胜利海上油田安全可控长效分层注水技术

为满足胜利海上油田注水井分层注水管柱检修期长、安全、高效的要求,在分析影响分层注水管柱寿命因素的基础上,提出了采用平衡式分层注水管柱改善管柱受力,降低管柱蠕动幅度;采用液压控制方式解决分层和洗井之间的矛盾;研制液控式封隔器解决封隔器提前坐封和满足井控要求的技术思路。通过研制液控压缩式封隔器和液控式环空安全封隔器等关键工具,设计了平衡式分层注水管柱,形成了安全可控长效分层注水技术。液控压缩式封隔器采用液压控制方式始终将其控制在最佳压力状态,洗井时可快速解封,以解决反洗井造成的封隔器寿命不长的问题。液控式环空安全封隔器采用了双液压控制管线,设有安全锁紧机构,洗井和安全通道独立控制,既能满足大排量反洗井要求,又能提高注水管柱长期的安全可靠性。胜利海上油田分层注水井应用安全可控长效分层注水技术101井次,分层注水合格率提高16.6%,注水管柱检修期最长达5年。安全可控长效分层注水技术不仅延长了胜利海上油田分层注水管柱的检修期,满足了安全高效注水的要求,也可以满足水驱开发油田精细分层注水的要求。      

海上油田防砂完井注水井反洗工艺及配套工具

目前海上油田防砂完井注水管柱不具有洗井功能,注水井长期注水会有污垢、有机沉积、腐蚀物质以及杂质等注入地层,使得注水压力上升、注水量降低,严重影响注水效果;长时间不洗井会出现管柱上提困难,造成大修作业,增加注水井作业成本。鉴于此,将注水管柱配套反洗插入密封工具、防返吐工作筒和配水器工具,可实现注水井不动管柱注水、反洗工艺技术切换,加强海上油田防砂完井井筒维护与管理,提高注水质量,降低注水井反洗成本,缩短施工周期,增强注水效果。现场应用情况表明,经过反洗的注水井注水压力降低,地层吸水指数提高,注水井分层配注量明显增加;井筒及近井地带得到了清洗,井筒内污垢、腐蚀物和杂质均被清除,解决了钢丝作业遇阻问题,改善了注入水质,增强了水驱开发效果。     

套破井卡封可洗井分注工艺管柱

注水井套管破裂后,注入水易通过套破段进入无效地层,造成对应油井的产量下降且增加水井地面能耗。大部分油田采用“封隔器卡封”方式进行分层注水,反洗井作业时洗井液容易通过套破段漏失进入地层,不能达到有效清洗井筒的目的。针对上述问题,利用双注管设计原理,进行了套破井卡封分注及有效反洗井工艺管柱的研究,关键工具采用内外管双层设计,正常注水的水流走内管,反洗井的水流走外管,实现正常注水通道与反洗井通道的分离。该工艺管柱在现场应用5井次,最大反洗井压力达到4. 0 MPa,最大反洗井排量达到25 m3/h,反洗井无漏失,取得良好应用效果, 该管柱可满足现场工艺要求。     

新疆油田几种注水管柱技术的分析研究

国内外进入衰竭期的油田，边内注水和边外注水方法是主要的增产措施，它能提高油田水驱油效率，获得较高的采收率。而分层注水却是最有效的符合大多数地质状况的注水方案之一，新疆油田目前应用的分层注水工艺技术主要有：偏心配水器分注技术，液力投捞井下定量分注技术，轮流注水工艺技术，同心管分注技术，油套分注技术，稠油分层注热水工艺技术。另外还研制了2种可洗井管柱技术，可反洗井注水管柱技术，可保护套管、可多次正、反洗井的深井超深井污水回注管柱技术。文中主要就新疆油田的分注工艺现状和技术做一介绍。     

海上油田反洗井封隔器工具设计

洗井是注水井日常管理中常用的一种手段, 对维护井筒, 防止腐蚀,减少井下污染, 增强吸水能力等起着重要作用。洗井封隔器工艺技术是一种陆地油田常用的不动管柱完成反洗井工艺的技术,但陆地油田洗井封隔器主要针对139.7 mm 套管,少见针对177.8 mm和244.5 mm套管的可洗井封隔器。此外,现有工具存在反洗排量小、反洗通道易堵塞、反洗不彻底的问题, 无法直接应用于海上油田。对洗井封隔器、顶部锚定器、可反洗工作筒、单流阀等工具进行分析,针对海上油田要求对反洗井封隔器及工具进行改进设计。结果表明,设计的工具解决了现有工具存在的问题,可与海上油田现有注水工艺配合,实现40 m³/h大排量反洗。     

测调注水防砂反洗一体化技术在海上油田研究与应用

为满足海上油田稳产上产,提高油田注水效率和采收率,针对海上疏松砂岩油藏的防砂需求和细分层注水需求,研究了测调注水防砂反洗一体化技术。该技术采用分层注水和防砂一体化管柱,内层管柱前期可作为坐封、验封管柱,后期可用于正常的细分层注水; 外层管柱采用独立筛管方式进行防砂,内外层管柱通过丢手悬挂封隔器形成一个整体。后期根据修井需要将两层管柱分离,单独取出内层注水管柱,外层管柱留作井下永久防砂管柱。该技术在渤海油田X井的应用,满足出砂油藏分层注水防砂的要求,降低了后期作业的风险,提高了修井效率。     

江汉油田分层注水工艺新技术研究与应用

针对江汉油田分层注水井注水管柱所采用的两级三层(或一级二层)平衡式偏心注水管柱存在的问题,通过分析分层注水工艺的现状,找出了影响油田注水效果的主要症结,提出了相应的解决方法,研制了油套保护分层注水工艺管柱、套管变形井分层注水工艺管柱、斜井分层注水工艺管柱、高温高压分层注水工艺管柱等4种新型分注管柱,满足了油田注水需要,同时在其他油田中也得到了较好地应用.     

海上油田同心多管分注洗井防溢流工艺管柱

针对同心多管分注工艺存在管柱不具备洗井功能和不具有井控保护能力的缺点,研究开发了海上同心多管分注洗井防溢流工艺技术。该技术可实现地面直接调节各层注入量,精确控制各层注水量,有效解决大斜度井无法钢丝作业的分注问题;多通道精确注水,有效解决多介质注入问题;能实现不动井口条件下的管柱提升,建立洗井通道,有效解决海上油田注水井洗井不方便、反洗通道易堵塞、反洗排量小、反洗不彻底等技术难题,通过定期活动注水管柱,避免管柱遇卡,减少大修作业;同时可避免注水井停注时液体返出问题,有效地解决了井下安全控制问题。现场应用结果表明,进行该工艺后,绥中X24井分层配注效果良好,在地面实现精确控制各层流量的同时有效解决了因无法洗井管柱拔不动、注水压力上升等问题。     

海上大斜度井液控式分注技术

针对早期研制的液控分注管柱在海上大斜度井应用过程中出现的不适应问题,从液控管线下井保护技术、小直径液压控制阀、注水管柱锚定工艺3个方面,研究开发了适合海上大斜度井的液控式分注技术。该技术的应用可增强液控分注技术在大井斜条件下管串的下井安全性,提高施工成功率;改善分注时封隔器的工作状况,密封、分层可靠性更高;封隔器胶筒回缩,洗井通道更大,管柱寿命更长。该技术目前施工最大井斜55.2°,一次性施工成功率100%。     

自升式分层注水技术研究

针对现有分层注水管柱所用扩张式与压缩式2种封隔器存在的问题及其产生的原因,研究了自升式分层注水技术。该技术由分层管柱和注水管柱2部分组成:分层管柱由封隔器和防砂管(或带孔管)组成,注水管柱下部的配水器插入分层管柱,用密封插入实现层间分隔,上部特别设计了可地面控制的提升器,通过提放注水管柱来实现分层注水或洗井。该技术可显著提高分层注水井的分层合格率,对于海上油田还可提高注水井的安全性。     

海上液控分层注水一体化工艺技术优化应用

胜利海上埕岛油田分层注水技术主要以液控分层注水技术为主,在分层注水中存在结垢腐蚀严重、分层注水封隔器蠕动、反洗井不通、注水管柱不能满足海上安全环保要求等问题。针对存在的问题,对分层注水工艺进行优化,对环空安全封隔器、液控封隔器、底部单流阀关键工具进行改进,并完善测调一体化配水技术。改进后的液控分层注水一体化工艺技术更加适合海上埕岛油田的安全分层注水。至2014年底共计实施16口井,达到了配注要求,实施效果良好。     

可反洗井插入密封分注工艺在深井中的应用

针对大港南部油田分注管柱配套的封隔器洗井通道小、大修率高、成本昂贵等问题,研制了一种可反洗井式插入密封器及插入密封分注工艺管柱。与其他分注工艺相比,具有内通径大、耐压性能高、结构简单、可重复插入密封定位等优点,并在2口井成功进行了现场先导试验。结果表明:插入密封分注工艺在易出砂井、腐蚀结垢井、注水压力高且层间差异大的高温高压深斜井具有广阔的应用前景。     

海上定向井防砂管柱内全井洗井分层注水技术

浅海出砂油藏的分层注水工艺因受海洋环境、平台条件及相关法律法规的限制而具有特殊性,为此介绍一种用于浅海油田与分层机械防砂技术配套的海上定向井分层注水技术。该技术充分考虑了海洋的施工和测试条件,在62～108mm狭小空间内专门设计配套了新型可全井洗井分层注水管柱及配套工具,满足了大斜度定向井的分层注水、分层测试和洗井的工艺要求,分注成功率高,可通过钢丝投捞和液力投捞的方式,使测试、验封等操作简便可靠。38口注水井的现场应用表明,施工成功率达100%,洗井成功率达98.8%,取得明显效果。     

海上油田注水新工艺

2007年以来,胜利海上油田水井以大通径防砂液控分层注水为主导工艺,分层测调工作易受管柱遇阻影响,不仅工作量大,而且导致各层吸水状况难以掌握,分层注水效果评价模糊。为改变这一现状,海洋采油厂联合采油院开展了空心分注管柱测调一体化工艺研究。至2009年底,海上116口注水井全部下入防腐油管,所用防腐油管类型达6种,以渗氮油管为主,渗锌、玻璃钢、涂料、钛钠米及内衬油管为辅。2009年5月水源井投产,目前开井2口,日产水量6 000 m3,占中心二号供水量的60%,出水温度84℃,海水矿化度3.3×104mg/L,海水与地层水混合液矿化度1.8×104mg/L,注入水矿化度的下降将缓解注水管柱腐蚀状况。海上油田今后发展方向是实现高效提液,注采工艺以提高单井液量(产能)为核心做好技术配套。     

负压射流返排技术在注水井中的应用研究

我国近海L油田1口试验井为例，开展了低成本不动管柱返排转注水工艺方案设计，针对性优化射流泵尺寸结构及投捞方式，可适用于笼统注、传统分层注水、边测边调分层注水、智能测调分层注水等全部海上油田人工地面注水井下管柱工艺。在试验井M4井的应用表明，工艺简单可靠，可不动管柱实现返排，经济高效，为国内外注水井返排需求提供借鉴。     

自提升式可洗井注洗管柱的设计及应用

针对渤海油田先期分层防砂注水管柱无法洗井的问题,研制出自提升式可洗井注洗管柱。该管柱在井内油管挂下部安装了一个液压提升装置,洗井时地面给液压提升装置供压使液缸上提,其下部注水管柱上的隔离密封提离隔离封隔器密封筒,从而建立起洗井通道;洗井结束后,利用注水管柱自重和地面供给的液压使其下部注水管柱下放,隔离密封重新进入隔离封隔器密封筒,实现层间封隔。现场应用结果表明,该管柱有效地解决了海上油田注水井洗井和防垢卡问题。     

注水管柱失效分析及改进

针对吐哈某油田注水管柱失效问题,从井筒状况、管柱和工具设计、以及后期管理等方面,结合井例进行了分析。找出管柱失效的主要原因包括注水压力波动导致封隔器失效,反洗活塞关闭不严导致封隔器失效,管柱（油管）存在渗漏,作业质量等等。提高分注管柱的有效期应从加强注水日常管理等方面采取相对应的措施。分析结果及对应措施对该油田及同类注水井延长注水管柱有效期都有积极的指导意义。     

一种注水井大通径分层防砂工艺管柱

越来越多的海上油田步入开发中后期，储层压力衰减严重，致使产量递减率大，严重影响油田开发效益。注水开发是补充地层能量保障油田稳产的最佳手段。针对海上油田出砂严重及大注入量需求问题，研究了一种适用于海上注水井的大通径分层防砂工艺管柱，通过管柱关键工具的优化设计，使得防砂管柱全通径由?120.65 mm提高至?152.4 mm；分层注水管柱中心管由?88.9 mm增大至?114.3 mm。该管柱可以提高单井的最大注水量，解决海上油田存在的井口压力受限导致注水量受限和无法满足油藏配注要求等问题，同时也利于后期的修井、弃井作业，为分层防砂工艺管柱设计提供参考。     

海上油田分层防砂分层注水高效集成技术

针对目前海上分层防砂分层注水有效期短、施工周期长、作业成本高的问题,研究了新型海上油田分层防砂分层注水高效集成工艺。通过采用穿越型悬挂丢手封隔器,能够同时连接防砂管柱和注水管柱,采用小直径液控压缩四胶筒分层封隔器,同时实现分层防砂封隔器的坐封以及后期注水管柱的精细分层。该技术的防砂管柱与注水管柱一趟下入,节省施工时间一半以上。穿越型悬挂封隔器的可溶丢手支撑套溶解后,能够实现防砂管柱与注水管柱的独立检修,延长防砂管柱的使用寿命,降低作业成本。该技术已在胜利海上油田成功应用10井次,最大施工井斜65°,工具最大下深3 780 m,工作最大压差10 MPa,施工成功率100%,分层合格率100%,有效提高了海上水驱油藏的开发程度。     

强密封自控式注水管柱

针对普通注水管柱封隔器密封效果差、密封周期短及停注返吐等问题,研制了强密封自控式注水管柱。这种新型管柱注水时管柱自动锚定,停注时管柱缩短,水嘴自动关闭,锚定自动解除,再次注水时管柱重新锚定。在注水、停注过程中封隔器均处于密封状态;反洗井时封隔器自动解封,洗井液经油套环空到达底球然后经油管返至地面。强密封自控式注水管柱现场试验验封9口井,验封良好率100%;测试调配26口井,成功24口,成功率92.3%。该管柱用于分层注水能较好地解决测试仪器中途遇阻及水嘴堵塞问题。