小卡距分注工艺在长庆超低渗透油藏的研究应用

王 薇，魏向军，王俊涛

（1.中国石油长庆油田超低渗透油藏研究中心，陕西西安 710018；2.中国石油长庆油田第三采油厂，宁夏银川 750001）

小卡距分注工艺在长庆超低渗透油藏的研究应用

王 薇1，魏向军2，王俊涛1

（1.中国石油长庆油田超低渗透油藏研究中心，陕西西安 710018；2.中国石油长庆油田第三采油厂，宁夏银川 750001）

超低渗透油藏非均质性差，部分区块一套油层发育多个小层，小层之间薄夹（隔）层发育，部分隔层仅有2～3 m，封隔器难以准确座封，给小卡距井分层注水带来一定的困难。本文通过前期的调研分析，研究并开展了以磁定位和机械定位技术为主导的小卡距分注技术研究与试验，并对工具及工艺技术进行改进与完善，更好的适应了超低渗透油藏小卡距分注特点。

超低渗透油藏；分层注水；小卡距；定位技术

长庆超低渗透油藏自规模开发以来，受储层吸水差异影响，逐步表现出水驱动用程度低、地层压力保持水平低及递减大等问题。近年来，为改善吸水状况，提高水驱动用程度，使纵向分层注水分布均匀，进行分层注水。目前超低渗油藏主要采用两层分注，为满足精细注水要求，还需开展多层分注，但由于部分区块一套油层发育多个小层，小层之间薄夹（隔）层发育，部分隔层仅有2～3 m，封隔器难以准确座封。为此，2010-2011年超低渗透油藏开展了以磁定位和机械定位技术为主导的技术研究与应用，为小卡距分注工艺探索新的思路。

1 小卡距磁定位技术研究与试验

1.1 技术原理

工艺管柱采用Y341可洗井封隔器、桥式偏心配水器、配水堵塞器、水力循环凡尔等组成。

管柱下到设计位置后，在油管中下入磁定位测试仪器测得地层的自然伽马曲线和电磁波通过完井管柱油管、油管接箍及井下工具的时间曲线，利用测得曲线与原始测井自然伽马曲线比对，参考原始套管短节及接箍下深位置，确定井下工具实际深度，最后在井口调整短节使得封隔器准确座封。

1.2 技术特点

小卡距磁定位技术在不改变分注管柱组成，只需配套专门的测试仪器和测试车便可实施。该技术具有技术成熟、操作便捷、结果准确的特点，可对封隔器及井下工具进行准确定位。但磁定位技术存在需专门测试仪器和专业技术人员，存在现场施工时间长、测试成本高的缺点。

1.3 现场应用情况

2011年超低渗透油藏累计实施小卡距磁定位现场试验就推广98井次，试验成功率98.9%，投捞成功率97.9%，验封合格率100%，施工井最小卡距为2 m（见表1）。

表1 超低渗透油藏小卡距磁定位技术现场应用情况

1.4 典型井分析（元300-69井）

该井井深2019 m，最大井斜5.94°，偏心分注层位长 631中1958.0～1966.0、1969.0～1975.0、1977.0～1983.0三小层。2011年4月21日下入桥式偏心分层注水管柱，磁定位后调整封隔器位置座封封隔器，现场施工顺利。

封隔器验封：连接仪器串分别坐入偏Ⅲ、偏Ⅱ配水器内，在井口做“开-关-开”压力激动，回放数据根据油套压力变化曲线判断封隔器密封。

图1 元300－69封隔器验封曲线

图2 元300－69流量测调曲线

测试调配：全井的配水量为25 m3/d，偏Ⅰ配水器的流量为10 m3/d，偏Ⅱ配水器的流量为10 m3/d，偏Ⅲ配水器的流量为5 m3/d。测试实际偏Ⅰ11.0 m3/d、偏Ⅱ11.0 m3/d，偏Ⅲ5.20 m3/d。测试井口流量时瞬时流量为1.13 m3/h，配水间注水压力为16.8 MPa。该井油压14.3 MPa，套压13.9 MPa。

通过对现场施工及验封曲线分析，各层封隔器在2～3 m卡距内密封良好，满足工艺需要，各层配注量达到了地质配注的要求，可以完成分层精细注水目的。

2 小卡距机械定位技术研究

针对磁定位成本高、作业周期长的问题，2011年开展了小卡距机械定位技术研究与现场试验。改进研发了DWQ-130型机械定位器，通过大量的试验，进一步对工具和工艺管柱进行了改进与完善。

2.1 技术原理

工艺管柱采用Y341可洗井封隔器、桥式偏心配水器、配水堵塞器、DWQ-130机械定位器、减震筒和水力循环凡尔等组成。

施工时按照设计要求，将井下定位器随管柱一起下入井内，管柱下至套管接箍下方5～6 m的位置后,然后上提管柱寻找套管接箍。当定位器通过标准套管接箍时,地面显示仪会采集到传感器信号，产生10～40 kN载荷变化显示,此时即可确定套管接箍的深度。依据封隔器与井下定位器的间距，可确定封隔器目前所在深度。通过井口调整油管短节，从而实现井下工具准确定位。

定位完成后，封隔器打压座封至11～13 MPa时，定位器内的固定销钉被剪断，定位爪失去支撑收缩，收缩后外径为114～118 mm。利用定位器内收功能，使下次施工作业时可将井下定位器随管柱一起安全可靠起出（见图3）。

图3 小卡距机械定位管柱示意图

2.2 技术特点

DWQ-130型机械定位器利用简单的机械弹性原理，通过定位器弹性定位抓进入套管接箍时上提载荷的变化，确定套管接箍位置。利用短套管的唯一性，准确判断定位器的实际深度（见表2）。

表2 DWQ-130机械定位器参数

施工时定位器随管柱串一起下井，定位后打压11～15 MPa，定位爪收缩后定位器外径为 114～118 mm。现场操作简单快捷，与磁定位相比误差不大于0.06 m，节约施工时间3 h，节约成本1.2万元/井次。

定位器除了具有定位功能外，还具有管柱扶正功能，对下井工具具有保护作用，避免了因井斜偏磨而损坏下井工具，从而提高了该封堵管柱密封的可靠性。

2.3 前期试验情况

2011年4～7月，开展了9口井的小卡距机械定位现场试验（见表3），对3口井进行了磁定位验证，与磁定位最大误差0.06 m，现场施工较为顺利，取得了初步试验成功。但同时在施工过程中逐渐暴露出仪表配套、定位载荷、工艺管柱及定位器设计等方面存在的问题。

2.4 工艺改进与完善

（1）配套仪表优化：考虑到机械定位技术配套的高精度的测力传感器及智能仪表价格昂贵、现场安装调试困难、仪器易损坏等问题，试验了直接采用施工队伍配备的机械或电子指重表来判断管柱载荷变化，最终确定套管接箍的试验方案。通过前期的7口现场试验，达到了预期效果。

表3 机械定位前期试验情况

（2）提高定位载荷：一般情况下，2000 m的井上提管柱载荷一般在120～200 KN，定位爪进入套管接箍后载荷增加10～20 KN，对于电子指重表易于观察，然而施工队伍目前普遍采用机械指重表可显示为单根钢丝拉力，当定位载荷增加10～20 KN时,机械指重表增加即2～4 KN，现场难以观察。针对该问题，改进了定位器板簧强度，将定位载荷由原来的 10～20 KN增加到 20～25 KN。

图4 改进后的机械定位器

（3）定位器上部增加限位滤挡板：DWQ-130定位器最小内通经为40 mm，而测试调配工具外径为38～40 mm,因此在后期测试调配过程中测试工具探底时易发生卡阻情况。此外，为防止定位器支撑筒上行和杂物堵塞定位器，出现定位爪无法收缩的问题，在定位器上部设计了厚度5 mm、带有5个Φ10 mm孔的过滤挡板。

（4）工艺管柱改进:定位爪最大外径130 mm，51/2套管内径一般为124 mm，现场试验过程中暴露出固55-65和关123-176工具下井困难的问题，对工艺管柱进行了调整，在定位器下部加1～2根油管，一方面增加定位器下井时管柱自重，并起到扶正作用；另一方面增加沉砂口袋，防止定位器因堵塞造成后期定位爪无法回收的情况。

（5）优化选井依据：机械定位成功的前提是套管接箍必须存在，因此该工艺不适合腐蚀结垢严重的井，堵水调剖井要根据实际情况分析而定。但对于堵水调剖井，如果只使用弱凝胶，井筒及时得到处理的条件下，可以使用机械定位。

2.5 试验效果分析

经过前期工艺该井与完善后，重点在超低渗透油藏累计试验10口井，最小封隔器座封卡距为2.0 m，平均卡距2.7 m。10口试验井均成功找到短套管，封隔器准确座封，施工成功率100%。

通过小卡距分注工艺的试验推广，华庆油田105口小卡距分注井平均吸水厚度由8.2 m上升为14.4 m，水驱动用程度由原来的30.6%提高至54.7%，对应的273口油井平均单井增产0.2 t/d左右，累计日增油54.6 t。

3 认识及建议

（1）小卡距分注工艺有效解决了层内卡距小、封隔器难以座封的难题，实现最小座封卡距2 m。工艺现场施工顺利，试验成功率100%，现场测试调配顺利，实现了预期目标。机械定位技术与磁定位技术相比，成本更低、操作更简便快捷。

（2）通过小卡距分注工艺的试验应用，有效地缓解了油田注入剖面矛盾，提高了水驱动用程度；平均单井吸水厚度有所增加，对应油井自然递减率降低，区块整体增油效果明显，具有良好的推广价值。

[1] 王建华，李金堂，邓小伟，等.分层注水工艺技术[J] .断块油气田，2002，9（5）：61-62.

[2] 赵奇祥，张寿根，等.井下机械定位器的研制与应用[J] .石油机械，2010，（4）：43-45.

[3] 万仁溥.采油技术手册（第十分册）[M] .北京：石油工业出版社 1991：59-60.

Small card from the dispensing process research and application of ultra-low permeability reservoir in Changqing

WANG Wei1，WEI Xiangjun2，WANG Juntao1
（1.Ultra-low Permeability Reservoirs Research Center of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710018，China；2.Oil Production Plant 3 of PetroChina Changqing Company，Yinchuan Ningxia 750006，China）

Ultra-low permeability reservoir heter ogeneity is poor,part of the block development of multiple small layer of a reservoir,a small layer between the thin folder（compartment） layer development,part of the compartment is only 2～3 m,the packer is difficult to accurately packer,to bring some difficulties to a small card from the well stratified injection.Through the preliminary investigation and analysis,research and carried out a small card from the magnetic positioning and mechanical positioning technology to separate injection technology research and applications,and tools and the technology improved and perfected,better adapted to the characteristics of ultra-low permeability reservoir card from the separate injection.

ultra-low permeability reservoirs；stratified waterinjection；a smallcard；Positioning technology

10.3969/j.issn.1673-5285.2012.11.024

TE357.13

B

1673－5285（2012）11－0093－04

2012－06－14

王薇，女（1986-），2008年7月毕业于西安石油大学石油工程专业并参加工作，本科学历，助理工程师，现在超低渗油藏研究中心从事注水工作。