免释放测调联动高压分注技术及在欢北油藏中的应用

2016-04-06刘显治

石油地质与工程 2016年4期

关键词：管柱井口水井

刘显治

(中国石油辽河油田公司，辽宁盘锦 124114)

免释放测调联动高压分注技术及在欢北油藏中的应用

刘显治

(中国石油辽河油田公司，辽宁盘锦 124114)

欢北低渗透油藏是一个注水开发油藏，储层渗透率低、非均质强，注水井纵向上存在吸水严重不均的问题，严重限制了区块水驱开发效果的进一步提高。常规高压分层注水技术受井口压力高、层间级差大及单泵增注管柱蠕动加剧的影响，一直存在坐封压力高、分注有效期短及验封测试困难等问题。为改善注水井吸水剖面，提高储层动用程度，2012年以来开展了免释放测调联动高压分层注水技术的研究与应用，实现了高压注水井长期有效注水，油藏注水开发效果得到明显提高。

欢北油藏；免释放封隔器；高压分注管柱；井口测调联动设备

欢北低渗透油藏是一个受古潜山地形控制发育起来的充填式沉积的岩性构造油藏，1978年投产，经历了上产阶段、稳产阶段和递减阶段3个阶段。至2011年底，油藏地质储量采出程度19.28%，共有油井295口，开井168口，日产液746.0 t，日产油217.7 t；注水井84口，开井70口，日注水1 460 m3，累注水786.95×104m3，其中分注井13口，开井8口，分注率只有11.4%。储层纵向上平均动用程度只有48.2%，严重影响了区块的开发效果进一步提高。

1　油藏注水井特点

1.1储层埋藏深、层数多、渗透率低

平均储层埋深2 500 m，最深2 900 m。纵向上主要分为3个油层组、27个小层，单层厚度小，最厚12.8 m，最薄0.6 m，一般层厚约2 m，有效孔隙度平均为14.3%，空气渗透率平均为62.1×10-3μm2。

1.2储层岩性变化大，非均性强，纵向上吸水不均

储层是由一套褐灰-深灰色泥岩与浅灰色砂岩、含砾砂岩、砂砾岩及砾岩组成的正韵律储层，岩性以灰色中～细砂岩为主，其次为粉砂岩和不等粒砂岩。纵向上层间物性差异大，据吸水剖面资料，储层纵向上平均吸水厚度比例只有48.2%。

1.3注水压力高、管柱蠕动强，封隔器座封困难，分注管柱有效期短

由于储层渗透率低，平面非均质强，水井一般采取单井单泵增压注水，井口平均注水压力约为20 MPa，最高30 MPa。受井口压力高及注水管柱蠕动加剧的影响，Y型高压注水封隔器井口座封压力一般要达到16 MPa以上才能座封，管柱平均分注有效期只有3个月左右。

1.4测试井口防喷装置密封能力弱，水量测调及验封测试成功率低、误差大

由于油藏储层渗透率低，注入水扩散速度慢，大部分注水井即使停注时井口压力也在20 MPa以上；而常规的井口防喷装置及测试电缆的井口最高密封压力也只能达到20 MPa左右，无法满足油藏高压分注井的测试要求。另外常规的井下存储式验封仪受分层注水压差大和储层吸水能力弱的影响，无法准确、直观地判断封隔器是否密封。

2　免释放测调联动高压分注技术[1-3]

为实现油藏高压分注井有效分注，从2012年开始，在测调联动分注技术的基础上，重点从以下三个方面对高压分注技术进行了研究与改进。

2.1Y341免释放型高压注水封隔器的研究与改进

常规的Y341型高压注水封隔器在分注作业时需要下入带死嘴的偏心配水器与之配合，下至设计位置后,井口打压至16 MPa以上才能保证封隔器座封，作业后还不能马上注水，需要测试打开水嘴后才能正常注水，现场分注过程存在着封隔器座封困难、过程繁琐、成功率低等问题。而Y341免释放型高压注水封隔器采用负压式座封腔，能够在较低的压差下实现封隔器座封。室内实验表明：在三层配水器水嘴半开的情况下，封隔器的最高座封压力低于10 MPa，最高耐压差能力可达35 MPa以上，能够满足油藏高压注水井的分注要求。

针对现场应用过程中封隔器中途座封、有效寿命短的问题，应用了防中途座封机构及耐高温氟胶胶筒。防中途座封机构采用了在内外2～3 MPa节流压差下才能剪断的固定销钉，可确保封隔器在井筒内压力变化大的情况下不提前座封。耐高温氟胶胶筒耐高温能力可达150 ℃，能够保证封隔器在高温、高压的注水条件下长期有效密封。

2.2受力平衡型高压分注管柱的研究与改进

针对油藏高压注水井管柱蠕动强及常规分注管柱稳定性差的问题，结合管柱高压注水时的受力情况，设计应用了水力锚+分层注水封隔器+配水器+平衡封隔器型的高压分注管柱，该型管柱可有效平衡注水时受到的上顶力及收缩应力，延长分注有效期，提高分层注水效果。

水力锚因无法平衡管柱停注时瞬间的应力变化，造成部分分注井有效期短。针对这一问题，后期改进应用了Y441型油管锚定器，该锚定器采用双向固定式锚瓦，即注水后锚爪张开，锚定在套管内壁上，停止注水后锚爪并不收回，能长期锚定管柱，防止封隔器上下蠕动，延长管柱的分注有效期。

2.3测调联动高压测试技术的研究

为解决常规测调联动测试设备无法满足20 MPa以上高压分注井测调的问题，2012年以来，通过研究改进测调联动设备及配套应用桥式偏心电动验封技术，逐步实现了油藏20 MPa以上压力条件下的高压分注井的正常测试。

(1)耐高压井口测调联动设备。该设备主要由耐高压井口防喷装置和光管测试电缆组成，其中耐高压井口防喷装置由合金钢防喷管、液压抱死式密封头及液压控制系统组成，最高密封耐压可达30MP以上，在地面上即可通过液压举升投放测试仪器，大大提高了测试时的安全性；光管测试电缆外部采用了不锈钢护套设计，表面光滑，能与防喷管液压抱死式密封头的接触更加紧密，测试时井口基本无漏失，进一步提高了测试的准确率。

(2)桥式偏心电动验封技术。常规封隔器验封技术采取的是井下存储式验封仪，需要分层座封测试，验封仪提出地面后才能读取封隔器的密封状态，存在着仪器皮碗解封力大、测试结果误差大的缺点。而桥式偏心电动验封仪采用的是电动密封及电动解封的密封胶碗，密封效果好，解封更可靠，并且井下封隔器密封状态地面直接可读，压力精度可达0.01 MPa,测试误差小，结果准确，更加适合低渗透高压分注井的验封测试。