桥式分采器的研制与应用

李大建 甘庆明 牛彩云 吕亿明 王 百 朱洪征

（1.长庆油田公司油气工艺研究院，陕西西安 710018；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安 710018）

长庆油田纵向含油层系多，部分层系局部叠合，为有效解决多层系开发过程中笼统合采油井层间干扰矛盾，最大程度发挥各层产能，提高多层系开发效果，近年来开展了分采工艺技术试验，形成了防气式分采泵两层分采主体技术，现场试验78口井，分采增油有效率73.6%，累计增油6 817.7 t，平均单井日增油达到0.58 t/d，有效解决了两层合采油井层间干扰矛盾，但对于油井三层及三层以上多层分采，该技术却无能为力。

关于油井三层及多层分采，国内外油田也没有相对成熟技术应用实例，大庆油田在水井精细分层注水前提条件下，通过分层测试了解掌握油层各产层压力、产能情况，研究形成了油井分层配产工艺技术：采用封隔器将产层有效封隔，各产层对应设置配产器，环空下入测控仪，对配产器进行操控调节，实现对各层合理配产，降低层间干扰矛盾，抑制高含水产层产液，实现控液增油、提高单井产量的目的，该技术已在现场取得一定应用效果。相对于大庆油田以直井为主开发，长庆油田多层系开发区块主要以丛式井组定向井开发，以上提到的分层配产工艺在长庆油田技术适应性有待提高；同时，多层系开发油井动态监测显示，多数油井由于储层渗透率较低，非均质性强，地层能量补充滞后，且层间压力差异较大，部分产层甚至出现地层能量亏空、发生倒灌现象，所以区别于大庆油田分层配产，长庆油田油井三层及多层分采的主要目标是最大程度发挥各层产能来降低层间干扰矛盾，实现提高单井产量的目的。

为实现长庆油田多层系开发油井三层分采，在分析、借鉴防气式分采泵两层分采技术基础上［1-4］，提出了三层分采技术思路，研发了桥式分采器，设计了桥式分采器三层分采工艺管柱，2013年在长庆油田首次成功开展了三层分采试验，取得良好分采效果。

1 桥式分采器

针对长庆油田多层开采油井，分采配套装置必须具备以下功能：产层产液单向过流进入油管、油管内各产层产液多级过流进入抽油泵、产层间实现有效封隔以消除层间干扰。为实现以上目的，提出了“层间封隔器封隔、产层产液单流阀式单向过流、层间桥式过流”桥式分采器技术思路，设计了桥式分采器。

桥式分采器设置侧向进液通道、单流阀球、排液孔，建立产层产液由油套环空到油管之间单向油流通道；设置过桥通道，建立上下产层产液在油管内的桥式过流通道，各产层产液最终在油管内汇合，由抽油泵举升至地面（图1）。其中导向阀罩对阀球导向作用，避免一定倾斜条件下阀球旁落、漏失，侧向过流通道出液孔设计为侧开，有效防止油管内赃物对阀球的堵塞，上下接头分别通过丝扣与油管连接。

图1 桥式分采器

2 桥式分采器三层分采管柱

根据桥式分采器结构特征，设计了“桥式分采器+Y211封隔器+Y111封隔器+普通管式抽油泵”三层分采工艺技术管柱（图2），主要分采技术原理是：利用Y211封隔器、Y111封隔器将开采层位分隔为3个相互独立的供液（采油）系统，各产层对应配置桥式分采器，产层产液由桥式分采器侧向进液通道流经排液孔进入油管内，油管内各层产液通过分采器桥式过流通道、抽油泵固定阀进入泵筒，由抽油泵举升至地面。

施工步骤：首先对分采试验井进行通洗井作业，确保井筒干净；然后按照油层中深、井眼轨迹、套管接箍等数据设计封隔器坐封位置、抽油泵泵挂、井口坐封预留高度，分采管柱由下向上通过油管依次连接油管丝堵+桥式分采器+Y211封隔器+桥式分采器+Y111封隔器+桥式分采器+普通管式抽油泵，分采管柱下井后，进行管柱坐封；最后油管柱内下入抽油杆完井上抽，实现油井三层分层采油。

在抽油泵上冲程举升过程中，抽油泵以下油管内均处于低压环境，各产层产液能够在较低的流动压力下打开分采器单向阀球进入到油管；油管与油套环空之间液体由于分采器单向球阀作用，只能进入油管，而油管内液体无法回流油套环空，能够有效防止低压、能量亏空产层发生流体倒灌现象；各产层间封隔器有效封隔，有效消除了层间干扰问题，实现了各产层协调均衡产液，释放了低压产层产能。

图2 桥式分采器三层分采管柱结构

3 技术特点

（1）桥式分采器通过配套不同类型封隔器、普通抽油泵可以实现“一机、一杆、一泵”条件下油井三层分采。

（2）桥式分采器结构简单，适应性强，加工成本低，可延长分采井检泵周期，促进分采技术的规模推广应用。

（3）配套应用液压式封隔器、杆式抽油泵，可实现油井3层以上多层分采。

（4）由于分采器工具尺寸小（外径110 mm，长度560 mm），能够满足小层间距（≥5 m）油井分采。

（5）桥式分采器阀球扶正结构实现了定向井或较大井斜角条件下分层采油。

（6）配套普通抽油泵，依据油井产量情况，泵径、抽油泵类型（防砂、防气）选择空间大，适合在低产油井开展分采。

4 现场应用

2013年8月10日成功在旗7-22井上开展了桥式分采器分层采油工艺现场试验，分采后高含水层得到有效抑制，含水量由分采前43.1 %下降到分采后11.6%，日产液由4.37 m3/d提高到5.35 m3/d，日增油1.95 t（图3）；2013年10月，在柳125-22井上再次开展了现场试验，分采后平均日增液2.72 m3，日增油1.42 t，取得了良好的三层分采效果（图4）。

5 结论与认识

（1）在分采泵分采技术原理基础上，结合长庆油田多层系开发油井储层、井况特征，提出了三层分采技术思路，研制了桥式分采器等配套分采工具，形成桥式分采器三层分采技术。

图3 旗7-22井分层采油曲线

图4 柳125-22井分层采油曲线

（2）桥式分采器三层分采技术现场试验表明，油井通过三层分采能够有效消除层间干扰矛盾，释放被抑制产层潜能，实现了提高单井产量的目的。

（3）桥式分采器结构简单、尺寸小，从分采成本、技术适应性能方面，有助于促进技术的现场规模应用。

［1］ 刘玉文.辽河油田稠油分层采油技术［J］.石油钻采工艺，2008，25（S0）：85-86.

［2］ 郭伟，于振东.两层分采同步抽油技术研究与应用［J］.石油钻采工艺，2001，23（1）：60-62.

［3］ 李大建，牛彩云，何淼，等.防气式分采泵分层采油技术在长庆油田的应用［J］. 石油钻采工艺，2012，34（5）：68-69.

［4］ 李大建，牛彩云，何淼，等.几种分层采油工艺技术在长庆油田的适应性分析［J］.石油地质与工程，2011，25（6）：124-127.