正洗井油套分注管柱的研制

蔣建華+戶貴華+趙杰+孫立輝+馮春燕

【摘 要】常規油套分注井因管柱有效期長，日常注水管理方便，在文衛馬油田得到了廣泛應用。但該管柱不具備洗井功能，2011-2012年常規油套分注井小修作業卡管柱37井次，造成大修作業15井次，增加直接作業費用936萬元。為此研制了正洗井油套分注工藝管柱，在原管柱結構上，研發了往復式開關閥與可撈式鋼球，兩者配套使用可實現正洗井，現場應用表明可有效降低卡管柱風險。

【關鍵詞】正洗井；油套分注管柱；往復式開關閥；可撈式鋼球

0 引言

常規油套分注井[1-3]因其分注管柱串簡單，管柱由一個常規封隔器組成，分別從套管注上部油層和油管注下部油層，封隔器密封性能穩定，管柱有效期長，日常注水管理方便，在文衛馬油田得到了廣泛應用。但該管柱不具備洗井功能，隨著管柱有效期的延長，地層結垢嚴重，注水壓力上升，加大了小修作業卡管柱的風險。據2011-2012年統計資料顯示，文衛馬油田常規油套分注井小修作業卡管柱37井次，造成大修作業15井次，增加直接作業費用936萬元。為此研制了正洗井油套分注工藝管柱，在原管柱結構上，研發了正洗井往復式開關閥與可撈式鋼球，配套使用可實現正洗井，有效降低卡管柱風險。

1 技術分析

1.1 管柱結構

正洗井油套分注工藝管柱見圖1。

1.2 工藝原理

往復式開關閥連接在封隔器上部一定位置，按圖1配下正洗井油套分注工藝管柱下入設計深度。洗井時向油管內投入可撈式鋼球，可撈式鋼球坐落在往復式開關閥上，封閉往復式開關閥上下油管，通過增加地面油管注入壓力，當往復式開關閥上下形成一定壓差時，往復式開關閥打開油套連接通道，實現正洗井。洗井完畢后，當油套壓力平衡后，往復式開關閥自動關閉油套連接通道，撈出可撈式鋼球，實現往復式開關閥上下油管的連通，恢復正常注水。該工藝管柱可清除封隔器以上井筒、吸水層段的滲濾面的污物，恢復地層吸水能力，同時降低了因結垢和污物沉積造成卡管柱的風險。

1.3 主要技術參數

往復式開關閥內通徑為48mm，可撈式鋼球最大外徑為50mm，兩者配套使用；適用于井斜小于60°的正洗井油套分注井。

2 正洗井油套分注管柱配套工具

2.1 往復式開關閥

往復式開關閥連接在正洗井油套分注管柱的封隔器上部一定位置，其結構如圖2所示。該往復式開關閥連接在油管柱上，下入設計深度，開關處于關閉狀態，需要其打開時，從井口投入可撈式鋼球，鋼球落在球座上，將管柱內部隔成上、下兩段，油管打壓，鋼球上部壓力大于鋼球下部壓力，使滑套下行，滑套上的排液孔與出液孔連通。施工完畢，井口壓力放掉，在彈簧的作用下，滑套回位，出液孔被關閉，往復式開關恢復關閉狀態，撈出鋼球，分層壓裂、酸化施工后可實現原管柱直接分層注水或分層采油。

該開關閥最大外徑105mm，最小通徑48mm，鋼球直徑50mm，啟動壓力為0.5-1MPa，工作壓力50MPa。

2.2 可撈式鋼球

可撈式鋼球結構示意圖見圖3。洗井時將該鋼球由油管投入并坐落在往復式開關閥上，此時鋼球的上下泄壓孔被兩組O形圈密封，剪釘將活塞套與活塞相對位置固定，通過鋼球關閉連接往復式開關閥上下油管通道，開始洗井。待洗井結束后，下常規打撈器撈出鋼球，打撈時上提力剪斷剪釘，活塞套上移，下泄壓孔與泄流孔連通，球上下通道開啟，上下壓力平衡，可順利撈出鋼球。

3 現場應用

2013年1月至2015年10月，正洗井油套分注管柱在文衛馬油田應用51口井，已實施正洗井187井次，成功179井次，成功率95.7%。洗井未成的8井次中，主要由于人為因素延長了洗井周期，使得往復式開關閥結垢以及沉積臟物，可撈式鋼球密封性不好，最終導致洗井未成。期間因地質精細分注措施和換封維護作業起出13口，均未發生卡管柱問題。

4 結論

1）正洗井油套分注工藝管柱的研制與應用滿足了目前文衛馬油田油套分注井周期洗井和降低卡管柱風險的要求，與常規油套分注管柱相比，該管柱配套工具加工工藝簡單，費用低廉，現場組配方便，洗井時便于操作，能有效延長管柱有效期。

2）現場應用結果表明，油套分注井進行正洗井時，往復式開關閥打開關閉靈活，可撈式鋼球密封性能穩定，打撈成功率高，正洗井油套分注工藝管柱可推廣應用。

【參考文獻】

[1]趙遠綱，王祿群，侯高文.分層開采工藝管柱[M].山東東營：石油大學出版社，1994.

[2]鄒皓，羅懿.斜井小排量油套分注工藝技術研究及應用[J].石油機械，2004.32（8）：7-9.

[3]趙杰，王玉環，付艷紅，毛江輝，田春榮，司鳳英.油套分注工藝完善與應用[J].科技視界，2012.5（14）：27-28.

[責任編輯：王偉平]