定向注水井分层注水及配套测试技术研究

2013-09-07

中国新技术新产品 2013年2期

关键词：水器定向井井区

（中国石油新疆油田公司风城油田作业区,新疆克拉玛依市 834000）

1 概述

乌33 井区26 口注水井中，直井3口、定向井23 口。定向井倾角在1.21°～42.19°间。其中，倾角 20°～30°有 3 口，30°～40°有 15 口。造斜点在 520～978m 间【1】。

由于受井斜的影响，旋转扭矩很难传递到封隔器上，不能正常换轨道坐封，造成坐封困难和难以坐封，限制了常规直井机械压缩式封隔器的应用；井斜的作用，致使封隔器坐封时胶筒受力不均，胶筒肩部应力集中，导致胶筒密封性能下降，分注管柱的寿命缩短。

因此，定向注水井分注管柱应满足；封隔器居中、能承受交变载荷时的密封和提高密封有效期；分层水量调配测试仪器串的下放与上提可靠。

2 定向井分层注水工艺的研究

根据以上分析，筛选出偏心配水分层注水工艺，对封隔器进行扶正居中改进，进行偏心配水器及相应测试工艺改进，满足定向井分层注水需求。

2.1 封隔器的改进

为解决定向井中管柱严重偏向套管的一边、封隔器坐封时胶筒受力不均问题，在封隔器主体结构上增加扶机构正以克服管柱正压力造成的密封性能下降。封隔器受力分析及计算[2]。

钢球扶正时的受力分析如下图：

图1 钢球扶正时的受力分析图

1-中心管,2-钢球,3-套管，Nb-中心管钢球扶正锥体斜面对钢球的支反力，N-套管对钢球的支反力，F-活塞对钢球的综合总推力。

通过室内试验及力学计算，对封隔器居中扶正结构的设计，满足了其在定向井内的坐封要求。下井应用近3 年，基本未发生失封现象。

图2 居中扶正封隔器结构示意图

2.2 配水器的改进

对偏心配水器进行减小各变径间的过渡倒角；提高相邻件的对正精度和减小其间隙；关键件如扶正体和主体之间增加定位结构；消除主体和支架间的间隙做到准确定位；降低投捞器及堵塞器所经过的各内孔的粗糙度，以减小摩擦阻力；各内孔镀膜以减小摩擦阻力。(如下图）

堵塞器主体φ22 毫米台阶坐于工作筒主体φ20 毫米偏孔上端面，凸轮卡于偏孔φ25 毫米扩孔段内，堵塞器外侧出液槽上、下两组胶圈密封于主体偏孔出液口处，注入水经滤罩、水嘴、堵塞器出液槽、工作筒偏孔出液槽进入油套环空间，之后过套管射孔炮眼进入注水层段地层。

改进后的配水器适用于定向注水井分层水量的测试与调配，投捞堵塞器能准确到位，没有发生仪器掉卡事故。

2.3 调配测试工艺的改进

地面测控仪通过电缆指挥综合测调仪对井下可调式堵塞器的进行调配，同时在地面测控仪显示调配流量等参数，缩短了测调时间（测调三层井一般仅用2-3 小时）。测控仪可选用调控器与电磁双流量计组合或调控器与超声波流量计组合。应用电缆直读测调工艺进行分层水量测试调配，可减少测试工作量三分之二，减少仪器下放频次，减小仪器遇卡风险。