連續可調橋式偏心分層注水技術研究與應用

宋祖廠，劉　揚，蓋旭波，賴學明

(大港油田公司 采油工藝研究院，天津 300280)①

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連續可調橋式偏心分層注水技術研究與應用

宋祖廠，劉揚，蓋旭波，賴學明

(大港油田公司 采油工藝研究院，天津 300280)①

摘要：橋式偏心分注技術是大港油田中淺井分注工藝主導技術，但配套的堵塞器不可調，存在漏失，完井管柱坐封時仍需采用常規堵塞器內裝死堵，鋼絲投撈工作量大，遇阻遇卡風險高，工作效率低。研究了一種連續可調橋式偏心分層注水工具，耐壓達到40 MPa，實現了注水量井下無級調節。現場成功應用62口井，顯著降低了橋式偏心分注技術的投撈工作量，大幅提高了測調工作效率和配水精度。

關鍵詞：分層注水；橋式偏心；堵塞器；連續可調

大港油田經過約50 a開發，主力區塊已全面進入注水開發中后期，由于其屬于多層系、復雜斷塊油藏，層間吸水差異大，實施分層注水已成為油田開發中解決層間矛盾、提高油層動用程度的主要手段之一[1-3]。

橋式偏心分注技術是解決淺井分注技術難題的升級技術，它是在常規偏心配水器主通道周圍開設橋式通道而逐漸形成的一種先進分注工藝，能夠實現分層配水、測壓、驗封[4-5]。但橋式偏心配水器中配套的堵塞器由于結構不完善，完全關閉后仍然存在一定漏失量，不能隨配水器直接用于分注完井管柱，分注完井管柱必須采用常規堵塞器內裝死堵進行打壓坐封及驗證管柱漏失量，坐封和漏失量驗證合格后，需用鋼絲帶投撈器將其撈出后，再用鋼絲帶投撈器投入可調堵塞器。鋼絲投撈工作量大，遇阻遇卡風險高，工作效率低，制約了橋式偏心分注技術水平的進一步提升。

為解決上述技術難題，滿足現場實際生產需求，研究了一種連續可調橋式偏心分層注水技術，并進行了現場試驗，取得了較好的應用效果。

1技術分析

1.1結構

連續可調橋式偏心分層注水技術主要包括無級差調節零漏失可調堵塞器、橋式偏心配水器和測調聯動技術。

1.1.1無級差調節零漏失可調堵塞器

無級差調節零漏失可調堵塞器主要由打撈調節桿、凸輪、閥桿、陶瓷調節頭、傳動塊及密封系統等組成，如圖1所示。通過打撈調節桿驅動閥桿做軸向運動，閥桿的軸向運動可改變水嘴開啟量的大小，實現水量的無級調節；水嘴下部裝有密封系統，在水量調整到最小值后，密封系統自動關閉，實現完全關閉后零漏失。

1—打撈調節桿；2—上壓帽；3—解鎖彈簧；4—上連接套；5—凸輪；6—○型密封圈；7—限位彈簧；8—○型密封圈；

1.1.2橋式偏心配水器

橋式偏心配水器主要包括主體、扶正體、連接套、導向筆尖、支架、橋式通道、出水口、上接頭、下接頭等，如圖2所示。無級差調節零漏失可調堵塞器安裝在橋式偏心配水器偏孔中，用于調節控制各層段注水量。

圖2　橋式偏心配水器

1.1.3測調聯動技術

主要由測試車、絞車系統、控制系統、供電系統、電纜、地面控制儀器、井口防噴管系統等組成，如圖3所示。測試調配時，通過電纜、地面控制器和測調儀等調節控制橋式偏心配水器偏孔內的無級差調節零漏失可調堵塞器水嘴大小，完成流量、溫度、壓力等數據測試。

圖3　測調聯動技術

1.2技術原理

連續可調橋式偏心分層注水技術原理如圖4所示。在地面將無級差調節零漏失可調堵塞器的陶瓷調節頭調到下限位置，陶瓷閥套組件與密封環密封，保證出水口下端零漏失，出水口實現完全關閉，然后通過投頭把堵塞器送入橋式偏心配水器偏孔中，凸輪卡在橋式偏心配水器偏空內臺階處實現堵塞器固定。完井后，通過測調車、電纜將測調儀器下入分注管柱內，在導向筆尖的導向作用下，測調儀器與橋式偏心配水器偏孔內的無級差調節零漏失可調堵塞器上部的傳動塊準確對接，通過地面信號旋轉電機，帶動傳動塊及打撈調節桿轉動，驅使閥桿組件在下連接套內梯形螺紋下做旋轉和上下移動，從而實現堵塞器無級差調節水量，完成流量、溫度、壓力等測試數據直讀、監測和實時顯示，實現測調儀器一次下井完成全井各層段流量測試和調配。

圖4　連續可調橋式偏心分層注水技術原理

1.3技術參數

連續可調橋式偏心分層注水技術主要技術參數如表1。

表1　主要技術參數

1.4施工工藝

1)堵塞器陶瓷調節頭調到下限位置，保證出水口下端完全關閉。

2)在地面通過投頭把堵塞器送入橋式偏心配水器偏孔內，并通過凸輪固定。

3)將配套有封隔器、橋式偏心配水器的分注管柱下入井筒中，從油管內注水加壓，完成封隔器坐封。

4)完井后，用電纜下入測調儀器，測調臂張開與堵塞器上部傳動塊對接，地面指令通過電纜傳輸使電機旋轉，帶動傳動塊及打撈調節桿轉動，驅使閥桿組件旋轉和軸向移動，從而實現無級差調節各層段的注水量。

1.5技術特點

1)連續可調橋式偏心分層注水技術配套的堵塞器無級可調，水量調節范圍大，精度高，能滿足地質精細注水需要。

2)堵塞器內設計有密封系統，在一定壓力下實現水量零漏失，避免了完井管柱座封時仍需采用常規堵塞器內裝死堵，造成鋼絲投撈工作量大，遇阻遇卡風險高，工作效率低，初步實現完全免投撈。

3)對于注水壓力高的橋式偏心分注井，還可以實現帶壓作業，避免了放溢流周期長，環境污染減少，地層能量損失大幅降低。

2現場應用

連續可調橋式偏心分注技術累計在大港油田應用62口井，最大井深1 928 m，最大井斜43.4°，分注層段數達到5段，水嘴打開和調節成功率均達到100%，按鋼絲起下均成功計算，共減少鋼絲起下投撈526趟，顯著降低了橋式偏心分注技術的投撈工作量，大幅提高了工作效率和測配精度。部分橋式偏心分注井應用情況統計如表2。

表2　部分井橋式偏心分注井應用情況

3結論

1)連續可調橋式偏心分注技術已在大港油田橋式偏心分注井中規模應用62口井，一次測調成功率均達到100%，共減少鋼絲起下投撈526趟，顯著降低了橋式偏心分注技術的測配工作量。

2)堵塞器水嘴完全關閉后，在40 MPa壓力下實現水量零漏失，避免了完井管柱坐封時仍需采用常規堵塞器內裝死堵的方法，初步實現了完全免投撈。

3)水嘴井下連續可調，無固定級差，精度高，能滿足地質精細注水需要。

4)大幅提高了測試調配工作效率和測配精度，為后期橋式偏心分注井帶壓作業提供一種新的技術手段。

參考文獻：

[1]劉揚，晏明晴，杜樹勛，等.井下壓控開關配水技術在大港南部油田的試驗[J].石油地質與工程，2009，23(4)：97-98.

[2]蓋旭波，王興偉，李占軍，等.G6封隔器工作原理及應用[J].鉆采工藝，2002，23(4)：91-92.

[3]宋祖廠，蓋旭波，劉揚，等.HRP液壓封隔器性能參數數值模擬研究[J].石油機械，2011，39(5)：41-44.

[4]楊昌鑫，劉尊程，楊寶華，等.大港油田分層注水工藝技術[J].油氣井測試，2011，20(1)：65-69.

[5]蓋旭波，劉揚，竇守進，等.大港油田分注難點技術研究與試驗應用[J].價值工程，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

中圖分類號：TE934.2

文獻標識碼：A

doi：10.3969/j.issn.1001-3482.2016.03.017

作者簡介：宋祖廠(1982-)，男，河南鹿邑人，工程師，碩士，主要從事分注工藝設計、井下工具研發及數值模擬工作，E-mail：songzuchang@163.com 。

收稿日期：①2015-09-19 中國石油大港油田公司關鍵技術攻關項目(20140204)

文章編號：1001-3482(2016)03-0074-04