分注工艺中也发现存在不足，主要有： 配水器芯子尺寸过大，有时提捞出现困难。 提升皮碗在提捞过程中易拉脱，配水器芯子丝扣部位引角太小，很容易损伤。 液力投捞要求一定的注水压力，因而限制了该分注工艺的应用范围。 5 4 4 技术改进与配套 4 1 改进完善机具结构 在不改变密封段尺寸情况下，缩减配水器及投捞芯子的尺寸，将三级投捞芯子尺寸 由1 2 0 0 m m 缩短到8 0 0 m m ，大幅度减轻投捞芯子重量，使配水
11、器芯子更易于提捞。 局部改进配水器芯子结构缺陷，使之更为合理，如丝扣部位引角太小；提升皮碗在 提捞过程中易拉脱等，改造后修改了引角尺寸，在上滤网管处设置了凸肩，防止提升皮碗在 提捞过程中被拉脱。 4 2 拓展应用范围 针对部分水井注水压力低、采用循环洗井的方法难以冲出芯子这一实际问题，首先 结合调堵技术，先调剖提高注水压力，以使分注后投捞测试能够顺利进行，也扩大了液力投 捞分注技术的应用范围。 配套电缆协助投捞芯子技术，使得液力投捞分注技术日趋完善。 配套了井口测试装置，规范了施工和测试规程。 4 3 配套完善井下测试技术 准东采油厂在液力投捞井下分注工艺基础上，研究配套了Z E M L 分层
12、测试技术，Z E M L 分层测试技术可分测三层的压力或流量，适合于录取分层压降曲线，分层系统试井等工作， 目前在准东油区广泛应用。 5 分层测试配套技术 5 1 分层流量测试 将带有流量计的芯子投入井中，在注入水动力驱动下，下放到工作筒处，当每层的注入 水通过芯子注入到地层时，流量计记录出各层注水量，通过记录的流量值，可以判断水嘴选 择是否合理，修正水嘴选择曲线。 工作原理：流量与感应电势成线性关系。信号经过精密处理，能精确的反应各测点 的流量大小。 主要特点：a 仪器流量传感器采用涡杆式，高流量传感变速器利用高频率脉冲 记数，测点稳定性好、线性好，能适应水质较差的井况。确保了测试成功率。b
13、 仪器操 作软件系统在W I N D O W s 9 X 和D O S 下均可运行。操作简捷方便，测试资料通过专用软件 处理，具备测试数据报表、测试原始数据表和流量一时问图。以下是H 1 3 4 1 井分层流量 测试资料，吒一采用4 2 m m 水嘴，皤。2 采用空水嘴，皤_ 3 采用3 0 m m 水嘴，具体数据 见表1 。 表11 - 1 1 3 4 1 井分层流量测试数据表 注水量( m 3 d ) 全井误差( n 1 3 d ) 序号时间 嵋一1墙一2m 一3全井地面水表油压M P a 9 1 7 2 0 0 4 一1 1 一1 31 5 ：1 4 ：0 81 1 451 6 33 2
14、 7 9 1 82 0 0 4 1 l 一1 31 5 ：1 4 ：2 31 1 44 51 6 33 2 23 0 7 25 8 8一1 9 8 9 2 12 0 0 4 1 l 一1 31 5 ：1 5 ：0 81 1 451 6 33 2 7 1 1 9 42 0 0 4 1 l 一1 31 6 ：2 3 ：2 31 2 5 5 51 3 33 1 3 1 1 9 72 0 0 4 1 l 1 31 6 ：2 4 ：0 81 2 55 51 33 l 3 0 2 4 5 9 00 7 6 1 1 9 82 0 0 4 1 1 1 31 6 ：2 4 ：2 31 2 55 51 33 l
15、5 5 续表 注水量( 1 1 1 3 d ) 全井误差( m 3 d ) 序号时间 m “暗一2啦一3全井地面水表油压 1 2 9 02 0 0 4 1 1 一1 31 6 ：4 7 ：2 3 4 5 1 61 0 91 7 1 2 9 12 0 0 4 1 1 一1 31 6 ：4 7 ：3 84 51 61 0 91 7 1 9 6 8 5 4 22 6 8 1 2 9 22 0 0 4 1 1 一1 31 6 ：4 7 ：5 3 4 51 6 1 0 9 1 7 1 2 9 32 0 0 4 一1 1 一1 31 6 ：4 8 ：0 84 71 61 0 91 7 2 1 5 2 92
16、 0 0 4 1 1 一1 31 7 ：4 7 ：0 8 2 5 1 3 5 2 15 9 5 1 5 3 02 0 0 4 1 l 一1 31 7 ：4 7 ：2 32 51 3 52 l5 9 5 9 5 25 7O 5 2 1 5 3 42 0 0 4 1 1 1 31 7 ：4 8 ：2 32 4 71 3 3 2 15 9 1 5 3 52 ( ) 0 4 一l l 一1 31 7 ：4 8 ：3 82 4 71 3 32 15 9 从表中数据可以看出，分层流量计量总和与地面水表计量的值还是比较吻合的。因此分 层流量测试现广泛地应用于对调配水量的验证工作。见图4 。 9 5 7 8 8 7 8 7 9 8 2 。皇7 1 8 4 趔6 3 8 5 螨 5 5 8 7 4 7 8 9 3 9 9 1 3 1 9 3 2 3 9 5
