二、三类油层聚合物驱全过程一体化分注技术

随着大庆油田聚合物驱的不断深入,渗透率低、层间矛盾大的二、三类油层已成为油田开发的主要对象.原有聚驱分层注入技术存在投捞测试难度大、投捞成功率较低、水驱聚驱转换需更换管柱投入成本高等问题,无法进行规模应用.为解决上述问题,发展研究了聚合物驱全过程一体化分注技术,设计研究了全过程一体化偏心配注器、低黏损高节流压力调节器和高黏损低压力损失相对分子质量调节器,实现了高渗透层段注入量及中、低渗透层段相对分子质量的双重控制；分注管柱与水驱工艺完全兼容,管柱可同时满足空白水驱、聚合物驱及后续水驱全过程分注需要,降低投资和施工成本.1 136口井现场应用表明:应用新型分注工艺后,二、三类油层的动用状况得到明显改善,原油采收率提高2个百分点以上.     

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%。     

常规直径偏心分层注聚技术

常规直径偏心注聚技术可以用于高分高浓聚合物分注、中分聚合物分注和空白水驱分注。该技术在2011年萨中开发区现场应用290口井,平均单井2.4个层段。全井密封率100.0%,注水合格率为87.7%,一次打捞成功率94.6%,一次投送成功率91.5%。2~3层分注井投捞、验封和流量调配用时1.5天左右。该技术具有较强工艺适应性,与常规注水井测调技术完全兼容,不需动管柱,直接投入不同类型的堵塞器即可实现水、聚驱分注的功能转换,节省开发成本,满足了油田开发需要。     

SQSPXP-110双导向桥式偏心配水器

南堡油田的注水井大部分为斜井,在实施偏心分注时采用的114 mm偏心配水器通过能力低、投捞成功率低,由于下层无法注水,使得后期测出的流量为非真实流量及流量测试仪起出困难。鉴于此,研制了SQSPXP-110双导向桥式偏心配水器。该配水器上开设了桥式偏心孔,可沟通上、下层注水通道,平衡了密封段上、下压差,提高了测试仪器下井的安全性;由于该配水器测试的流量为单层的真实流量,消除了递减法带来的累计误差,因而测量误差较小。室内试验和现场试验结果表明,SQSPXP-110双导向桥式偏心配水器井下通过能力强,在大斜度井内投捞成功率高,配注性能良好。     

同心可调配聚器的研制与应用

分层注聚工艺主要有同心双管分层注聚和投捞式空心单管分层注聚。同心双管分层注聚工艺最多可分注2层,且初期投入成本相对较高,难以大规模推广应用;投捞式空心单管分层注聚工艺存在测调难度大、测试准确率低和注聚芯子容易堵塞的问题,给细分层注聚带来较大困难。鉴于此,研制了同心可调配聚器,并配套了一体化测调仪。该配聚器不用进行节流芯子投捞,通过调节井下芯子的节流间隙大小来控制节流压差,避免对聚合物产生剪切作用;采用同尺寸设计,分层级数不限;下入1趟一体化测调仪即可实现各层的流量调配。试验中,当聚合物排量为100 m~3/d时,同心可调配聚器最大节流压差可达4.3 MPa,聚合物的黏度保留率仍为95.65%。试验结果表明:同心可调配聚器满足注聚井分层配聚要求,层段合格率和测试成功率均为100%。     

大斜度井偏心分注钢丝投捞工具的改进与应用

针对大斜度井偏心分注过程中存在钢丝投捞工具无法下入到位、投送和打捞堵塞器成功率低等问题,研究了钢丝投捞减阻器,并改进了偏心配水器和投捞器的导向机构。介绍了改进后钢丝投捞工具的结构、原理、技术参数和技术特点,改进后的工具目前在现场进行了8口井的应用,应用中最大投捞井斜为67.28°,投捞成功率100%。同时表明,该工具既降低投捞器起下过程中的阻力,又提高了投捞堵塞器的成功率,可以满足大斜度井偏心分注钢丝投捞测试的需要。     

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。     

同心管分层注水技术在南堡大斜度井的应用

针对南堡油田的注水井段斜度大于40°、分注层数≥2层的井,偏心分注工艺投捞比较困难,投捞成功率不高,常发生投捞器下不到位或捞不到的现象,以及分注层数为3层的注水井,油套分注无法实现的问题,开发了同心管分层注水技术。该技术可以满足大斜度井、层间差异较大井的分注要求,可以实现大排量、精确分注。在地面进行调配测试,无需投捞,操作简便,计量准确,便于管理。管柱耐腐蚀,对水质要求低,具有使用寿命长和分层可靠性高的特点。现场2口井的应用表明,采用该分注技术,封隔器最大下入深度3 124 m,最大井斜52.89°,施工成功率100%,实际注水量全部达到地质配注要求,管柱从投注到现在工作正常。     

聚驱梭形杆偏心分注技术的研究与应用

针对水驱分注工艺技术存在聚合物溶液在流经配注器时产生降解,粘度损失大,且聚驱同心分注工艺存在调配繁琐、聚合物溶液鱼眼及杂质堵塞易使环形降压槽失去功用等问题,研究了聚驱梭形杆偏心分注技术。对配注器及投捞器的结构进行优化,降低了操作难度。采用偏心式结构,测调简便,控制水量精度高,可满足聚驱多层分注的需要。现场应用情况表明,堵塞器投捞顺利,无遇卡、遇阻现象,测试曲线形态比较平直,实注满足配注要求。     

空心单管分层注聚技术的研究与应用

胜利油田注聚油藏非均质性严重,聚合物主要进入渗透率高的油层,薄差油层的动用程度低,层间矛盾突出。为此,研究了空心单管分层注聚工艺。该工艺采用一趟管柱即可实现聚合物的多层注入,不仅可减少作业工序,还可防止地层砂混合聚合物返吐造成管柱堵塞;空心配聚器采用坐封注聚一体化的结构设计,可以直接携带配聚心下井,无需投捞死心子,降低了施工成本,提高了施工效率。空心单管分层注聚工艺在孤岛油田现场试验6口井,施工成功率100%。     

可投捞式缆控智能分注工艺及装置分析

随着油田数字化、智能化的发展,以缆控智能分注工艺为代表的智能分注技术势必规模化应用。但在前期的现场试验中,流量调节阀出现卡阻的现象,导致无法调节井下分层注入量,只能起出管柱重新作业。通过优化缆控智能配水器主体结构,设计了可投捞调节阀和测控线路,研制了流量调节阀可投捞式智能配水器; 通过室内试验和现场试验验证了可投捞式缆控智能分注工艺的可行性。室内投、捞试验各50次,投、捞成功率100%,实现了流量调节阀通过下入投捞仪可整体捞出,修理或更换后重新投入智能配水器内使用。现场试验5口井,投、捞后井下各智能配水器运行正常。可投捞式缆控智能分注工艺提高了智能分注井井下分层注水管柱整体工艺的灵活性和可靠性,降低了缆控智能分注井的运行维护成本,为缆控智能分注技术的推广应用提供技术支持。     

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。     

泄压式偏心堵塞器的研制与应用

针对偏心分注井井下堵塞器投捞成功率低的问题,对原有堵塞器进行了结构上的改进:在堵塞器主体中设计了泄压通道,降低了打捞堵塞器时的上提阻力;压送头与堵塞器之间采用摩擦挤紧连接方式,避免了堵塞器在投送过程中的脱落掉袋问题;优化底堵锥形角度,提高了堵塞器投送成功率。260多井次的现场施工表明,泄压式偏心堵塞器可大幅度提高偏心分注井投捞施工成功率。     

桥式同心分层注水工艺的研究与试验

由于常规偏心分注技术、桥式偏心分注技术存在着测调成功率低、效率低、工作量大、作业风险大等诸多问题,提出了桥式同心分层注水工艺技术。该技术将可调式水嘴与配水器一体化集成,实现配水器中心通道内免投捞配水作业模式,通过地面可视化直读方式操作井下测调仪与配水器同心定位对接,实现流量测试与调配同步进行,具有较高的测调成功率和工艺效率。桥式同心分层注水工艺在长庆油田现场应用1 664口井,施工成功率100%,分层测调合格率96.8%,平均单井测调时间4~6 h,具有一定的推广价值。     

大斜度井偏心双管高压分注工艺技术

张店油田主要以大斜度注水井为主,受井斜、压力、水质等因素的影响,大斜度井分层注水钢丝投捞测试的问题日益突出。现有工艺技术在大斜度井分注中效果不理想,严重制约了大斜度井的细分注水,为此,开展了大斜度井偏心双管高压分注工艺技术研究。通过管柱组配后,偏心配水器可下在直井段或井斜较小的位置,常规的钢丝投捞就能满足测试调配的需要,不会受到高压和井斜的影响,同时管柱避免了沉积机杂、水垢等堵塞工具和管柱的问题,解决了大斜度井投捞测试的难题。     

聚合物地面分注工艺的研究及应用

针对聚合物油套分注井普遍存在注入过程中粘度损失大、驱油效果差的问题,研究了聚合物地面分注工艺技术。在注水配水间用总阀门控制全井的总流量,用聚合物地面控制器通过调节内管的长短来控制高渗层的流量和压力,低渗层则不通过控制直接注入,以此达到2层均能实现计划配注的目的。现场应用结果表明,使用该工艺后,聚合物的剪切率显著降低,粘度损失率由使用前的30%左右降低到10%左右,将投捞测试工期由以前的2 d左右降低到0.5 d,注聚管柱的有效期延长12个月以上。     

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。