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[摘 要]针对日益突出的层间、层内、平面矛盾问题,研究探索分注工艺技术,提高分注合格率。
[关键词]分注工艺;配套测调工艺;有效注水
中图分类号:TE355 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)42-0045-01
一、分注工艺技术发展历程
六十年代,大庆油田开发初期油田注水采取笼统注入方式,保持了地层压力,油井自喷能力旺盛。但由于多油层非均质性产生的层间、层内、平面三大矛盾,出现了主力油层“单层突进”,过早见水的现象,拉开了分层注水技术序幕。
七十年代,油田开发规模不断增大,注水井数不断增加,同时,油田含水也逐年增高,作业施工工作量难以满足水井调配水量的需要。为简化分层配水工艺,提高分层注水合格率,72年5月大庆油田研制出了665-2偏心式分层注水技术,该技术不但可以通过投捞调配层段注水量,而且很好地解决了封隔器验封和压力、流量测试等工艺,使注水井分层注水技术达到了比较完善的程度。同时,封隔器也由水力扩张式发展到水力压缩式,有效地延长了配水管柱的使用寿命。偏心式分层配水技术在大庆油田得到大面积应用,在油田开发中发挥了重要作用。
八十年代,油田进入中高含水期,由于长期注水,套损井数逐年增加,大庆油田又形成了一套小直径分层注水技术。
九十年代,油田开发进入高含水期,为适应油田细分注水的要求,又研究了"两小一防细分注水技术"、"测调集成式细分注水技术"和"偏心集成细分注水技术",使分层注水技术又达到了一个新水平。同时推广应用注水井化学调剖技术,为注水井机械细分提供了有力的补充手段,特别是,为进一步地解决小通径套变注水井分层注水问题提供了新的有效途径;为了保证分层注水质量,发展完善了注水井验封技术。
二十世纪以来,分层注水技术得到发展迅速,科技人员先后研究了桥式偏心分注技术、桥式同心分注技术、测调联动配水技术、电动验分技术、压空开关分注技术、智能分注等多种分注技术,同时发展了防砂、分层注水一体化注水技术,研究应用了斜井等特殊结构井分层注水技术,分层注水工艺满足了不同开发阶段、不同类型油藏油田开发的注水需要,目前分层注水技术已经具备了分层、测试、调配、洗井、作业的特点和功能,为油田实现分层开采奠定了坚实的技术基础。
分层注水工艺管柱及井下工具、配套的测调工艺不断发展完善,注水井细分程度、测调效率、测试精度、注水合格率等指标大幅度提高,分层注水技术对均衡动用各油层及提高差油层的动用程度发挥了重要作用,实现了多油层油藏的分层开采,为保证国内水驱开发原油产量保持在总产量的80%以上提供了技术支撑,新型注水工艺的不断发展使得国内分层注水技术始终处于世界领先地位。
二、国内外技术现状及发展趋势
1.国外油田分层注水技术
国外的分层注水工艺相对简单,配水主要采用井口流量调节器定量配水,不需井下流量测试,不配套专门的井下流量测试技术。国外的注入水水质处理工艺较为先进,注水過程中不需洗井,所以注水封隔器没有洗井通道,管柱的寿命一般能达到3a以上。
分层注水管柱可分为单管注水工艺管柱和多管注水工艺管柱。单管注水工艺管柱多为支撑式结构,管柱主要由卡瓦式封隔器、流量调节器和伸缩短节组成。封隔器用于分层和锚定管柱,能有效克服管柱的蠕动对封隔器密封性能的影响,密封压力较高,工作寿命较长。伸缩短节一般装在第一级封隔器的上方,用于补偿注水过程中温度和压力效应引起的管柱长度变化,改善封隔器的受力条件,因而管柱的寿命较长;多管注水工艺管柱又分为同心管、平行管和混合三种分注完井工艺管柱。其优点是测试及调配简单,可以在地面控制各层的注入水量及注入压力,且易实现分质分压注水。但其管柱结构复杂,完井成本高,施工操作难度大,因而很少应用。
2.国内油田分层注水技术
多年来,国内为满足油田不同开发阶段的技术需要、解决油田开发层间矛盾、实现高效有效注水,经过不断研究和技术创新,国内油田分层注水工艺技术突飞猛进。
分注工艺从笼统注水发展到分层注水,从起下管柱调整发展到投捞水嘴调整、地面直读测调,资料录取从单参数发展到多参数、从卡片划线发展到电子存储、地面直读。
分层注水管柱从固定式分层注水、活动式分层注水、常规偏心分层注水发展到同心集成分层注水、桥式偏心分层注水。
配套测调技术从钢丝投捞发展到电缆直读测调。其中中浅井主要由普通偏心向先进的桥式偏心进行技术升级,测试调配由钢丝投捞向测调联动技术升级,在深斜井和大斜度井正在进行桥式同心分注配套测调联动技术研究探索。从技术发展趋势分析,桥式偏心分注工艺配套测调联动技术以其良好的技术适应性和技术先进性,逐步成为主体分注工艺技术,目前在华北、胜利、冀东等油田的试验规模正不断扩大。
国内油田的分层注水技术,无论从技术水平、细分程度还是应用规模上都达到了很高的水平,处于国际领先地位。现阶段桥式偏心+电缆直读测调技术因为其在测试方面的优势已经成为中国油田注水井的主体分注技术,该项技术大幅度提高了注水井的测调效率,取得了显著的经济效益和社会效益(表1)。
3、分注工艺发展趋势
随着油田开发程度的不断深入和复杂井况的出现,为进一步延长分注井免修期,提高分注合格率,提高工艺实施效率,降低操作成本,分注工艺还需要继续发展与提高。
(1)注水配套工具。封隔器性能将向耐高温、耐高压差方向发展,开发新型高温高压密封新材料,逐步适应超深井和特殊高温油藏注水工艺的要求。
(2)配水方式。由以水嘴大小控制水量,逐步发展为井下定量配水。配注全过程在井下自动进行,由程序控制,依据预设配注方案和实时监测的分层流量结果,通过微电机、按设定周期自动调节配注阀开度。井下智能配注器由内置可充电电池供电,通过无线传输方式,进行配注和测调周期的调整、读取井下监测数据;或利用动力与数据组合电缆使PC机对井下各层段进行实时配注,实现注水井的自动控制测调。
(3)管柱功能。由单一的注入功能向着注入、信息采集、测试集成化方向发展,提高机电一体化程度,加速注水井智能化管理。工艺管柱不但可满足分层注水工艺的要求,而且还可满足吸水剖面改造工艺要求,如分层酸化和调剖等。
(4)注水作业方式。过去各油田注水井作业基本采用压井或放喷方式。为提高油藏水驱开发效果,减少地层能量损耗,减少环境污染,注水作业方式将向着不压井、不放喷技术方向发展,为此集团公司目前正在大力推广应用注水井带压作业施工方式。
(5)油管防腐。涂层由敷涂树脂发展到喷涂环氧粉末、镍磷涂层、内衬塑料管和不锈钢管,防腐处理由化学处理发展到喷砂处理,质量和环保性能逐步提高,同时提高配套井下工具抗腐蚀性能。
[关键词]分注工艺;配套测调工艺;有效注水
中图分类号:TE355 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)42-0045-01
一、分注工艺技术发展历程
六十年代,大庆油田开发初期油田注水采取笼统注入方式,保持了地层压力,油井自喷能力旺盛。但由于多油层非均质性产生的层间、层内、平面三大矛盾,出现了主力油层“单层突进”,过早见水的现象,拉开了分层注水技术序幕。
七十年代,油田开发规模不断增大,注水井数不断增加,同时,油田含水也逐年增高,作业施工工作量难以满足水井调配水量的需要。为简化分层配水工艺,提高分层注水合格率,72年5月大庆油田研制出了665-2偏心式分层注水技术,该技术不但可以通过投捞调配层段注水量,而且很好地解决了封隔器验封和压力、流量测试等工艺,使注水井分层注水技术达到了比较完善的程度。同时,封隔器也由水力扩张式发展到水力压缩式,有效地延长了配水管柱的使用寿命。偏心式分层配水技术在大庆油田得到大面积应用,在油田开发中发挥了重要作用。
八十年代,油田进入中高含水期,由于长期注水,套损井数逐年增加,大庆油田又形成了一套小直径分层注水技术。
九十年代,油田开发进入高含水期,为适应油田细分注水的要求,又研究了"两小一防细分注水技术"、"测调集成式细分注水技术"和"偏心集成细分注水技术",使分层注水技术又达到了一个新水平。同时推广应用注水井化学调剖技术,为注水井机械细分提供了有力的补充手段,特别是,为进一步地解决小通径套变注水井分层注水问题提供了新的有效途径;为了保证分层注水质量,发展完善了注水井验封技术。
二十世纪以来,分层注水技术得到发展迅速,科技人员先后研究了桥式偏心分注技术、桥式同心分注技术、测调联动配水技术、电动验分技术、压空开关分注技术、智能分注等多种分注技术,同时发展了防砂、分层注水一体化注水技术,研究应用了斜井等特殊结构井分层注水技术,分层注水工艺满足了不同开发阶段、不同类型油藏油田开发的注水需要,目前分层注水技术已经具备了分层、测试、调配、洗井、作业的特点和功能,为油田实现分层开采奠定了坚实的技术基础。
分层注水工艺管柱及井下工具、配套的测调工艺不断发展完善,注水井细分程度、测调效率、测试精度、注水合格率等指标大幅度提高,分层注水技术对均衡动用各油层及提高差油层的动用程度发挥了重要作用,实现了多油层油藏的分层开采,为保证国内水驱开发原油产量保持在总产量的80%以上提供了技术支撑,新型注水工艺的不断发展使得国内分层注水技术始终处于世界领先地位。
二、国内外技术现状及发展趋势
1.国外油田分层注水技术
国外的分层注水工艺相对简单,配水主要采用井口流量调节器定量配水,不需井下流量测试,不配套专门的井下流量测试技术。国外的注入水水质处理工艺较为先进,注水過程中不需洗井,所以注水封隔器没有洗井通道,管柱的寿命一般能达到3a以上。
分层注水管柱可分为单管注水工艺管柱和多管注水工艺管柱。单管注水工艺管柱多为支撑式结构,管柱主要由卡瓦式封隔器、流量调节器和伸缩短节组成。封隔器用于分层和锚定管柱,能有效克服管柱的蠕动对封隔器密封性能的影响,密封压力较高,工作寿命较长。伸缩短节一般装在第一级封隔器的上方,用于补偿注水过程中温度和压力效应引起的管柱长度变化,改善封隔器的受力条件,因而管柱的寿命较长;多管注水工艺管柱又分为同心管、平行管和混合三种分注完井工艺管柱。其优点是测试及调配简单,可以在地面控制各层的注入水量及注入压力,且易实现分质分压注水。但其管柱结构复杂,完井成本高,施工操作难度大,因而很少应用。
2.国内油田分层注水技术
多年来,国内为满足油田不同开发阶段的技术需要、解决油田开发层间矛盾、实现高效有效注水,经过不断研究和技术创新,国内油田分层注水工艺技术突飞猛进。
分注工艺从笼统注水发展到分层注水,从起下管柱调整发展到投捞水嘴调整、地面直读测调,资料录取从单参数发展到多参数、从卡片划线发展到电子存储、地面直读。
分层注水管柱从固定式分层注水、活动式分层注水、常规偏心分层注水发展到同心集成分层注水、桥式偏心分层注水。
配套测调技术从钢丝投捞发展到电缆直读测调。其中中浅井主要由普通偏心向先进的桥式偏心进行技术升级,测试调配由钢丝投捞向测调联动技术升级,在深斜井和大斜度井正在进行桥式同心分注配套测调联动技术研究探索。从技术发展趋势分析,桥式偏心分注工艺配套测调联动技术以其良好的技术适应性和技术先进性,逐步成为主体分注工艺技术,目前在华北、胜利、冀东等油田的试验规模正不断扩大。
国内油田的分层注水技术,无论从技术水平、细分程度还是应用规模上都达到了很高的水平,处于国际领先地位。现阶段桥式偏心+电缆直读测调技术因为其在测试方面的优势已经成为中国油田注水井的主体分注技术,该项技术大幅度提高了注水井的测调效率,取得了显著的经济效益和社会效益(表1)。
3、分注工艺发展趋势
随着油田开发程度的不断深入和复杂井况的出现,为进一步延长分注井免修期,提高分注合格率,提高工艺实施效率,降低操作成本,分注工艺还需要继续发展与提高。
(1)注水配套工具。封隔器性能将向耐高温、耐高压差方向发展,开发新型高温高压密封新材料,逐步适应超深井和特殊高温油藏注水工艺的要求。
(2)配水方式。由以水嘴大小控制水量,逐步发展为井下定量配水。配注全过程在井下自动进行,由程序控制,依据预设配注方案和实时监测的分层流量结果,通过微电机、按设定周期自动调节配注阀开度。井下智能配注器由内置可充电电池供电,通过无线传输方式,进行配注和测调周期的调整、读取井下监测数据;或利用动力与数据组合电缆使PC机对井下各层段进行实时配注,实现注水井的自动控制测调。
(3)管柱功能。由单一的注入功能向着注入、信息采集、测试集成化方向发展,提高机电一体化程度,加速注水井智能化管理。工艺管柱不但可满足分层注水工艺的要求,而且还可满足吸水剖面改造工艺要求,如分层酸化和调剖等。
(4)注水作业方式。过去各油田注水井作业基本采用压井或放喷方式。为提高油藏水驱开发效果,减少地层能量损耗,减少环境污染,注水作业方式将向着不压井、不放喷技术方向发展,为此集团公司目前正在大力推广应用注水井带压作业施工方式。
(5)油管防腐。涂层由敷涂树脂发展到喷涂环氧粉末、镍磷涂层、内衬塑料管和不锈钢管,防腐处理由化学处理发展到喷砂处理,质量和环保性能逐步提高,同时提高配套井下工具抗腐蚀性能。