免釋放測調聯動高壓分注技術及在歡北油藏中的應用

劉顯治

(中國石油遼河油田公司，遼寧盤錦 124114)

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免釋放測調聯動高壓分注技術及在歡北油藏中的應用

劉顯治

(中國石油遼河油田公司，遼寧盤錦 124114)

歡北低滲透油藏是一個注水開發油藏，儲層滲透率低、非均質強，注水井縱向上存在吸水嚴重不均的問題，嚴重限制了區塊水驅開發效果的進一步提高。常規高壓分層注水技術受井口壓力高、層間級差大及單泵增注管柱蠕動加劇的影響，一直存在坐封壓力高、分注有效期短及驗封測試困難等問題。為改善注水井吸水剖面，提高儲層動用程度，2012年以來開展了免釋放測調聯動高壓分層注水技術的研究與應用，實現了高壓注水井長期有效注水，油藏注水開發效果得到明顯提高。

歡北油藏；免釋放封隔器；高壓分注管柱；井口測調聯動設備

歡北低滲透油藏是一個受古潛山地形控制發育起來的充填式沉積的巖性構造油藏，1978年投產，經歷了上產階段、穩產階段和遞減階段3個階段。至2011年底，油藏地質儲量采出程度19.28%，共有油井295口，開井168口，日產液746.0 t，日產油217.7 t；注水井84口，開井70口，日注水1 460 m3，累注水786.95×104m3，其中分注井13口，開井8口，分注率只有11.4%。儲層縱向上平均動用程度只有48.2%，嚴重影響了區塊的開發效果進一步提高。

1　油藏注水井特點

1.1儲層埋藏深、層數多、滲透率低

平均儲層埋深2 500 m，最深2 900 m。縱向上主要分為3個油層組、27個小層，單層厚度小，最厚12.8 m，最薄0.6 m，一般層厚約2 m，有效孔隙度平均為14.3%，空氣滲透率平均為62.1×10-3μm2。

1.2儲層巖性變化大，非均性強，縱向上吸水不均

儲層是由一套褐灰-深灰色泥巖與淺灰色砂巖、含礫砂巖、砂礫巖及礫巖組成的正韻律儲層，巖性以灰色中～細砂巖為主，其次為粉砂巖和不等粒砂巖。縱向上層間物性差異大，據吸水剖面資料，儲層縱向上平均吸水厚度比例只有48.2%。

1.3注水壓力高、管柱蠕動強，封隔器座封困難，分注管柱有效期短

由于儲層滲透率低，平面非均質強，水井一般采取單井單泵增壓注水，井口平均注水壓力約為20 MPa，最高30 MPa。受井口壓力高及注水管柱蠕動加劇的影響，Y型高壓注水封隔器井口座封壓力一般要達到16 MPa以上才能座封，管柱平均分注有效期只有3個月左右。

1.4測試井口防噴裝置密封能力弱，水量測調及驗封測試成功率低、誤差大

由于油藏儲層滲透率低，注入水擴散速度慢，大部分注水井即使停注時井口壓力也在20 MPa以上；而常規的井口防噴裝置及測試電纜的井口最高密封壓力也只能達到20 MPa左右，無法滿足油藏高壓分注井的測試要求。另外常規的井下存儲式驗封儀受分層注水壓差大和儲層吸水能力弱的影響，無法準確、直觀地判斷封隔器是否密封。

2　免釋放測調聯動高壓分注技術[1-3]

為實現油藏高壓分注井有效分注，從2012年開始，在測調聯動分注技術的基礎上，重點從以下三個方面對高壓分注技術進行了研究與改進。

2.1Y341免釋放型高壓注水封隔器的研究與改進

常規的Y341型高壓注水封隔器在分注作業時需要下入帶死嘴的偏心配水器與之配合，下至設計位置后,井口打壓至16 MPa以上才能保證封隔器座封，作業后還不能馬上注水，需要測試打開水嘴后才能正常注水，現場分注過程存在著封隔器座封困難、過程繁瑣、成功率低等問題。而Y341免釋放型高壓注水封隔器采用負壓式座封腔，能夠在較低的壓差下實現封隔器座封。室內實驗表明：在三層配水器水嘴半開的情況下，封隔器的最高座封壓力低于10 MPa，最高耐壓差能力可達35 MPa以上，能夠滿足油藏高壓注水井的分注要求。

針對現場應用過程中封隔器中途座封、有效壽命短的問題，應用了防中途座封機構及耐高溫氟膠膠筒。防中途座封機構采用了在內外2～3 MPa節流壓差下才能剪斷的固定銷釘，可確保封隔器在井筒內壓力變化大的情況下不提前座封。耐高溫氟膠膠筒耐高溫能力可達150 ℃，能夠保證封隔器在高溫、高壓的注水條件下長期有效密封。

2.2受力平衡型高壓分注管柱的研究與改進

針對油藏高壓注水井管柱蠕動強及常規分注管柱穩定性差的問題，結合管柱高壓注水時的受力情況，設計應用了水力錨+分層注水封隔器+配水器+平衡封隔器型的高壓分注管柱，該型管柱可有效平衡注水時受到的上頂力及收縮應力，延長分注有效期，提高分層注水效果。

水力錨因無法平衡管柱停注時瞬間的應力變化，造成部分分注井有效期短。針對這一問題，后期改進應用了Y441型油管錨定器，該錨定器采用雙向固定式錨瓦，即注水后錨爪張開，錨定在套管內壁上，停止注水后錨爪并不收回，能長期錨定管柱，防止封隔器上下蠕動，延長管柱的分注有效期。

2.3測調聯動高壓測試技術的研究

為解決常規測調聯動測試設備無法滿足20 MPa以上高壓分注井測調的問題，2012年以來，通過研究改進測調聯動設備及配套應用橋式偏心電動驗封技術，逐步實現了油藏20 MPa以上壓力條件下的高壓分注井的正常測試。

(1)耐高壓井口測調聯動設備。該設備主要由耐高壓井口防噴裝置和光管測試電纜組成，其中耐高壓井口防噴裝置由合金鋼防噴管、液壓抱死式密封頭及液壓控制系統組成，最高密封耐壓可達30MP以上，在地面上即可通過液壓舉升投放測試儀器，大大提高了測試時的安全性；光管測試電纜外部采用了不銹鋼護套設計，表面光滑，能與防噴管液壓抱死式密封頭的接觸更加緊密，測試時井口基本無漏失，進一步提高了測試的準確率。

(2)橋式偏心電動驗封技術。常規封隔器驗封技術采取的是井下存儲式驗封儀，需要分層座封測試，驗封儀提出地面后才能讀取封隔器的密封狀態，存在著儀器皮碗解封力大、測試結果誤差大的缺點。而橋式偏心電動驗封儀采用的是電動密封及電動解封的密封膠碗，密封效果好，解封更可靠，并且井下封隔器密封狀態地面直接可讀，壓力精度可達0.01 MPa,測試誤差小，結果準確，更加適合低滲透高壓分注井的驗封測試。

3　現場應用情況

2012年以來，現場共計應用該技術分注高壓注水井11口，最高分壓力達到了30 MPa,已測得的9口井分注前后吸水平剖面對比顯示，油層平均吸水厚度比例從47.4%上升到61.6%，上升了14.2個百分點，儲層縱向上動用程度大大提高。

如×井采用該技術實施分注后，現場擠水顯示Y341免釋放封隔器在8 MPa條件下座封,注水壓力穩定后，在25 MPa條件下驗封測調，各層注水量均能達到配注量。一年后吸水剖面顯示，儲層的吸水能力得到了明顯的改善，原來不吸水的P3層開始明顯吸水，儲層吸水厚度由原來46.1%提高到了63.2%。

4　結論及認識

(1)Y341免釋放封隔器井口最高座封壓力只有10 MPa,正常注水即可座封，能夠簡化分注流程，提高高壓分注成功率。

(2)平衡式高壓分注管柱可有效避免注水管柱蠕動造成的封隔器失效問題，能夠延長高壓分注管柱的有效期。

(3)井口耐高壓防噴裝置能有效保障高壓注水井安全測試，能夠實現30 MPa以下的高壓分注井精確安全測調注水。

(4)橋式偏心電動驗封技術能及時準確地檢驗出井下注水封隔器的密封狀態，能夠保障高壓分注井長期有效注水。

[1]徐春碧,黃小亮,唐海，等.低滲透油藏注水開發時機研究[J].鉆采工藝，2011,34(2)：53-55.

[2]景亮,肖春金.精細分層注水技術研究與應用[J].油氣井測試，2011,20(4):41-44.

[3]趙燕萍.油田注水井分層注水工藝技術的現狀與發展趨勢[J].中國石油和化工標準與質量,2014,40(6):108-108.

編輯：王金旗

1673-8217(2016)04-0136-02

2016-03-04

劉顯治，工程師，1977年生， 2000年畢業于中國石油大學(華東)石油與天然氣地質勘查專業，現從事油田注水工藝研究工作。

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