直井投球分层注汽工艺研究与应用

刘廷峰 王超 咸国旗

摘 要 针对目前多层稠油油藏非均质性强，各层吸汽不均的现象，研发了不同的分层注汽工艺技术。本文主要介绍直井投球分层注汽工艺技术，通过悬挂封隔器和分层注汽封隔器对两注汽油层进行有效封隔，由投球分注阀实现对注汽油层的强制注汽，注汽过程中通过投球分注阀先注下部油层，达到注汽量后再投球封闭该注汽通道，同时打开上部油层注汽通道，改注上部油层。上部注汽管柱采用热采井密閉注汽管柱结构实现油层以上套管的高效隔热，降低注汽热损失的同时，有效地保护了油层以上套管，由于该工艺方式各注汽单元的注汽量是固定的，不需要通过机械或孔道的大小实现控制或调整，理论上注汽量不存在误差。管柱配套成本比直井单管定比例分层注汽管柱节约25%以上。

关键词 直井;投球;分层注汽

1 工艺设计及原理

1.1 工艺管柱结构

生产套管采用7in套管完井，蒸汽驱封隔器悬挂投球分注工艺管柱，蒸汽驱封隔器以上采用密闭注汽管柱。

管柱主要由悬挂注汽管柱和上部注汽管柱两部分组成：悬挂注汽管柱主要由蒸汽驱封隔器、投球分注阀、长效汽驱密封器、安全接头、喇叭口、2 7/8in油管组成;上部密闭注汽管柱主要由插管密封装置、长效汽驱密封器、隔热井下补偿器、4 1/2×2 7/8隔热油管组成。

1.2 工艺原理

投球分注工艺采用蒸汽驱封隔器和长效汽驱密封器对两注汽油层进行有效封隔，由投球分注阀实现对注汽油层的强制注汽，注汽过程中通过投球分注阀先注下部油层，达到注汽量后再投球封闭该注汽通道，同时打开上部油层注汽通道，改注上部油层。上部注汽管柱采用热采井密闭注汽管柱结构实现油层以上套管的高效隔热，降低注汽热损失的同时，有效地保护了油层以上套管。由于该工艺方式各注汽单元的注汽量是固定的，不需要通过机械的或孔道的大小去控制或调整，理论上注汽量不存在误差[1]。

1.3 技术特点

直井单管分层防砂、分层注汽一体化工艺管柱整体耐温350℃，耐压21MPa，可以实现2层的分层注汽，其配套成本与同心管分层注汽工艺相比得到大幅降低，非常适合于低油价形势下的蒸汽吞吐井的措施改进。

2 配套工具

2.1 蒸汽驱封隔器Y445DS/152×95-350/21

主要用在蒸汽驱注汽井中，用于封隔油套环形空间，采用液压座封、液压丢手、上提解封，可以悬挂防砂管柱，也可悬挂分层注汽管柱。该工具采用耐高温的特殊封隔件，具有高温密封可靠，能解决此类井密封不严、套压过高、分层配汽不准的问题，能够实现在高温350℃条件下的分层注汽工艺，减少蒸汽沿井筒的热损失，提高分层注汽的开采效果。其技术指标如下表1所示：

2.2 长效汽驱密封器 K331-152Q

主要用在蒸汽驱注汽井中，用于封隔油套环形空间，随注汽温度升高，热敏金属片向外膨胀，推动密封胶筒向外扩张实现座封。停止注汽，随着井筒温度的逐渐降低，封隔器自动解封[2]。技术指标如下：

2.3 投球分注阀

投球分注阀实现对注汽油层的强制注汽，注汽过程中通过投球分注阀先注下部油层，达到注汽量后再投球封闭该注汽通道，同时打开上部油层注汽通道，改注上部油层。技术指标如下表：

2.4 投球防喷管

投球防喷管装井口时与测试闸门连接，储存钢球，换层时打开测试阀门，钢球落入井筒后关闭测试阀门，自带放压闸门。

3 现场实施

在孤东油田现场实施蒸汽吞吐投球分注工艺。下层达到注气量，投球封闭该注汽通道后，同时打开上层注汽通道进行注汽，注汽压力由10.4MPa下降到8.6MPa，套压由7MPa下降到4MPa，分层注汽施工效果显著，该周期日峰油4.9t/d，日油2.5t/d，目前仍持续有效[3]。

4 结束语

投球分注工艺采用蒸汽驱封隔器和长效汽驱密封器实现了对注汽油层的有效封隔，确保了各注汽单元的注汽量固定，不需要通过机械的或孔道的大小去控制或调整，理论上注汽量不存在误差，管柱配套成本比直井单管定比例分层注汽管柱节约25%以上。通过孤东油田现场实施，其分层注汽施工效果显著，该项工艺作为低成本高效技术适用于目前的低油价形势。

参考文献

[1] 刘花军，王志清，马旭，等.浅井薄夹层稠油井热采分层注汽工艺技术[J].钻采工艺，2004，（3）：56-58.

[2] 王志刚，张毅，王照亮，等.单井分层配汽工程设计[J].石油大学学报（自然科学版），2000，（5）：65-67.

[3] 王可君，王宇飞，杨艳霞，等.普通稠油油藏分层注汽配注量计算新方法[J].石油地质与工程，2018，（05）：95-98.