單層單注工藝管柱的研發及應用

郭燕

（青海油田公司采油一廠，甘肅 敦煌 736202）

單層單注工藝管柱的研發及應用

郭燕

（青海油田公司采油一廠，甘肅 敦煌 736202）

單層單注工藝管柱屬于油田分層注水工藝管柱之一，它的研發應用，有助于延長分注管柱使用壽命，減少注水管柱油管使用數量，提高各分注層段獨立注水的精準性，滿足細分層注水驗封、測試、投撈和調配需要。

注水管柱；管柱蠕動；減少油管；精細注水

1 單層單注組合工具初次設計及工藝管柱應用

1.1 結構組成

喇叭口、抽油泵、懸掛器、下封隔器、偏心配水器、上封隔器、懸掛器、丟手接頭、油管（見圖1）。

圖1 單層單注工藝管柱的結構圖

1.2 工作原理

利用抽油泵泵筒及抽油泵柱塞表面配合精度高、滲漏量小的特點，實現封隔器座封；繼續打壓，抽油桿懸掛體銷釘剪斷，抽油桿柱塞落出抽油泵泵筒外進行泄壓；投丟手鋼球，打液壓實現管柱丟手；抽油泵柱塞及丟手接頭的丟手部分隨丟手管柱起出井筒；注水管柱部分由懸掛器固定在設計卡封井段處。

1.3 工藝流程

喇叭口、抽油泵、懸掛器、下封隔器、偏心配水器、上封隔器、懸掛器、丟手接頭、油管連接在一起下入井內設計位置，先進行洗井，徹底洗出井內污物；再根據井況及現場要求打壓座封，座封后加壓打掉抽油桿懸掛體銷釘，抽油桿柱塞落出抽油泵泵筒外進行泄壓；投丟手鋼球，打液壓實現管柱丟手；起出管柱丟手以上部分；安裝井口，完成全部工藝過程。其中抽油桿通過懸掛器、封隔器、偏心配水器內中心管。丟手接頭上部加喇叭口，保證投撈、測試、驗封工具順利通過。

1.4 現場應用

青海尕斯庫勒油田N1-N21油藏躍341井進行單層單注工藝管柱分層注水試驗。

（1）設計井下管柱組合。①管柱組合。第一段管柱組合：平式底堵+平式花管+平×外變扣+單流閥+外加厚油管+配水器+外加厚油管+懸掛器+封隔器+外加厚油管+配水器+外加厚油管+封隔器+懸掛器+丟手接頭+外加厚油管+外加厚校深短節+外加厚油管+管掛+四補距。第二段管柱組合：喇叭口+抽油泵（固定法爾卸掉）+掛器＋封隔器+外加厚油管短節+外加厚油管+配水器+外加厚油管+封隔器+懸掛器+丟手接頭+外加厚油管+外加厚校深短節+外加厚油管+管掛+四補距。②桿柱組合。第二段抽油桿組合：抽油泵活塞+抽油桿+抽油桿短節。

（2）現場應用情況。①7月24日按照設計要求下第一段雙封管柱，座封成功后，丟手成功。②7月25日按照設計要求下完第二段單層單注管柱后，座封成功，用350型三用車打壓至26MPa反復丟手未成功，用700型水泥車分別打壓30MPa、31MPa、32MPa，反復多次打壓丟手無效，解封起出管柱。③7月25日起第二段管柱，活動解封，最高拉力300kN，懸重下降至160KN，解封成功。起至井口以下第十根管柱時拉力下降至140KN。起出φ73mm外加厚油管165根＋φ73mm外加厚油管短節1根，起至丟手接頭檢查發現管柱丟手接頭下部本體斷，桿柱自上接頭以下0.5米處本體斷。④7月29日打撈：下φ95mm滑塊撈矛及打撈管柱至1492.25m，加壓60kN，反復打撈多次，上提懸重無明顯變化，起出檢查未撈獲，滑塊撈矛矛桿在下部0.42米處本體斷。第二段單層單注工藝管柱丟手失敗原因分析：固定抽油桿銷釘未剪斷，或抽油泵柱塞卡住，導致抽油泵柱塞未能從抽油泵筒內落下，無法實現丟手。

2 單層單注組合工具二次設計及工藝管柱應用

2.1 結構組成

底堵、花管、單流閥、偏心配水器、封隔器、懸掛器、偏心配水器、封隔器、偏心配水器、封隔器、懸掛器、丟手接頭、油管。（見圖2）

圖2 單層單注工藝管柱的結構圖

2.2 工作原理

打壓封隔器座封后，投丟手鋼球，打液壓實現管柱丟手；丟手接頭的丟手部分隨丟開管柱起出井筒；注水管柱部分由懸掛器固定在設計卡封井段。

2.3 工藝流程

底堵、花管、單流閥、偏心配水器、封隔器、懸掛器、偏心配水器、封隔器、偏心配水器、封隔器、懸掛器、丟手接頭，連接在一起下入井內設計位置，先進行洗井，徹底洗出井內污物；再根據井況及現場要求打壓座封；投丟手鋼球，打液壓實現管柱丟手；起出管柱丟手以上部分；安裝井口，完成全部工藝過程。

2.4 現場應用

青海尕斯庫勒油田N1-N21油藏躍6621井進行單層單注優化后工藝管柱分層注水試驗。

（1）設計井下管柱組合。平式底堵+平式花管+平×外變扣+單流閥+外加厚油管+配水器+外加厚油管+封隔器+懸掛器+外加厚油管+外加厚油管短節+配水器+外加厚油管+封隔器+外加厚油管+外加厚油管短節+外加厚油管短節+配水器+外加厚油管+封隔器+懸掛器+丟手接頭（自制）+外加厚油管+外加厚油管短節+外加厚油管+外加厚油管短節+管掛+四補距。

（2）現場應用情況。①10月22日，按設計要求下分注管柱完井，用磁定位及自然伽瑪曲線校深、校正卡封層段。②10月23日，用700型水泥車1部，清水25m3，反洗井，排量300-400/min，返出油水混合物，大排量洗井至進出口水質一致。從油管內分別打壓5MPa、10MPa、15MPa、20MPa，分別穩壓5min，壓力不降，繼續打壓至25MPa，穩壓30min，觀察套管無溢流，座封合格。③10月23日，投φ57mm鋼球，用700型水泥車1部，清水15m3，配合丟手，正打壓10MPa，丟手成功。④10月24日，起出井內全部丟手管柱及KTJ-114丟手接頭1只。根據觀測，躍6621井正常注水，油壓11MPa，泵壓22 MPa，日注入量47 m3。

3 經濟效益評價

躍6621井成功運用單層單注注水工藝管柱后，通過丟手接頭丟手部分成功取出井筒的新油管共1465m，單根管每米單價100元，該井共節約工程費用14.65萬元。按照采油廠一年水井完成分注、換封、轉注、下頂封措施216井次計算，以單井1465m油管為均數，可節約工程費用3164.4萬元。

4 結語

單層單注工藝管柱采用極少油管連接的工藝管柱形式，解決了注水工藝管柱因注水壓力影響所產生的管柱形變、蠕動、封隔器密封失效等技術難題，又滿足了細分層注水的測試、投撈、驗封和調配工作的需要，還有效降低了工程費用。它的研發是分層注水工藝的一次創新，在分層注水工藝措施施工上具有較好推廣應用前景。

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