工藝技術(shù)_某油田公司分層注水工藝及測(cè)試技術(shù)

1、,,分層注水工藝及測(cè)試技術(shù),,延長(zhǎng)油田股份有限公司勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)研究中心,2012年9月,前 言,一、分層注水概述二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具三、測(cè)試技術(shù)及儀器四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),目,錄,缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn),首選注水的原因,一、分層注水概述,,,,,,,一、分層注水概述,中高滲透油藏,低滲透油藏,2.中期注水,3.晚期注水,1.早期注水1,分為超前早期注水和同步注水，使油層壓力始終保持在

2、飽和壓力以上，或保持在原始地層壓力附近。,2,當(dāng)?shù)貙訅毫ο陆档斤柡蛪毫σ院?，在生產(chǎn)油氣比上升到最大值之前進(jìn)行注水。,3,當(dāng)天然能量枯竭以后進(jìn)行的注水。這時(shí)的天然能量將由彈性驅(qū)轉(zhuǎn)化為溶解氣驅(qū)。,注水時(shí)機(jī)的選擇,一、分層注水概述,均衡地層壓力作用使注入水在地層中均勻推進(jìn),低滲透油田超前注水意義油井投產(chǎn)前投注注水井作用,有效地提高注入水波及體積,油井投產(chǎn),注

3、水使地層能量得到及時(shí)、持續(xù)補(bǔ)充,減小了因地層壓力下降引起的儲(chǔ)層性質(zhì)變化,較高的地層壓力避免了地層原油溶解氣的脫出最終油井保持旺盛的生產(chǎn)能力,一、分層注水概述,層與層之間由于滲透率差異達(dá)幾百上千倍，由于多油層間滲透率差異很大，吸水差異也很大。高滲層吸水多，油水前緣推進(jìn)速度快，水淹快；中低滲層則相反。油井見(jiàn)水后，見(jiàn)水儲(chǔ)層壓力不斷升高，影響其它層出油。這種矛盾越突出，油井產(chǎn)量下降越快，開(kāi)發(fā)效果越差。,三大矛盾

4、— 層間矛盾,一、分層注水概述,隨著油田注水開(kāi)發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，儲(chǔ)層內(nèi)油水運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)錯(cuò)綜復(fù)雜的情況，主要表現(xiàn)在儲(chǔ)層的3大矛盾： ▲ 層間非均質(zhì)性的影響 ▲ 平面非均質(zhì)性的影響 ▲ 層內(nèi)非均質(zhì)性的影響,三大矛盾— 平面矛盾,一口注水井要對(duì)應(yīng)兩口以上的油井注水，由于沉積相,的影響，各油井受效情況差異很大。,一、分層注水概述,三大矛盾— 層內(nèi)矛盾,一、分層注水概述,由于層內(nèi)滲透率的不均勻，使得注入水不能沿著整個(gè)油層剖面均勻推

5、進(jìn)。這樣，在油層內(nèi)部就可能形成某些未被水洗的低滲透含油帶。在水淹區(qū)，也不能將原油驅(qū)替干凈。這種矛盾愈突出，開(kāi)發(fā)效果愈差。,層間、平面、層內(nèi)三大矛盾對(duì)注水走向的影響,（1） 注入水受沉積微相控制總是力圖就近進(jìn)入河道；,（2） 油層沉積韻律不同，同層的縱向滲透率級(jí)差大， 注入水沿滲透率較大的部位快速突進(jìn)；,（3） 各油層注水時(shí)啟動(dòng)壓力不同，注入水容易沿啟動(dòng)壓力低的油層突進(jìn)，啟動(dòng)壓力高的油層注水波及面積很??；,（4） 油水井裂縫溝通，

6、注入水易沿裂縫部位快速突進(jìn)；,（5） 油層物理性質(zhì)、原油性質(zhì)等差異，影響著注入水的流向。,一、分層注水概述,解決三大矛盾,分層注水是解決層間、層內(nèi)、平面矛盾的有效方法,（1） 根據(jù)地質(zhì)條件將注水井分成若干注水層段（2） 封隔器卡開(kāi)分隔油層、配水器對(duì)準(zhǔn)該油層（3） 配水器調(diào)節(jié)層段的注水量來(lái)調(diào)整吸水剖面（4） 控制超注層的水量、增加欠注層的注水量（5） 按配注方案使各層中的水線推進(jìn)比較適宜（6） 通常分層注水為 2～4個(gè)

7、層，個(gè)別井10多層,一、分層注水概述,注水井實(shí)施分層分注為了改善注水井的吸水剖面，解決注水后，油田出現(xiàn)的三大矛盾，即：層間、層內(nèi)及平面，達(dá)到以下幾個(gè)目的：,Ø控制各層水線的推進(jìn)速度,Ø控制受效油井的含水上升速度,Ø提高油層的存水率,Ø改善水井的吸水剖面和采油井出液剖面,一、分層注水概述,解決三大矛盾- “注夠水”、“注好水”,在非均質(zhì)多油層油田的注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中，提高分層注水質(zhì)量是增加,水驅(qū)

8、可采儲(chǔ)量、控制含水上升速度的一項(xiàng)重要措施。“注夠水”、“注好水”是油田“穩(wěn)油控水”的基礎(chǔ)。,“注夠水”就是要保證油層有足夠驅(qū)替能量，使油田能處在注采平衡,狀態(tài)下開(kāi)發(fā)；,“ 注好水” 則是在“ 注夠水”的基礎(chǔ)上，通過(guò)精雕細(xì)刻，提高水驅(qū)效,率，以達(dá)到最終提高采收率的目的。,一、分層注水概述,面。,注水井吸水剖面圖,注水井的吸水剖面在一口注水井中，同時(shí)在井口注水壓力下，對(duì)多個(gè)油層注水，由于各油層的物性不同，因

9、此各油層的吸水量也不同。這就構(gòu)成了注水井的吸水剖,一、分層注水概述,采油井的產(chǎn)液剖面,采油井產(chǎn)液剖面圖,一、分層注水概述,在一口油井中，同時(shí)合采多個(gè)油層，由于各層的油層物性不同（即滲透率不同，油層壓力不同，含油飽和度不同，水推進(jìn)的速度不同等）因此儲(chǔ)油層的采油采液強(qiáng)度不同，含水高低也不同。這就構(gòu)成了油井的出油或產(chǎn)液剖面。,一、分層注水工藝概述二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具三、測(cè)試技術(shù)及儀器四、分層注水發(fā)展

10、趨勢(shì),目,錄,,,注水井常用井下工具,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,注水井常用井下工具,,封隔器分類、型號(hào)編制方法及技術(shù)條件,1、封隔器分類 （1）分類方法 按封隔器封隔件實(shí)現(xiàn)密封的方式進(jìn)行分類。 （2）分類 自封式：靠封隔件外徑與套管內(nèi)徑的過(guò)盈和工作壓差實(shí)現(xiàn)密封的封隔器。 壓縮式：靠軸向力壓縮封隔件，使封隔件外徑變大實(shí)現(xiàn)密封的封隔器。 擴(kuò)張式：靠徑向力作用與封隔件內(nèi)腔液壓，使封隔件外徑擴(kuò)大實(shí)現(xiàn)

11、密封 的封隔器。 組合式：由自封式、壓縮式、擴(kuò)張式任意組合實(shí)現(xiàn)密封的封隔器。,封隔器,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,2.2 代號(hào)說(shuō)明分類代號(hào)：,支撐方式代號(hào)：,座封方式代號(hào)：,解封方式代號(hào)：,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,,3、使用要求,1）使用封隔器時(shí)，必須檢查合格證，并存檔。 2）封隔件、密封件不得超過(guò)有效期使用。 3）封隔器下井時(shí)，若井況不明，必

12、須通井。 4）起下封隔器，必須裝指重表或拉力計(jì)。 5）封隔器下入井內(nèi)位置必須符合井下管柱結(jié)構(gòu)圖的要求。 6）封隔器管柱的連接螺紋必須涂螺紋密封脂。 7）封隔器的下井速度不得超過(guò)1.0－1.2m/s，且操作平穩(wěn)。 8）必須按使用說(shuō)明書要求使用封隔器。 9）封隔器下井深度，一律以封隔件上端面為基準(zhǔn)。,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,封隔器是油氣井實(shí)現(xiàn)控制性開(kāi)采及增產(chǎn)措施實(shí)施的主要井下

13、工具，對(duì)油氣田高效開(kāi)發(fā)及經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)發(fā)起著關(guān)鍵性作用。分層注水主要應(yīng)用了K344、Y341、Y342、 Y241封隔器等類型。最常用的為K344、Y341封隔器。,封隔器,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,1、Y341-114注水封隔器,工作原理:油管內(nèi)蹩壓經(jīng)內(nèi)中心管孔眼分別作用在上、下兩級(jí)座封活塞上，兩級(jí)活塞上行壓縮膠筒，同時(shí)鎖套與鎖環(huán)相互鎖緊，使膠筒壓縮密封油套環(huán)空完成座封；反洗井時(shí)，套管內(nèi)來(lái)液經(jīng)上外套柵狀流道進(jìn)入內(nèi)外中心管的環(huán)空，推動(dòng)反

14、洗凡爾下行，打開(kāi)洗井通道，到達(dá)封隔器的下部完成反洗井；解封時(shí)，上提管柱，由于膠筒與套管之間的摩擦力作用使鎖扣指與中心管發(fā)生相對(duì)位移，鎖扣指失去支撐回收，卡爪套與鎖環(huán)在膠筒反彈力的作用下脫開(kāi)解卡，完成解封。,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,1、Y341-114注水封隔器,主要技術(shù)指標(biāo)鋼體最大外徑(mm) 114反洗排量m3/h 30內(nèi) 徑(mm)

15、 48 總 長(zhǎng)(mm) 1350 兩端連接螺紋 27/8TBG工作壓力(MPa) 50 工作溫度℃ 135坐封壓力(MPa) 15 解封力（

16、kN） 20,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,2、K344-114封隔器,工作原理 坐封：從中心管加液壓，液力經(jīng)中心管出液孔傳入膠筒內(nèi)腔，迫使膠筒向外擴(kuò)張緊貼在套管內(nèi)壁，密封油套環(huán)空。 解封：放掉油管內(nèi)的壓力，膠筒即回收解封。,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,2、K344-114封隔器,主要技術(shù)指標(biāo)鋼體最大外徑(mm) 114內(nèi) 徑(mm)

17、 55 總 長(zhǎng)(mm) 960 兩端連接螺紋 27/8TBG坐卡壓力 (MPa) 0.6-1.2 工作壓力 (MPa) 50,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,配水器,配水器根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征，一般

18、可分為同心配水器、偏心配水器兩種規(guī)格。,工作原理油管加壓經(jīng)水嘴作用在啟開(kāi)閥上，當(dāng)液壓力大于壓簧的彈力時(shí)，啟開(kāi)閥壓縮彈簧，閥打開(kāi)，水流經(jīng)過(guò)油套環(huán)形空間注入地層。調(diào)節(jié)環(huán)用來(lái)調(diào)節(jié)壓簧的松緊，以控制啟開(kāi)閥的啟開(kāi)壓力。撈出芯子，就可更換水嘴以調(diào)節(jié)水量。,1、同心配水器,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,配水器,工作原理 正常注水時(shí)，堵塞器坐于配水器主體的偏孔上。堵塞器主體上下兩組四道“O”形膠圈封住偏孔的出液槽。注入水經(jīng)工作筒主通道，再經(jīng)堵

19、塞器濾罩、水嘴、堵塞器主體的出液槽和工作筒主體的偏孔進(jìn)入油套環(huán)形空后注入地層。,2、偏心配水器,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,液 力 投 撈 斜 井 分 注 管 柱 工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,主要由擴(kuò)張型封隔器和固定式配水器、底座、油管等組成。 該管柱是最早的分層注水管柱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、作業(yè)施工簡(jiǎn)便。但由于水嘴是固定在配水器上，在下分注管前，必須單獨(dú)下一趟分層測(cè)試管柱確定分層吸水量以選擇相應(yīng)的水嘴，調(diào)整水嘴時(shí)也必須

20、起下管柱，井下作業(yè)工作量大。,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,活動(dòng)式同心分層注水,,結(jié)構(gòu)： 由擴(kuò)張式封隔器及同心配水器、油管、底座、篩管等構(gòu) 成，如圖5-5-7所示。技術(shù)要求： 各級(jí)空心配水器的芯子直徑是由上而下從大到小，故應(yīng)從下 向上逐級(jí)投送，由上而下逐級(jí)打撈。管柱特點(diǎn)： ①該管柱特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，作業(yè)施工簡(jiǎn)單，洗井 較方便，出砂對(duì)管柱影響不大。 ②水嘴裝

21、配在空心配水器芯子上，更換、調(diào)整水嘴時(shí)，用 鋼絲投撈配水器芯子即可； ③由于配水器芯子占據(jù)中心通道，無(wú)法進(jìn)行分層測(cè)試； ④受內(nèi)通徑的限制，一般做到三級(jí)分注，最多五級(jí)。,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,常規(guī)偏心分層注水,1.管柱組成 管柱主要由Y341-114、偏心配水器、底篩堵組成。 2.工藝技術(shù)原理 將管柱下到井內(nèi)設(shè)計(jì)位置，油管加壓封隔器坐封，隨后撈出死嘴，待注水正常后進(jìn)行測(cè)試調(diào)配。,二、

22、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,主要技術(shù)參數(shù),常規(guī)偏心分層注水工藝,常規(guī)偏心分層注水工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,優(yōu)點(diǎn)：,1、管柱承壓能力高，適應(yīng)性強(qiáng) ，可根據(jù)注水壓力及井深附加錨定工,具，提高管柱的穩(wěn)定性；,2、Y341封隔器采用水力坐封，鎖緊后封隔器處于永久密封狀態(tài)。封隔,器設(shè)有洗井通道，可進(jìn)行反循環(huán)洗井；3、工藝技術(shù)經(jīng)多年的研究應(yīng)用配套成熟；4、可實(shí)現(xiàn)多級(jí)分注；,5、可進(jìn)行任意一層的投撈測(cè)配作業(yè)。,缺點(diǎn)：,1、頻繁調(diào)整配水量時(shí)，對(duì)

23、后期投撈測(cè)配水平要求較高；2、對(duì)水質(zhì)要求較高；,3、卡距要求8米以上，對(duì)細(xì)分注有一定的局限性。,常規(guī)偏心分層注水工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,橋式偏心分層注水管柱工藝,1.管柱組成 管柱由Y341-114封隔器、橋式偏心配注器以及絲堵等構(gòu)成。2.工藝原理 該工藝原理和常規(guī)偏心基本一樣，唯一不同的是φ46mm主通道周圍布有橋式通道，本層段在進(jìn)行流量或壓力測(cè)試時(shí)，其它層段通過(guò)橋式通道正常注入，不改變其的狀態(tài)，最大限

24、度的減小了各層之間的層間干擾，有效提高分層流量調(diào)配效率及分層測(cè)壓效率。,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,橋式偏心分層注水管柱工藝,3.工藝特點(diǎn) （1）該工藝可直接進(jìn)行單層流量測(cè)試，避免壓力波動(dòng)引起的分層流量解釋誤差，提高了資料準(zhǔn)確性。 （2）該技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確測(cè)壓，在測(cè)試、試井解釋上理論基礎(chǔ)較為完善，測(cè)得的資料質(zhì)量高。 （3）該技術(shù)工藝配套，使用時(shí)不受級(jí)數(shù)限制，可實(shí)現(xiàn)任意級(jí)投撈測(cè)調(diào)。 4.工藝缺點(diǎn) 該工藝配水器

25、橋式通道較多，結(jié)垢嚴(yán)重的易引起測(cè)試儀器遇卡遇阻，建議加強(qiáng)反洗井，同時(shí)對(duì)注入水質(zhì)要求高。,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,普通偏心注水技術(shù)測(cè)試時(shí)，由于測(cè),試密封段堵塞了唯一的主通道，使全井工作狀態(tài)改變，精度低、效率低。,橋式偏心注水技術(shù)增加了流體的主,通道，操作任意層段時(shí)不影響全井其它層的正常工作，精度高,測(cè)壓效率提高2-4倍。,分層測(cè)試：各層流量均可直接獲,得 ，絕對(duì)誤差不迭加,原工藝系統(tǒng)干涉大 橋式工藝系統(tǒng)干涉小,二、注水管柱

26、結(jié)構(gòu)及配套工具,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,同心集成分注工藝管柱,1.管柱組成 由Y341封隔器、射流洗井器、內(nèi)撈式帶鎖緊機(jī)構(gòu)的Φ55、Φ52配水封隔器等組成。 2.工藝技術(shù)原理 管柱下井時(shí)，將Φ52、Φ55兩個(gè)配水器的配水體內(nèi)分別裝入死嘴，油管憋壓封隔器坐封后，用試井車將Φ55、Φ52配水器撈出。然后用壓力計(jì)驗(yàn)封，用電子存儲(chǔ)式流量計(jì)帶相應(yīng)注水水嘴下井測(cè)分層水量。調(diào)配準(zhǔn)確后，將配水器內(nèi)裝入相應(yīng)水嘴，連上定位裝置，從井口內(nèi)

27、投入即可。需要洗井時(shí)，從井口投入洗井芯子，油套環(huán)空加壓，經(jīng)射流洗井器返回地面，井下形成負(fù)壓反洗井。,同心集成注水三級(jí)四層管柱圖,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,塞器投入到對(duì)應(yīng)封隔器的中心管內(nèi)可達(dá)到一級(jí)注水封隔器配注二層,（2）堵塞器中間開(kāi)有Φ26mm的通孔，作為下層段的注水通道及吸水剖面測(cè)試通道。,注水通道,配水堵塞器,配水封隔器,注水層注水層,注水層注水層注水層,同心集成分注工藝管柱

28、（1）注水時(shí)將配水堵緩沖器,封隔配水器封隔器,配水器芯子連通器定位器同心集成注水管柱,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,技術(shù)參數(shù)適應(yīng)井深：≤2500m；工作壓力：≤25MPa；工作溫度：≤120ºC適應(yīng)套管內(nèi)徑：51/2 ″最小卡距：2m；分層級(jí)數(shù)：三級(jí)四段,同心集成分注工藝管柱,工藝特點(diǎn),卡距小：最小2m，有利于細(xì)分注水,一級(jí)配水器對(duì)兩層分注：投

29、撈測(cè)配工作量小、成功率高,分層流量和壓力采用同步測(cè)試，消除了層間干擾，測(cè)試準(zhǔn)確,驗(yàn)封簡(jiǎn)單可靠直觀，調(diào)配快，周期短,,,,,,,同心集成分注工藝管柱,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,管柱組合,井下工具主要Y341封隔器、集成偏心配水封隔器、單流閥、篩管等組成。地面配套使用投撈工具實(shí)現(xiàn)井下調(diào)配。特制流量計(jì)、雙通道壓力計(jì)結(jié)合密封器實(shí)現(xiàn)井下測(cè)試技術(shù)。,偏心集成分層注水管柱工藝,偏心集成分層注水管柱工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,偏心集成分層注

30、水管柱工藝,偏心集成分層注水管柱工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,優(yōu)點(diǎn)：,偏心集成分注技術(shù)可一次完成二層或三層的作業(yè)量，減少投撈工作量1/2或2/3?？蓪?shí)現(xiàn)兩封兩配以上的細(xì)分層注水工藝，最小卡距可實(shí)現(xiàn)小于1m的封 卡層段，一次可進(jìn)行兩層段的投撈、測(cè)試等作業(yè)。,解決了兩大難題,,(1) 首先解決的是油層隔層薄，層間距小，各層間相互干擾的難題;(2) 再次解決的是細(xì)分層注水的分層調(diào)配、投撈及測(cè)試的難題。,,實(shí)現(xiàn)偏心集成配注的同時(shí)

31、，能實(shí)現(xiàn)洗井功能，這是集成工具的關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)在不投撈的情況下，短距離進(jìn)行兩層流量測(cè)試是流量測(cè)試儀器的技術(shù)關(guān)鍵。,⑴管柱適用井深小于3000m，工作壓力小于40MPa，適應(yīng)層段達(dá)到5級(jí)。⑵具有不動(dòng)管柱調(diào)配的功能，1只配水器可配注2層，一次可完成2級(jí)堵塞器打撈、2層段流量調(diào)配及分層測(cè)壓，提高測(cè)試效率2倍以上。,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,偏心集成分層注水管柱工藝,,,關(guān)鍵技術(shù),特點(diǎn)及適用范圍,,,1.管柱組成 管柱由K344封隔器

32、、特制配水器及底篩堵組成。 特制配水器由常規(guī)空心配水器改制而成，在其下端設(shè)計(jì)了定位臺(tái)階，以保證各級(jí)堵塞器在投撈過(guò)程中準(zhǔn)確定位，工作筒上設(shè)計(jì)定壓開(kāi)啟裝置，用來(lái)控制注水開(kāi)啟壓力，保證封隔器完好坐封。,液力投撈斜井分注管柱工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,,2.工藝原理 將管柱下到井內(nèi)設(shè)計(jì)位置后，洗井試注合格后進(jìn)行單層測(cè)試。首先將流量計(jì)裝進(jìn)堵塞器（不帶水嘴），利用鎖球機(jī)構(gòu)將全井堵塞器連接在一起，正注液壓推動(dòng)堵塞器進(jìn)入第一級(jí)工作筒

33、，工作筒定位臺(tái)階撞擊鎖球機(jī)構(gòu)釋放1級(jí)堵塞器，依次釋放第2級(jí)、第3級(jí)堵塞器到各自對(duì)應(yīng)的工作筒內(nèi)。 井口改變壓力，求得各層吸水量，測(cè)試完畢后利用液壓反沖堵塞器，帶出流量計(jì)，取得資料分析，配相應(yīng)的水嘴，投入井內(nèi)實(shí)現(xiàn)正常注水。,液力投撈斜井分注管柱工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,,3.工藝特點(diǎn) （1）堵塞器上設(shè)計(jì)了集流反沖機(jī)構(gòu)，通過(guò)水力正反沖起下堵塞器，可不用鋼絲繩投撈，實(shí)現(xiàn)更換水嘴和測(cè)試分層注水量。 （2）通過(guò)分層流量

34、測(cè)試，可驗(yàn)封封隔器的密封性，實(shí)現(xiàn)逐級(jí)驗(yàn)封，減少無(wú)效注水。4.工藝優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)3級(jí)分注；測(cè)試方便，有利于注水調(diào)配。缺點(diǎn)：在水質(zhì)結(jié)垢嚴(yán)重的情況下，可導(dǎo)致堵塞器液力投撈困難。,液力投撈斜井分注管柱工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,,1.管柱組成 管柱主要由恒流量配水器、封隔器等組成。2.工藝原理 管柱下井前根據(jù)吸水資料，給各級(jí)配水器選配好合適的水嘴，下井后可實(shí)現(xiàn)恒流量注水。恒流量配水器工作原理是當(dāng)流量增大，壓力

35、升高，壓縮彈簧，使水嘴活塞下行，從而減小出水孔的過(guò)流面積，使流量減?。粔毫档蜁r(shí)，彈簧在彈力作用下，使水嘴活塞上行，從而增大出水孔的過(guò)流面積，使流量增大，最終使流量保持在一個(gè)相對(duì)比較穩(wěn)定的狀態(tài)。這套技術(shù)允許壓力波動(dòng)范圍在 0-1.5MPa之間。,恒流量分注管柱工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,,3.工藝優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，無(wú)需投撈測(cè)試。缺點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)注水壓力很難達(dá)到在 0---1.5MPa之間波動(dòng)； 水嘴易堵塞，該工藝對(duì)

36、水質(zhì)要求高。,恒流量分注管柱工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,一、分層注水工藝概述二、注水管柱結(jié)構(gòu)及工具三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),目,錄,,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,分層測(cè)試就是采用測(cè)試儀器定期測(cè)量注水井各注水層段在不同壓力下的吸水量。根據(jù)測(cè)試的結(jié)果了解注水層段的吸水能力，鑒定分層配水方案的準(zhǔn)確性，檢查封隔器是否密封，配水器工作是否正常，檢查井下作業(yè)施工質(zhì)量等。目前，注水井測(cè)試的主要參數(shù)主要為

37、封隔器驗(yàn)封、分層壓力、分層注入量測(cè)試，下面分別對(duì)這3種主要測(cè)試參數(shù)的技術(shù)及工具儀器進(jìn)行相應(yīng)介紹。 鑒于目前主要的分層注水工藝采用的偏心分層注水工藝，本節(jié)主要介紹偏心分層管柱的配套測(cè)試技術(shù)。,,,技術(shù)參數(shù) ：,結(jié)構(gòu)：上下皮碗、主體、定位爪、凸輪等。原理：測(cè)試時(shí)將密封段與儀器串連接，通過(guò)上提下放打開(kāi)定位爪，坐入配水器內(nèi)使皮碗壓縮密封。,定位爪,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,配套測(cè)試及投撈工具,（1）測(cè)試密封段

38、,（2）偏心投撈器,結(jié)構(gòu)：由主體、上/下凸輪、投撈臂、導(dǎo)向爪、押送頭/打撈頭組成 。投撈器作用：用于投撈偏心堵塞器的工具。當(dāng)某一層位注水量不符合配注要求或水嘴被堵時(shí)，可以利用試井鋼絲懸掛投撈器，將偏心堵塞器撈出更換水嘴。,技術(shù)參數(shù) ：,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,配套測(cè)試及投撈工具,（2）偏心投撈器,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,配套測(cè)試及投撈工具,,原理： 投撈器通過(guò)下放、上提，凸輪在偏心配水器底部被刮開(kāi)，帶動(dòng)投撈臂和導(dǎo)向爪打開(kāi)。導(dǎo)

39、向爪保證投撈時(shí)，投撈臂對(duì)準(zhǔn)配水器的偏心孔，將堵塞器投入（撈出）偏心配水器。,（3）機(jī)械式振擊器,結(jié)構(gòu)：由內(nèi)筒、外筒、振擊腕、鎖止桿、鎖止彈簧、滑槽上肩及滑槽下肩等部件組成 。,原理：內(nèi)外筒高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，振擊腕與振肩相互振擊形成較大的沖擊力，將被卡工具、儀器振松后，以便起出。,技術(shù)參數(shù) ：,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,配套測(cè)試及投撈工具,進(jìn)液孔,3.2-7.2 Φ28*280,125,50,3,±1.0,0-80,

40、外形尺寸,（mm）,電壓,（V）,工作溫度,（℃ ）,耐壓,（MPa）,啟動(dòng)流量,精度,（％） （m3/d）,測(cè)量范圍,（m3/d）,電路倉(cāng),流量計(jì),配套測(cè)試儀器,（1）渦輪式流量計(jì),三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,上扶正器電路倉(cāng)壓力短節(jié)傳感器平衡管,原理：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,當(dāng)導(dǎo)電液體通過(guò)電磁流量計(jì)時(shí)，流體的體積流量。式中： B為磁場(chǎng)強(qiáng)度；Ue為感應(yīng)電壓；D為管道內(nèi)徑。,

41、技術(shù)參數(shù)：下扶正器,（2）ZDL型電磁流量計(jì),配套測(cè)試儀器,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,（3） CLJ存儲(chǔ)式超聲流量計(jì),配套測(cè)試儀器,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,CLJC系列存儲(chǔ)式超聲流量計(jì)裝配示意圖1.電池組件 2.上扶正器 3.流量計(jì)主機(jī) 4.導(dǎo)流管組件 5.下扶正器,（3） CLJ存儲(chǔ)式超聲流量計(jì),配套測(cè)試儀器,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,工作原理 超聲波流量計(jì)采用的是超聲波速度疊加原理，測(cè)試方法

42、是時(shí)差法，利用超聲波在傳播距離相同的條件下，順介質(zhì)流動(dòng)方向與逆介質(zhì)流動(dòng)方向傳播有時(shí)間差，根據(jù)這個(gè)時(shí)間差可以計(jì)算出在已確定幾何尺寸、結(jié)構(gòu)的管道中流體的流速，就可以測(cè)量出 流體的體積流量。 CLJ系列存儲(chǔ)式超聲流量計(jì)不存在任何可活動(dòng)的機(jī)械部件，因此安裝方便，可靠性高。儀器既可以測(cè)試注水井，也可以測(cè)試注聚合物井。另外，儀器在測(cè)試液體流量時(shí)也同時(shí)測(cè)試壓力和溫度。,（3） CLJ存儲(chǔ)式超聲流量計(jì),配套測(cè)試儀器,三、配套測(cè)試技術(shù)

43、及儀器,主要技術(shù)指標(biāo)外形尺寸：Φ42mm×845mm；測(cè)量范圍：0.5～700 m3/d；壓力范圍：0～60MPa；溫度范圍：0～125℃；流量精度：±2%；壓力精度：±0.5%；溫度精度：±1℃。,,（4）雙通道壓力計(jì),結(jié)構(gòu)：回放接口+上下傳感器+處理電路+外殼,技術(shù)參數(shù)：,特點(diǎn)：,Ø 低功耗，延長(zhǎng)供電時(shí)間；,Ø 一套電路雙通道壓力測(cè)試，體積小。,配套測(cè)試儀器,

44、三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,,分層流量測(cè)試工藝分層驗(yàn)封測(cè)試工藝分層測(cè)壓工藝,集流法、非集流測(cè)試技術(shù)雙壓力法、壓力流量法進(jìn)行驗(yàn)封測(cè)試高精度雙通道壓力計(jì)與測(cè)試密封段進(jìn)行測(cè)壓,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,,,,,,,1. 分層流量測(cè)試工藝,集流法,原理：測(cè)試時(shí)將流量計(jì)與測(cè)試密封段相連，用鋼絲將流量計(jì)下至最下一級(jí)配水器以下3～5m后上提流量計(jì)

45、至配水器以上3～5m，打開(kāi)密封段定位爪，下放鋼絲將流量計(jì)坐入配水器內(nèi)，測(cè)試該層的注水量，然后上提，依次測(cè)出其它各層段的注入量。特點(diǎn)：直接測(cè)取各分層流量，消除了疊加誤差，測(cè)試資料準(zhǔn)確度高。配套儀器：集流式流量計(jì)、測(cè)試密封段。,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,,,,,,,10.16 10.23,5.17,集流法,A井（三層）集流調(diào)配流量曲線,直讀,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,1. 分層流量測(cè)試工藝,,,,,,,原理：測(cè)試時(shí)將

46、非集流流量計(jì)下至最下,一級(jí)橋式偏心配水器上3m～5m，在油,管中懸停3min～5min測(cè)試。然后，自,下而上依次上提完成各層流量的測(cè)試，,使用遞減法計(jì)算出各層的注入量。,1. 分層流量測(cè)試工藝,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,非集流法測(cè)調(diào),三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,1. 分層流量測(cè)試工藝,2. 分層驗(yàn)封測(cè)試工藝,特點(diǎn)：驗(yàn)封曲線直觀，一目了然。并且下入多級(jí)封隔器情況下，一次可驗(yàn)證上、下兩級(jí)封隔器密封情況。,

47、原理：測(cè)試密封段上端連接一只雙通道壓力計(jì) ，,用鋼絲將儀器串坐入配水器內(nèi)，在井口做“開(kāi)-關(guān)/關(guān)-開(kāi)” 壓力激動(dòng)，每一動(dòng)作穩(wěn)定3～5min ；采用,雙通道壓力計(jì)測(cè)試套管壓力變化、油管壓力變化；測(cè)試完畢上提，依次完成其它各層段的測(cè)試。數(shù)據(jù)回放后，根據(jù)油套壓力變化曲線判別各層的密封效果。,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,,,（兩封三配）驗(yàn)封測(cè)試曲線,套管壓力油管壓力,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,2. 分層驗(yàn)封測(cè)試工藝,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀

48、器,儀器：壓力計(jì)（兩只）、 流量計(jì)（1只）、測(cè)試密封段驗(yàn)封儀器組成：上壓計(jì)+測(cè)試密封段+下壓力計(jì)+流量計(jì)。依據(jù)：測(cè)試曲線（壓力、流量）結(jié)果：驗(yàn)證分層可靠性,原理：當(dāng)驗(yàn)封儀器坐封在配水器上后，在井口改變壓力大小，采用升-降-升工作制度，起出驗(yàn)封儀器后回放測(cè)試曲線，上層壓力曲線變化為升-降-升，下壓力曲線無(wú)變化，流量為0，則說(shuō)明封隔器密封良好。如上下壓力曲線同步變化，流量計(jì)也顯示流量變化，則說(shuō)明封隔器失效。,2. 分層驗(yàn)封測(cè)試工藝,三

49、、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,典型驗(yàn)封曲線,流量為零，上下壓力曲線各異，表明封隔器密封狀況良好。,2. 分層驗(yàn)封測(cè)試工藝,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,壓力流量法優(yōu)點(diǎn),將“流量”和“壓力”兩個(gè)參數(shù)同時(shí)引入驗(yàn)封儀器，以“壓力”參數(shù)為主，“流量”參數(shù)為輔來(lái)確定封隔器密封性?！傲髁俊眳?shù)作用主要體現(xiàn)在： ①能夠判斷密封段上的密封圈漏失這一現(xiàn)象，考慮將漏失以流量的形式反映出來(lái)； ②特殊井層僅用“壓力”一個(gè)參數(shù)不能準(zhǔn)確判斷時(shí)，可進(jìn)一步使用流量計(jì)的“流量

50、”這個(gè)參數(shù)來(lái)驗(yàn)封，兩個(gè)參數(shù)相結(jié)合共同來(lái)判斷。,3. 分層壓力測(cè)試工藝,原理：將測(cè)試密封段與設(shè)置好的壓力計(jì)相連接，按操作規(guī)程用鋼絲將儀器串坐入配水器中心工作筒，丟手后起出鋼絲。自下而上，依次在全部目的層配水器內(nèi)投入壓力計(jì)。測(cè)試完成后，自上而下，撈出全部壓力計(jì)。,特點(diǎn)：中心通道分層測(cè)壓，測(cè)試中，投撈次數(shù)減少了50%；不改變正常的注入狀態(tài)。,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,,,XX井實(shí)測(cè)壓力恢復(fù)曲線,套管壓力油管壓力,三、配套測(cè)試

51、技術(shù)及儀器,分層壓力測(cè)試,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,一、分層注水工藝概述二、管柱結(jié)構(gòu)及工具三、測(cè)試技術(shù)及儀器四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),目,錄,四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),(一) 特殊井分層注水工藝 隨著國(guó)內(nèi)發(fā)現(xiàn)油田儲(chǔ)量品味越來(lái)越差，開(kāi)采層位越來(lái)越深，儲(chǔ)層物性越來(lái)越差，叢式井、大斜度井、水平井越來(lái)越多，各油田針對(duì)高壓深井注水、出砂油藏注水、套損變徑井注水、斜井注水等情況選擇不同的注水工藝技術(shù)，建立了不

52、同油藏類型和注水環(huán)境的分層注水工藝管柱配套模式，完善了注水工藝技術(shù)系列，分層注水技術(shù)向著特殊井工藝配套發(fā)展。,1.高壓深井注水工藝 隨著油田開(kāi)發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，油田注水壓力呈現(xiàn)出不斷升高的趨勢(shì)。 界定注入壓力在25MPa—35MPa的水井為高壓注水井，注入壓力在35MPa—50MPa的水井稱為超高壓注水井。常規(guī)的注水管柱不能滿足在高壓下長(zhǎng)期工作的要求，限制了油田后期的開(kāi)發(fā)效果。針對(duì)高壓力注水易引起管柱失效，采用Y241可

53、洗井封隔器和補(bǔ)償器等配套工具，延長(zhǎng)分注井壽命。,四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),中、高滲透疏松砂巖油藏注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中，注水井在停注、洗井等過(guò)程中容易出砂，砂埋注水管柱。因此，要求分層注水管柱能實(shí)現(xiàn)有效分層防砂、分層注水。選用不易砂卡封隔器：K344型封隔器和相關(guān)配套工具組成擴(kuò)張式分層注水管柱。地層出砂嚴(yán)重的注水井，采用防砂管實(shí)現(xiàn)有效注水。防砂管采用夾壁環(huán)空結(jié)構(gòu)，兩端帶有防砂皮碗，可以防止出砂。,2.防砂

54、注水工藝,四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),3.斜井分注工藝,四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),（二）分層注水測(cè)試調(diào)配技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),分層注水工藝技術(shù)水平的不斷提升為油田實(shí)現(xiàn)穩(wěn)油控水、減緩產(chǎn)量遞減、提高水驅(qū)開(kāi)發(fā)的整體效益發(fā)揮了重要作用。分層注水井測(cè)試調(diào)配技術(shù)是實(shí)施注水工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是滿足油田“注夠水、注好水”的保障。,四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),隨著油田多層系儲(chǔ)層的開(kāi)發(fā)，區(qū)塊及井組層間矛盾越來(lái)越大、井筒狀況越來(lái)越復(fù)雜，常規(guī)分層注水測(cè)試調(diào)配工藝主要暴露出兩方面的問(wèn)題：

55、一是投撈調(diào)配效率低，作業(yè)工作量大；二是調(diào)配效果不理想，調(diào)控精度低，已不能完全滿足油田精細(xì)化管理的需要。 為了適應(yīng)注水開(kāi)發(fā)對(duì)分層注水工藝提出的要求，分層注水工藝的發(fā)展方向是簡(jiǎn)便、快捷、準(zhǔn)確的智能化測(cè)試調(diào)配工藝技術(shù)。,四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),系統(tǒng)原理框圖,無(wú)級(jí)調(diào)配測(cè)試技術(shù),該技術(shù)是利用機(jī)電一體化，在不改變?cè)⑺衅呐渌苤Y(jié)構(gòu)和井下參數(shù)情況下，利用井下可調(diào)式堵塞器，實(shí)時(shí)測(cè)量各層注水狀況，并通過(guò)地面控制來(lái)調(diào)節(jié)各層注入流量，實(shí)現(xiàn)一次

56、下井完成井下各層流量測(cè)試和目標(biāo)流量的自動(dòng)配注。,四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),工藝特點(diǎn)： 可實(shí)現(xiàn)任意層段流量測(cè)控，有效防止由于層間干擾帶來(lái)調(diào)配的諸多不便。 采用數(shù)據(jù)地面直讀、邊測(cè)邊調(diào)的方法，可實(shí)現(xiàn)重復(fù)起下對(duì)任意層段進(jìn)行調(diào)配，提高了調(diào)配效率。 采用無(wú)級(jí)連續(xù)可調(diào)水嘴，大大提高了測(cè)試精度。,無(wú)級(jí)調(diào)配測(cè)試技術(shù),四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),配套儀器及功能,配套儀器主要包括：控制傳輸調(diào)節(jié)系統(tǒng)、井下綜合測(cè)試調(diào)配儀、流量可調(diào)式堵塞器、輔助

57、系統(tǒng)。 （1）地面控制儀：通過(guò)安裝在地面控制儀測(cè)控軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)井下測(cè)調(diào)儀器控制的功能。主要包括：測(cè)調(diào)儀器調(diào)節(jié)臂的開(kāi)啟和收回、儀器對(duì)接、水嘴大小調(diào)節(jié)、水量實(shí)時(shí)調(diào)控等。,技術(shù)指標(biāo)☆ 12.1英寸液晶顯示器;☆ 觸摸屏;☆ 1G CF卡;☆ 輸入：交流220V；☆ 輸出：直流0～110V。,無(wú)級(jí)調(diào)配測(cè)試技術(shù),四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),（2） 井下綜合測(cè)調(diào)儀,(1)儀器外徑：φ42 mm(2)儀器長(zhǎng)度：1500 mm(3)流量測(cè)量范圍

58、：1 m3/d ～ 240m3/d(4)流量測(cè)量準(zhǔn)確度：± 2.0 % (5)壓力測(cè)量范圍： 0～40MPa(6)壓力測(cè)量準(zhǔn)確度：± 0.2 %(7)井下儀器工作溫度：0～85℃,技 術(shù) 指 標(biāo),無(wú)級(jí)調(diào)配測(cè)試技術(shù),四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),工作原理：工作時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)桿帶動(dòng)動(dòng)閥片轉(zhuǎn)動(dòng)改變動(dòng)閥片和靜閥片相對(duì)通徑面積來(lái)調(diào)節(jié)流量，調(diào)節(jié)時(shí)有效通徑連續(xù)可調(diào)，無(wú)死點(diǎn)安全可靠。特點(diǎn)：1.閥片和阻尼套都采用特種工業(yè)陶瓷，具有

59、長(zhǎng)壽命、耐刺等特點(diǎn)； 2.可調(diào)式堵塞器選用進(jìn)口不銹鋼材質(zhì)，抗腐蝕性強(qiáng)，延長(zhǎng)了使用壽命；,（3）可調(diào)式堵塞器,技術(shù)指標(biāo)外徑：Ф20mm水嘴通徑：0～9.0mm,四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),☆高絕緣性 電纜內(nèi)部的絕緣層獲得良好的保護(hù)，不會(huì)因鋼絲嵌入絕緣層而導(dǎo)致內(nèi)部芯線與外層鋼絲形成短路；☆良好動(dòng)態(tài)密封性 電纜外壁呈光滑的圓柱體狀，在井口能輕易獲得良好的動(dòng)態(tài)密閉效果，解決了井口電纜動(dòng)態(tài)密閉問(wèn)題；☆受力小 不銹鋼護(hù)套電纜在下

60、井的過(guò)程中受力小，不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，可有效保護(hù)井下儀器。,技術(shù)指標(biāo)（1）外徑：Ф3.2mm；（2）破斷力：600kg。,無(wú)級(jí)調(diào)配測(cè)試技術(shù),（4）不銹鋼護(hù)套探測(cè)電纜,四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),,,,,,測(cè)調(diào)流程介紹,下入第三層進(jìn)行首次檢配,上提至第二層進(jìn)行首次檢配,上提至第一層進(jìn)行首次檢配,根據(jù)檢配水量下至第三層參照配注水量進(jìn)行調(diào)配,根據(jù)檢配水量上提至第二層參照配注水量進(jìn)行調(diào)配,根據(jù)檢配水量上提至第一層參照配注水量進(jìn)行調(diào)配,常規(guī)測(cè)試和無(wú)級(jí)

61、調(diào)配測(cè)試技術(shù)對(duì)比,四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),結(jié)束語(yǔ),隨著老油田勘探開(kāi)發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，儲(chǔ)層矛盾和井筒狀況日益復(fù)雜，對(duì)油田注水開(kāi)發(fā)工藝及配套技術(shù)進(jìn)步的要求越來(lái)越迫切。同時(shí)低滲、超低滲及難動(dòng)用新油田如何開(kāi)發(fā)，成為石油開(kāi)發(fā)工程技術(shù)人員面臨難題，今后我們應(yīng)根據(jù)不同油田不同井況特點(diǎn)，大膽探索分層注水管柱及工藝模式 ，不斷提高分層注水管柱及工藝的實(shí)用性、可靠性，完善有效、快捷的測(cè)試調(diào)配配套技術(shù)，形成適應(yīng)不同油田開(kāi)發(fā)的注水工藝系列，促進(jìn)油田開(kāi)發(fā)技術(shù)不斷進(jìn)步。