精细注水完井管柱的设计与应用研究

刘言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

精细注水完井管柱的设计与应用研究

刘言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

精细注水是一种有效地实现老油田老区块增油增产的措施，油田很大一部分注水井采用油井转注水井，对注水完井管柱的要求较高。本文首先介绍了精细注水的基本情况，给出了较为合理的完井管柱结构设计，并详细介绍了井下工具的工作原理及该工艺的现场应用情况，现场应用结果显示，该技术能有效封隔不同地层实现注水。该技术的成功应用对国内外其它油田和区块的注水完井工艺管柱现场应用有一定的借鉴意义。

精细注水；完井管柱；设计；应用

精细注水是保持油层压力，保证油田长期稳产的有效措施。精细注水完井管柱和井下工具封隔器的坐封效果对增油效果起决定作用。精细注水利用井下封隔器将不同的底层进行分离，对不同的地层通过不同排量实现驱油。

一般情况下，层段数与采油井开采层段对应，在井下下入封隔器，实施精细注水，进而保证地层压力，达到提升油井产量的目的，通常情况下，精细注水主要在油田开发中后期进行，因为此时油田区块的层内非均质性严重，不同的层系包含不同的小层，所以为有效化解层间矛盾，确保产量，开展了精细注水完井管柱的设计和现场应用研究。

1 精细注水完井管柱难点

完井管柱中封隔器的有效密封是施工成功的关键，要求在完井管柱设计和实际施工过程中胶皮避开接箍位置。必要时采取磁定位的方式保证管柱位置的准确。

投捞工具对堵塞器的准确有效捞取是下一步进行注水的先决条件，要求堵塞器必须要能顺利捞取。

2 精细注水完井管柱设计

完井管柱组合设计：Φ89mm丝堵筛管（1m）+Φ73外加厚油管（40m）+Φ105mm桥式偏心配水器（1.11m）+Φ73外加厚油管（40m） + Y341-148封隔器（1.95m）+Φ73外加厚油管（50m）+Φ105mm桥式偏心配水器（1.11m）+ Φ73外加厚油管（20m）+Y341-148封隔器（1.95m）+Φ73外加厚油管（10m）+Φ105mm桥式偏心配水器（1.11m）+Φ73外加厚油管（20m）+Y341-148封隔器（1.95m）+SLM-148水力锚（0.495m）+Φ73外加厚油管串至口。

3 施工要求

①工具装卸，运输必须用专车发运，不得与其它东西混装，严禁猛击和重撞；②所有下井工具长度必须丈量准确、无误；③严格按照施工设计要求进行配制下进管柱，误差不得超过±0.5～1m；④所有下井工具和工具连接处以及下井工具与油管螺纹连接处必须涂抹密封脂，以确保油管柱有良好的密封性能；油管试压必须合格；⑤分注工具通过井口时，应严格控制下钻速度，而且有专人在井口将工具扶正，切忌发生工具与井口相碰撞现象；⑥工具通过井口后的下钻速度应严格控制在0.2米/秒以内；⑦下钻过程中，若发生遇阻现象，严禁强行下入，应起出查明原因再下井；⑧下分注完井管柱时，应连续作业，直到封隔器下到位置完成坐封，严禁中途停工。工具下井后至坐封前须保证套管液满，防止油套建立压差。

4 完井工具工作原理

（1）Y341封隔器工作原理 ①坐封：工具内有两个传压孔。下传压孔进液，剪断启动销钉后，上活塞推动缸套向上，上传压孔进液，压力推动衬套活塞及衬套向下，推动锁环支撑座向下，两侧运动皆挤压胶筒，形成环空的封隔。②反洗：在上环空的液流作用下，反洗阀向下运动，使外套旁通孔露出。此时液体通过外套旁通孔、衬套旁通孔及衬套底部的通道，与下环空连通，实现反洗。③解封：该封隔器具有逐级解封的特点。上提管柱剪断上部剪切销，工具上半部分在油管的张力作用下向上运动，为胶筒让出空间，使胶筒解封回弹。同时上中心管与下中心管分离，使解封力不直接传递到下一级封隔器，从而实现逐级解封。在一趟管柱中多个封隔器同时使用时优势明显。

（2）配水器工作原理 ①注水时堵塞器坐于工作筒内，依靠堵塞器上下密封圈封住偏心孔出液口，注入水流过堵塞器定量水嘴后从排液孔进入油套环空，最后流向地层。②在多层段注水条件下，可以下入测试密封仪器，将指定层段配水器水眼关闭，注入水可以通过桥式孔通道，流入其它层段，而不影响测试密封段。③投捞器在安装指定的打捞接头后，通过下放、上提方式，让凸轮旋转，使投捞臂和导向滑块相继弹开。导向滑块在经过配水器下部导向体时，自动调整方位，使投捞臂对准堵塞器上部，投放或打捞堵塞器。

（3）水力锚工作原理 从油管内加液压，锚爪在液压作用下压缩弹簧，并被推向管内壁和卡牢在套管的内壁上，从而起到固定管柱的目的，放掉油管的压力，锚爪在弹簧的作用下就退回解卡。

5 现场应用

精细注水完井管柱技术对增油效果，无论从施工工艺过程，还是从施工管柱上看，都体现了它的优越性。该技术在某油田进行了现场应用，取得了预期的效果，下面以现场施工的精细注水完井工具入井施工为例加以说明。

（1）现场施工油井概况 油井于1992.4.4完钻，完钻井深3200m，最大井斜2.8°，完井油层套管外径177.8.7mm，内径157.08mm。本次依据地质设计进行射孔作业，射开S12-2、S13-1、S13-2、S23-2、S24-1、S32-1、S33-1、S33-2、S34-3

层，井段2900.3～2905.5、2916～2917.5、2917.5～2927.2、2951～2960、2960～2969、3008.2～3020、3024.5～3032.5、3032.5～3038.11、3056.3～3061.5米，厚度65.01m，孔隙度8.76%～13.56%，渗透率0.5×10-3μm-3～9.65×10-3μm-3，含油饱和度35%～72.28%。该井为油井转注水井，井底死油和结构严重，并有出砂，这些都加大了注水施工的难度。

（文章题目：精细注水完井管柱的设计与应用研究）

（2）施工步骤 ①下完井管柱：提出井内管柱，丈量油管三遍，校对三遍，累计复核误差每1000m应小于或等于0.2m，按工艺设计要求配置完井管柱下完井，完井管柱要求必须用Φ59mm×800mm通管规通过。封隔器下到设计位置后大排量反洗井至水质合格；②坐封、验封：从油管打压坐封封隔器，依次打压5、10、15、20、25MPa，各点稳压5min。缓慢卸压，重新油管打压至25MPa，完成Y341封隔器坐封，并稳压30分钟，根据压力稳定情况和套管溢流变化情况对封隔器及管柱进行验漏。坐封、验封时必须有工具提供方技术人员现场指导；③通知投捞队捞水嘴；④进行分层精细注水。

（3）效果分析 现场下入完井管柱的过程和加压坐封封隔器的过程非常顺利，在整个打压坐封过程中油管压力一直稳定在30Mp以下，稳压30min，油压没有下降。油管泄压，反洗井40m3，洗井压力3Mp以下，充分洗井干净。投捞堵塞器的过程非常顺利，三个堵塞器均一次就捞住。试注油套环空不返液，封隔器坐封效果良好。

6 结语

通过对整个管柱工具的受力分析发现，下面两个封隔器间距过大，可以在第三个封隔器上方加一个水力锚，防止注水时管柱的蠕动。工具入井之前，一定要刮削通井，并大排量反洗井，以保证封隔器的完全顺利坐封。在后期的现场注水应用中，封隔器封隔效果良好，注水压力稳定，油套环空不返液，可以在陆地油田大规模推广。

［1］康兴妹，等.油田分层注水工艺技术的应用及发展［J］.内蒙古石油化工，2008，（10）：187-188.

刘言理（1988-），男，汉族，山东栖霞人，研究生学历，硕士学位，大港油田石油工程研究院助理工程师。