井下空心恒流量配水技术研究

为了解决注水系统压力频繁波动容易造成注水井的实际配注偏离地质配注,以及测调工作量大且难以控制的问题,利用固定节流-差式减压原理,研制了井下空心恒流量配水器。通过数学模型的建立、仿真及对配水器进行流量-压差试验,证明了恒流量配水器对1.0～5.0mm所有水嘴均能起到恒流作用,恒流压差1.2～30.0MPa,恒流量3.8～169.2m3/d。现场应用表明,配水技术能保证注水量的定量控制,提高了注水层段合格率和测试效率,实现了油田稳定注水。     

大斜度分注井测调一体化工艺配套研究与应用

针对大斜度分注工艺测调成功率低、测调效率低、测调工作量大等问题,开展了同心测调一体化工艺研究,研制了同心可调配水器,开发了与之配套分层测控仪器,形成了一套适用于大斜度井分注的测、调联作技术,提高了油田的分层注水工艺水平。现场实施了11口井,测调成功率达到100%,分注层段合格率达到93.3%,减少了测调工作量69.5%。     

注水井双层同步测调一体化技术

为解决配水器间距小于8 m的薄夹层细分注水井测调一体化问题,同时减少多级分注井测调仪与可调堵塞器的井下对接和测调次数,降低风险,提高测调效率和成功率,研究了一种以双层可调堵塞器和双层测调仪为核心的双层同步测调一体化技术。这项技术与可重复坐封式封隔配水器配套使用,可实现薄夹层细分注水井测调一体化,同时通过一次对接完成两层注水量调配。现场试验表明:平均2 h可完成1口一级两段分注井测调,效率较常规偏心测调一体化提高50%;最小配水间距可达2.1 m,实现了测调一体化技术在薄夹层细分注水井应用的新突破。注水井双层同步测调一体化技术是一项高效经济的注水井测调技术。     

双管分层注水工艺技术的研究与应用

为了在一个注水系统下对层间差异较大的2层实现有效分注,并减少流量波动对井口闸门及仪表的损害,开展了双管分层注水工艺技术研究。该工艺技术基本解决了胜利油田注水井广泛存在的分层调配难度大、分注率及层段合格率较低问题。井口安装电磁流量计和恒流调节器,既可减少测调工作量、保持流量恒定、实现稳定注水,又使测试工作直观、可视。该工艺施工成功率100%,层段合格率100%,应用效果明显。     

分层注水定量配水工艺技术研究与应用

因压力波动等因素的影响,普通的井下偏心堵塞器暴露出调配工作量及调配难度大、单层配水量的精度难以满足要求等问题。针对这一现状,研究开发了定量注水工艺技术——井下分注定量配水及地面定量配水配套技术。该技术应用DL-1差压式定量堵塞器实现了注水井的井下定量注水,使调配过程一次成功,大大减轻了投捞测试工作量。同时,地面自动恒流装置的应用,实现了注水井的地面分注。文中介绍了该技术的原理及现场应用情况。     

直读测调偏心恒流配水器研制

冀东油田大斜度井分注中,常规偏心配水器存在投捞困难、测调成功率低的问题,普通同心配水器则存在小注水量配注合格率低、注水量难恒定、测调扭矩大等问题。为此,研制了一种新型直读测调偏心恒流配水器。该配水器设计了V形水嘴、小直径陶瓷柱塞和偏心调节阀,采用齿轮传动方式调节水嘴开度,降低了漏失流量,提高了注水量调节精度;设计了恒流控制机构,可消除注水压力波动影响,实现恒流注水;设计了桥式通道,可在不同工况下持续提供水流通道。该配水器具有小流量精准配注、连续测调、测调效率高、注水量恒定等特点。在冀东油田大斜度井成功应用25井次,测调成功率为97.6%,配注合格率为92.7%,实现了高效精确测调和恒流注水。该技术可满足大斜度井多级分注及高效测调的需要,提高注水效果。     

电动注水堵塞器的研制与应用

针对常规堵塞器在油田注水井上应用存在的漏失量大、流量调节精度低等问题,研制了电动注水堵塞器。该电动注水堵塞器改进了内部活塞形状、调节杆结构和水嘴出口形状,增强了堵塞器在封隔器中的密封性能和调节性能,并且实现了流量调节的连续性。电动注水堵塞器在现场应用150余井次,分层配注合格率95.5%,测调偏差1.8 m3/d以内,单井测试时间4～6 h,可以满足油管压力在35 MPa以内的水井封隔器坐封施工,有效地提高了分注测调效率,缩短了测调周期,具有测试精度和效率高的优势。     

免投捞同心分注测调工艺在尕斯油田的先导试验

随着尕斯油田精细注水开发的深入,测调工作量与测调效率的矛盾逐步凸显出来,同时因井况和工具匹配问题使堵塞器"投不进、捞不出"现象也较为频繁,造成了尕斯油田投捞成功率偏低。为了提高尕斯油田的测调效率和成功率,引进了免投捞同心分注测调工艺,通过对工艺相关优化和现场先导试验,取得了良好的效果。其中现场试验9井次,测调验封24井次,对接成功率达到了100%,测调效率相比桥式偏心分注工艺提高了60%。     

免投捞实时测控精细注水技术

分注井各层注水量通过下入测调仪器进行分层测试,注水量仅季度性监测,不能实时测控,同时受井斜和注水管柱内结垢等因素影响,测调仪器下井容易遇阻。为此,开展了免投捞实时测控精细注水技术研究。该技术将水量调节和测试装置集成于井下配注器中,通过井下电缆将配注器采集的数据传输至地面控制装置,处理后再发出指令对井下配注器进行调控。现场开展了3井次的试验,数据传输采集成功率达到100%,层段合格率90%以上,有效期已突破600 d。免投捞实时测控精细注水技术免去了投捞测调工作量,实现了油藏开发动态实时调整,进一步提高了水驱油藏开发水平。     

偏心分层注水井堵塞器的电动投捞工具研制

现阶段应用的高效测调工艺大幅提高了注水井流量测试效率。但是,在投捞测试方面仍采用钢丝投捞堵塞器方式,投捞效率和成功率低,并且不能满足细分层注水井小卡距投捞测试要求。研制了偏心分层注水井堵塞器的电动投捞工具。该工具通过地面系统控制导向机构和投捞机构的动作,一次下井可同时完成任意一个层位堵塞器的打捞和投送。现场试验结果表明,该工具无需原有6m以上冲距,解决了小卡距投捞问题。全投捞状态实时监测,安全性高、适应范围广,投捞测试效率较原钢丝投捞工艺提高1倍以上。电动投捞工具是对分层注水测调技术新的完善和发展,实现了偏心注水井测试全过程的电缆控制,进一步提高测试效率及分层注水技术水平。     

预置电缆智能分注技术研究与应用

大庆油田进入特高含水期以来,注水井数和多级细分井数逐年增多,层段动态变化更为复杂,注水合格率下降较快,高效测调虽可加密测调周期、提高注水合格率,但人工测试工作量仍然巨大。基于以上问题,开展了预置电缆智能分注技术研究。该技术主要由预置电缆智能注水工艺管柱及地面无线远程控制系统两部分组成,工艺管柱通过将电缆置于油管内部连接配套工具; 远程实时监测各参数变化情况并控制井下分层流量、分层压力,系统具备自动测调、数据自动存储、超差报警、远程验封及测压、标准报表输出等功能。该技术是一种实时、高效、连续的新一代分层注水技术。     

免投堵塞器恒流量偏心配水器的研制

固定配水器、活动空心配水器、偏心配水器和液力投捞封隔配水器均存在各自的缺陷,不能很好满足分层注水的需要。鉴于此,胜利油田有限公司临盘采油厂工艺所研制了一种免投堵塞器恒流量偏心配水器。这种配水器主要用于井径为１２１～１２４ｍｍ和１５７～１６０ｍｍ的多级细分注水,不需要投死水嘴,即可确保封隔器坐封;可进行多级分层注水,并能验证管柱的密封性。各水层的水嘴一次性随管柱入井,其配水量可在３～３５ＭＰａ的波动压差下,实现１０、１５、２０、２５、３０、３５…３００ｍ３／ｄ的恒流量,不需要反复投捞水嘴,即可达到地质配注要求。配水器测试方便,有效期为１年以上。     

定量注水堵塞器的性能研究

针对常规注水堵塞器难以达到油田注水井定量注水要求的问题 ,研制开发出适合井下分层定量配注的定量注水堵塞器。这种堵塞器与井下偏心配水器配套使用 ,当注水的来液压力或地层的吸水能力改变时 ,通过堵塞器内滑阀和弹簧的作用 ,自动调节出液口的大小 ,使水嘴前后压差基本保持不变 ,起到保持流量稳定的作用。新研制的堵塞器结构简单 ,操作方便的特点 ,使用时只需在地面根据各层段的配注水量要求 ,选定合适尺寸的水嘴 ,一次下井作业即可达到配注要求。室内性能试验和现场试验证明 ,定量注水堵塞器注水量误差均小于 10 % ,可满足分层定量注水的要求     

细分注水工艺技术

结合中北部油田现状 ,研制开发了Y34 1封隔器、单向偏心配水器 ,并配套应用恒定流量堵塞器、三参数测试仪等新技术、新工艺 ,有效地解决了该油田由于分注工艺、投捞测配工艺、油层出砂等因素导致细分注工艺难以开展的难题。现场应用 3口井 ,管柱有效期均在 1年以上。     

用于φ177.8mm套管井的Y形生产管柱及配套工具

Y形电潜泵生产管柱在海上油田应用广泛,具有不动管柱实现生产、测试和分层采油等多种功能,但是由于技术的局限性,该工艺只能应用于φ244.5 mm井筒。针对海上部分油田φ177.8 mm井筒对该工艺的需求,设计了适用于φ177.8 mm井的Y形生产管柱,同时配套了生产堵塞器、测试堵塞器和锁定式堵塞器等井下工具。通过优化生产堵塞器密封结构,提高了堵塞器的使用性能;测试堵塞器通过金属流管密封性能研究,解决了密封件不耐磨以及寿命短的问题。2011年在渤海油田2口井的现场应用结果表明,在φ177.8 mm套管井中可以通过Y形生产管柱实现不动管柱条件下电潜泵生产与分层测试、分层采油等多项工艺。     

新型投捞式恒流配水器设计与应用

针对偏心配水器存在的问题及中原油田大斜度井分层注水效果差的问题,研制了投捞式恒流配水器。采用固定和活动水嘴双级水嘴节流模型,利用碟簧减少压力波动,使流量保持恒定,实现了带水嘴坐封分注管柱,提高了分注成功率,满足了多级分层开发。现场应用表明,使用该配水器可减少投捞次数,提高注水时效;在工况变化的情况下实现恒流注水;洗井时间比原来缩短1/2,洗井液用量减少50%,成功率100%。