海上油田分层注水反洗井技术研究与应用

为了解决海上油田分层注水井管柱结垢、腐蚀,油层污染、堵塞,注水压力上升等问题,结合海上油田注水井地层条件、完井方式和生产管柱型式等特点,研究设计了提升式、液控膨胀式、插入密封式等3种反洗井管柱,进而提出了3种海上油田分层注水反洗井技术。阐述了提升式、液控膨胀式、插入密封式等3种反洗井管柱的设计原则、设计关键点和管柱组成,以及3种海上油田分层注水反洗井技术的技术原理、技术参数和使用条件。现场应用表明,本文提出的3种反洗井注水管柱技术能够在不动注水管柱条件下实施反洗井作业,达到维护注水井井筒、清洗注水管柱、提高分层注水效果的目的,目前已在绥中、渤西、渤中、辽东、蓬莱等作业区取得成功应用,具有较好的推广应用价值。     

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。     

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。     

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。     

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。     

FSQ-115单流防砂器的研制与应用

针对易出砂油藏注水井在停注、卸压、洗井时地层返吐出砂严重,无法有效分注的问题,研制了FSQ-115单流防砂器。该单流防砂器主要由接头、油管短节串、套管密闭挡砂机构等组成,可将出砂层段跨隔封堵,使注入水只能单向进入地层,不能从地层返吐,从而防止出砂埋管柱、堵塞洗井通道及井下工具,改善了防砂分注效果。该防砂器已在双河油田、魏岗油田、赵凹油田等顺利实施10井次,工艺一次成功率达到100%,收到了较好的防砂效果,能满足河南油田分层防砂、分层注水工艺要求。     

渤海油田可反洗测调一体分层注水工艺

为解决渤海油田常规分注工艺反洗井难、调配效率及调配合格率低的问题，开展了可反洗测调一体分层注水研究。通过配套测调一体配水器、可反洗井封隔器，优化防砂、注水管柱结构，实现了不动管柱反洗井和测调一体功能，形成了渤海油田可反洗测调一体分层注水工艺。渤海油田10口注入困难的井应用该工艺进行了不动管柱反洗井作业，并进行了30井次的调配作业。现场应用结果表明，反洗井工具性能可靠，开关灵活，洗井效果良好，缓解了注水压力升高现象，降低了酸化频次；测调效率显著提高，平均单井调配周期仅需10 h，相较常规分注工艺调配周期2～3 d大幅降低。可反洗测调一体分层注水工艺的成功应用，验证了该工艺的可行性，为渤海油田分层注水开发提供了新的技术手段。      

防砂分注工艺研究与应用

为解决注水井因油层返吐出砂导致无法分层注水的问题,开发应用了单流防砂分注工艺和控制洗井防砂分注工艺,该工艺在注水管柱上采用防倒流措施,防止地层水倒流进入井筒、井筒水倒流进入油管,减缓了注水井快速泄压时对地层的压力传导,防止因地层返吐导致的严重出砂问题,延长了分注时间。     

防砂分注工艺研究与应用

为解决注水井因油层返吐出砂导致无法分层注水的问题,开发应用了单流防砂分注工艺和控制洗井防砂分注工艺,该工艺在注水管柱上采用防倒流措施,防止地层水倒流进入井筒、井筒水倒流进入油管,减缓了注水井快速泄压时对地层的压力传导,防止因地层返吐导致的严重出砂问题,延长了分注时间.     

注水防砂管柱环空洗井工艺

在油井注水井作业中,由于注水井使用清水进行地层注入实现周边油井增产,清水在长时间注入过程中会产生杂质和水垢,防砂管柱与套管之间的筛套环空产生的杂质和水垢无法排除,必须通过后期措施进行清理,目前尚无工艺可以实现筛套环空清洗,导致注水井注水管柱寿命缩短,一旦后期出现注水筛管堵塞,注水压力上升,将影响注水效果,导致周边生产井...     

清砂解堵反洗装置研制与应用

针对目前注水井因腐蚀结垢、聚合物堵塞、注水杂质等原因造成常规反洗阀反洗井不通、球阀关闭不严等问题,研制了清砂解堵反洗装置。该装置通过设置正向密封机构、沉砂机构、刮垢清洗机构,能够将注水过程中的砂体杂质沉积至装置环空,反洗时又能够将杂质及时排出,确保注水管柱的整体密封以及长期反洗畅通。室内试验表明,该装置反洗井开启压力1.2 MPa,清洁管旋转开启压力1.5 MPa,清洗效果明显。该装置现场应用318多井次,应用最大井斜65°,最大井深3 500 m,最长下井时间25个月以上,平均有效期300 d以上。提高了注水井的分层合格率,延长了注水有效周期,具有较好的应用推广价值。     

低渗透油气藏近破裂压力注水的可行性——以北三台油田北十六油藏为例

低渗透油气藏的特点决定了注水启动压差大,注入压力高,欠注问题严重。压裂、酸化、超声波等增注措施均存在增注水量少、有效期短的问题。当注水压力达到地层破裂压力时,在注水井附近易形成微裂缝,提高近井地带地层渗透率,而注入水沿裂缝壁快速滤失,裂缝延伸压力下降,致使裂缝延伸的长度与高度有限,对隔层、套管的影响较小。北16低渗透油气藏通过近破裂压力注水,注水量增加,地层压力回升,注水波及体积增大,油井见效明显,预测采收率提高。     

绥中36-1油田注水井堵塞原因分析及对策

绥中36-1油田注水井注入压力普遍偏高,导致注水量下降,地层能量亏空,油田开发受到影响。注水井注入压力上升的主要原因是地层受到堵塞,此文从注水水质、储层敏感性和工艺措施三个方面分析了绥中36-1油田注水井堵塞的原因,提出了解除注水井堵塞的对策,并以D17井和E7井为例论述了氟硼酸体系对绥中36-1油田注水井解堵的有效性。     

地层破裂状态下实施大排量污水回注技术研究

秘鲁1AB/8区块强天然水驱、特高含水老油田回注水量为170000m³/d,为了减少产出水的巨额投资,优选深部Pozo水层及Vivian油藏边部作为污水回注层位.这样既满足了环保要求,又可容纳大量回注污水.减少回注水中固体颗粒及残余油含量、增加注水射孔层段和射孔密度、减少注水管柱压力损失,可以保证大量污水回注的可持续性.根据计算的地层破裂压力,采用12～17.2MPa的井口注水压力可使注水地层破裂.对6口回注井实施大排量污水回注试验,单井注水量均超过6360m³/d.监测数据显示,地层在破裂状态下实现了低压大排量污水回注,提高了单井回注量,减少了设备投资.污水回注优化方案取得了良好的应用效果和经济效益.     

低渗透油气藏近破裂压力注水的可行性——以北三台油田北十六油藏为例

低渗透油气藏的特点决定了注水启动压差大,注入压力高,欠注问题严重.压裂、酸化、超声波等增注措施均存在增注水量少、有效期短的问题.当注水压力达到地层破裂压力时,在注水井附近易形成微裂缝,提高近井地带地层渗透率,而注入水沿裂缝壁快速滤失,裂缝延伸压力下降,致使裂缝延伸的长度与高度有限,对隔层、套管的影响较小.北16低渗透油气藏通过近破裂压力注水,注水量增加,地层压力回升,注水波及体积增大,油井见效明显,预测采收率提高.     

分层调剖注水一体化管柱的研制与应用

为提高油藏水驱开发效果,注水井需要采用调剖措施改善吸水剖面,提高水驱波及系数。冀东油田采用偏心分注管柱进行调剖后部分水井出现测试仪器下放遇阻、偏心配水器水嘴无法投放、堵塞器打捞失败、封隔器反洗阀开启失效等难题。为解决上述难题,采用隔离地层定点调剖的思路,研制了分层调剖注水一体化管柱及调剖开关、单流偏心配水器两种配套井下工具,现场应用15口井,其中6口井实施了调剖作业。现场应用证明,该一体化管柱有效降低了测试仪器遇阻率,提高了调配成功率,同时封隔器反洗功能正常,满足了一趟管柱既能分层调剖,又能分层注水的工艺需求,有效节约了生产成本,缩短了生产周期,具有广阔的推广应用前景。     

利用缩膨剂提高文东油田储层注水能力实践

文东油田由于储层具有低渗透、地层水矿化度高、粘土矿物含量高的特点,开发过程中水井高压欠注问题严重,普通的酸化难以达到降压增注的效果,因此,研究应用了缩膨降压增注技术。在文东油田4个区块的欠注水井实施缩膨降压增注技术8口,平均单井注水压力下降2.6 MPa,注水量提高23 m~3/d。对应油井累计增油量为510.4 t,平均单井增油63.8 t,取得了较好的效果。     

水驱油田合理注采压力系统

合理注采压力系统优化研究是开发水驱油田关键环节之一。以往采用的算法均存在缺陷：①“吸水、产液指数法”未考虑注采不平衡问题、油水密度差异及体积系数;②“吸水、产液指数及注采比法”未考虑油水密度差异及体积系数;③“吸水、产液指数比及注采压差法”不具有理论和实际意义;④“考虑单井及地层压力变化法”未考虑注水井启动压力、采油井启动压力对油田开发效果的影响。为解决上述问题,基于水驱油田注采压力剖面,提出了优化研究水驱油田注采压力系统的新方法。与以往的算法相比,新方法综合考虑了注采不平衡、油水密度差异、体积系数、注水井启动压力、采油井启动压力梯度等方面的影响因素。结果显示,新方法可适用于水驱油田任何油藏类型、任何油层压力分布状况条件下的合理注采压力系统参数计算。运用新方法对胜坨油田胜一区沙河街组二段1-3砂组油藏进行了合理注采压力系统参数计算,得出了该油藏合理油、水井数比为1.42,合理地层压力保持水平为17.29 MPa,此时合理采液量为14 572.41 m³/d,比调整前增加12 452.41 m³/d,合理注水量为15 906.88 m³/d,比调整前增注13 566.88 m³/d,提液增注效果显著。研究结果表明,新方法具有较强的适用性和应用前景。     

底水油藏水平井井筒内压力特征研究

为了研究底水油藏水平井开采时井筒内压力特征,建立了井筒管流与油藏渗流的耦合模型:首先根据管流理论,考虑摩阻压降与加速压降,推导出水平井筒内压力损失表达式;依据镜像反映、叠加原理等方法,推导出油藏渗流进入井筒流量表达式;最后根据变质量流性质,建立水平井流入量与压力损失的耦合关系,运用数值方法,求出耦合模型数值解,从而得到水平井筒内压力分布。实例研究表明:底水油藏水平井开采时,井筒内存在压力损失,而且越靠近跟端,压力损失越明显,受此影响,水平井内产液段主要位于跟端位置。随产量增大,井筒压降中加速损失占的比重越大。     

不压井防喷带压作业装置在长庆油田的应用

长庆油田广泛应用注水工艺,注水井井下作业较频繁。在注水井检串作业之前,必须停注检串井及周围的注水井,然后放喷,待水井压力下降到0.5 MPa以下时才能进行检串作业。为了减少水井停注次数,避免放喷降低区块地层压力,减轻环境污染,引进了不压井防喷带压作业装置。现场应用情况表明,该装置可降低油水井维护费用,减轻对油气层的伤害及对地面的污染,延长油气层寿命,为油气藏评价提供准确数据。最后分析了不压井防喷带压作业装置存在的问题,指出了该装置今后的研究方向。