连续可调桥式偏心分层注水技术研究与应用

宋祖厂，刘　扬，盖旭波，赖学明

(大港油田公司 采油工艺研究院，天津 300280)①



连续可调桥式偏心分层注水技术研究与应用

宋祖厂，刘扬，盖旭波，赖学明

(大港油田公司 采油工艺研究院，天津 300280)①

摘要：桥式偏心分注技术是大港油田中浅井分注工艺主导技术，但配套的堵塞器不可调，存在漏失，完井管柱坐封时仍需采用常规堵塞器内装死堵，钢丝投捞工作量大，遇阻遇卡风险高，工作效率低。研究了一种连续可调桥式偏心分层注水工具，耐压达到40 MPa，实现了注水量井下无级调节。现场成功应用62口井，显著降低了桥式偏心分注技术的投捞工作量，大幅提高了测调工作效率和配水精度。

关键词：分层注水；桥式偏心；堵塞器；连续可调

大港油田经过约50 a开发，主力区块已全面进入注水开发中后期，由于其属于多层系、复杂断块油藏，层间吸水差异大，实施分层注水已成为油田开发中解决层间矛盾、提高油层动用程度的主要手段之一[1-3]。

桥式偏心分注技术是解决浅井分注技术难题的升级技术，它是在常规偏心配水器主通道周围开设桥式通道而逐渐形成的一种先进分注工艺，能够实现分层配水、测压、验封[4-5]。但桥式偏心配水器中配套的堵塞器由于结构不完善，完全关闭后仍然存在一定漏失量，不能随配水器直接用于分注完井管柱，分注完井管柱必须采用常规堵塞器内装死堵进行打压坐封及验证管柱漏失量，坐封和漏失量验证合格后，需用钢丝带投捞器将其捞出后，再用钢丝带投捞器投入可调堵塞器。钢丝投捞工作量大，遇阻遇卡风险高，工作效率低，制约了桥式偏心分注技术水平的进一步提升。

为解决上述技术难题，满足现场实际生产需求，研究了一种连续可调桥式偏心分层注水技术，并进行了现场试验，取得了较好的应用效果。

1技术分析

1.1结构

连续可调桥式偏心分层注水技术主要包括无级差调节零漏失可调堵塞器、桥式偏心配水器和测调联动技术。

1.1.1无级差调节零漏失可调堵塞器

无级差调节零漏失可调堵塞器主要由打捞调节杆、凸轮、阀杆、陶瓷调节头、传动块及密封系统等组成，如图1所示。通过打捞调节杆驱动阀杆做轴向运动，阀杆的轴向运动可改变水嘴开启量的大小，实现水量的无级调节；水嘴下部装有密封系统，在水量调整到最小值后，密封系统自动关闭，实现完全关闭后零漏失。

1—打捞调节杆；2—上压帽；3—解锁弹簧；4—上连接套；5—凸轮；6—○型密封圈；7—限位弹簧；8—○型密封圈；

1.1.2桥式偏心配水器

桥式偏心配水器主要包括主体、扶正体、连接套、导向笔尖、支架、桥式通道、出水口、上接头、下接头等，如图2所示。无级差调节零漏失可调堵塞器安装在桥式偏心配水器偏孔中，用于调节控制各层段注水量。

图2　桥式偏心配水器

1.1.3测调联动技术

主要由测试车、绞车系统、控制系统、供电系统、电缆、地面控制仪器、井口防喷管系统等组成，如图3所示。测试调配时，通过电缆、地面控制器和测调仪等调节控制桥式偏心配水器偏孔内的无级差调节零漏失可调堵塞器水嘴大小，完成流量、温度、压力等数据测试。

图3　测调联动技术

1.2技术原理

连续可调桥式偏心分层注水技术原理如图4所示。在地面将无级差调节零漏失可调堵塞器的陶瓷调节头调到下限位置，陶瓷阀套组件与密封环密封，保证出水口下端零漏失，出水口实现完全关闭，然后通过投头把堵塞器送入桥式偏心配水器偏孔中，凸轮卡在桥式偏心配水器偏空内台阶处实现堵塞器固定。完井后，通过测调车、电缆将测调仪器下入分注管柱内，在导向笔尖的导向作用下，测调仪器与桥式偏心配水器偏孔内的无级差调节零漏失可调堵塞器上部的传动块准确对接，通过地面信号旋转电机，带动传动块及打捞调节杆转动，驱使阀杆组件在下连接套内梯形螺纹下做旋转和上下移动，从而实现堵塞器无级差调节水量，完成流量、温度、压力等测试数据直读、监测和实时显示，实现测调仪器一次下井完成全井各层段流量测试和调配。

图4　连续可调桥式偏心分层注水技术原理

1.3技术参数

连续可调桥式偏心分层注水技术主要技术参数如表1。

表1　主要技术参数

1.4施工工艺

1)堵塞器陶瓷调节头调到下限位置，保证出水口下端完全关闭。

2)在地面通过投头把堵塞器送入桥式偏心配水器偏孔内，并通过凸轮固定。

3)将配套有封隔器、桥式偏心配水器的分注管柱下入井筒中，从油管内注水加压，完成封隔器坐封。

4)完井后，用电缆下入测调仪器，测调臂张开与堵塞器上部传动块对接，地面指令通过电缆传输使电机旋转，带动传动块及打捞调节杆转动，驱使阀杆组件旋转和轴向移动，从而实现无级差调节各层段的注水量。

1.5技术特点

1)连续可调桥式偏心分层注水技术配套的堵塞器无级可调，水量调节范围大，精度高，能满足地质精细注水需要。

2)堵塞器内设计有密封系统，在一定压力下实现水量零漏失，避免了完井管柱座封时仍需采用常规堵塞器内装死堵，造成钢丝投捞工作量大，遇阻遇卡风险高，工作效率低，初步实现完全免投捞。

3)对于注水压力高的桥式偏心分注井，还可以实现带压作业，避免了放溢流周期长，环境污染减少，地层能量损失大幅降低。

2现场应用

连续可调桥式偏心分注技术累计在大港油田应用62口井，最大井深1 928 m，最大井斜43.4°，分注层段数达到5段，水嘴打开和调节成功率均达到100%，按钢丝起下均成功计算，共减少钢丝起下投捞526趟，显著降低了桥式偏心分注技术的投捞工作量，大幅提高了工作效率和测配精度。部分桥式偏心分注井应用情况统计如表2。

表2　部分井桥式偏心分注井应用情况

3结论

1)连续可调桥式偏心分注技术已在大港油田桥式偏心分注井中规模应用62口井，一次测调成功率均达到100%，共减少钢丝起下投捞526趟，显著降低了桥式偏心分注技术的测配工作量。

2)堵塞器水嘴完全关闭后，在40 MPa压力下实现水量零漏失，避免了完井管柱坐封时仍需采用常规堵塞器内装死堵的方法，初步实现了完全免投捞。

3)水嘴井下连续可调，无固定级差，精度高，能满足地质精细注水需要。

4)大幅提高了测试调配工作效率和测配精度，为后期桥式偏心分注井带压作业提供一种新的技术手段。

参考文献：

[1]刘扬，晏明晴，杜树勋，等.井下压控开关配水技术在大港南部油田的试验[J].石油地质与工程，2009，23(4)：97-98.

[2]盖旭波，王兴伟，李占军，等.G6封隔器工作原理及应用[J].钻采工艺，2002，23(4)：91-92.

[3]宋祖厂，盖旭波，刘扬，等.HRP液压封隔器性能参数数值模拟研究[J].石油机械，2011，39(5)：41-44.

[4]杨昌鑫，刘尊程，杨宝华，等.大港油田分层注水工艺技术[J].油气井测试，2011，20(1)：65-69.

[5]盖旭波，刘扬，窦守进，等.大港油田分注难点技术研究与试验应用[J].价值工程，2012(31)：40-41.

Research and Application of Continuously Adjustable Bridge Eccentric Injection Technology

SONG Zuchang，LIU Yang，GAI Xubo，LAI Xueming

(OilProductionTechnologyResearchInstitute，DagangOilfield，Tianjin300280，China)

Abstract：Continuously adjustable bridge-eccentric separate injection technology is the major technology employed to solve the problem of shallow well injection technology in Dagang Oil Field.But there is also leakage and loss.While setting completion pipe string，no-go plugging should be installed within conventional blanking plug，which leads to heavy workload of wire tripping，high risk of blocking and sticking，and low efficiency.This constrains the further development of bridge-eccentric separate injection technology.In order to solve the above mentioned technology problems，the technology of continuously adjustable bridge eccentric injection is developed.It can withstand 40 MPa pressure with no differential adjustment of water injection flow appeared.It has successfully been applied in more than 62wells，significantly reduced the workload of wire tripping and onsite work intensity，and greatly improved work efficiency and measuring accuracy.

Keywords：separate layer water injection；bridge eccentric；plug device；continuously adjustable

中图分类号：TE934.2

文献标识码：A

doi：10.3969/j.issn.1001-3482.2016.03.017

作者简介：宋祖厂(1982-)，男，河南鹿邑人，工程师，硕士，主要从事分注工艺设计、井下工具研发及数值模拟工作，E-mail：songzuchang@163.com 。

收稿日期：①2015-09-19 中国石油大港油田公司关键技术攻关项目(20140204)

文章编号：1001-3482(2016)03-0074-04