同心可調配水器的應用研究

馬長禮

摘要：隨著石油產量的不斷增加和油田開采的不斷深入，注水開發已經成為油田常態化開發手段和實現穩產的有效技術措施。近年來，科學技術的快速發展促進了鉆井技術的不斷創新和發展，深井、大斜度井、多層小卡距井的數量逐年增加，分層注水、分級注水井的數量以及測調工作量也在不斷加大，同時也對分注工藝測試效率和監測注入參數提出了更高和更為嚴格的技術要求。傳統的偏心配水器無法適應鉆井新技術發展的需求，因此開發研制新型配水器非常必要。實踐證明，同心可調配水器的應用有效解決了偏心配水器的缺點和不足，對各種井下復雜情況都可有效發揮作用，本文對此進行研究。

關鍵詞：同心可調配水器;分層分級注水;應用研究

近年來，隨著鉆井技術的發展，深井、大斜度井、多層小卡距井的數量不斷增多，分層注水、分級注水井及調測工作量大幅度增加，并對分注工藝測試效率和監測注入參數提出了更高和更為嚴格的技術要求。傳統的偏心配水技術存在很多弊端，難以適應鉆井技術發展的需求，因此研發新型配水器十分必要[1]。實踐證明，同心可調式配水器能夠滿足井下各種復雜條件下的配水需求，有效彌補了偏心配水器的缺點和不足，對促進鉆井技術的發展具有重要意義。

1 同心可調配水器概述

同心可調配水器是由上位機、導管、上接頭、中心管、旋轉管、可調節水嘴、調節臂、及下接頭組成的，并通過計算機系統（上位機）實施系統控制，注水時與專用的一體化測調儀相配合使用。其中導管的作用是對一體化測調儀起到經向和軸向的上的限位和定位左右，旋轉管通過旋轉可有效調節注水閥水嘴開啟大小的功效，即調節注水量。旋轉管是由高質量的不銹鋼材質之罪而成，不僅具有較強的防腐性能，并且具有扭矩小、調配靈活方便，水嘴連續性調節、注水量調配更加準確可控，各級配水器的內徑相同、分級注水層數不受限制，該配水器同時具備返吐功能、在停止注水后能有效防止地層返吐出砂。實踐證明，同心可調式配水器能適應各種復雜的井下環境，應用范圍較廣[2]。

2 同心可調配水器的工作原理及應用

2.1 同心可調配水器的工作原理

同心可調配水器的工作原理是：如果需要對目標層實施注水調節，首先需要將測調儀下放至距離目標注水層上方10米的位置，開啟控制器或控制軟件上的開臂啟動按鈕打開調節臂，調節臂開啟到位后井下測調儀停止工作并將調節臂開啟到位狀態信息發送至上位機系統控制軟件。當調節臂開啟到位后，便可將儀器下放至井下實現調節臂與井下同心可調配水器的對接，當上位機控制軟件顯示對接成功后，開啟（收回）調節臂按鈕不在起作用。這時工程技術人員便可通過控制器或系統控制軟件的正負調節按鈕對配水器開度進行調節。當對注水流量進行調節時，可通過上位機控制軟件系統對注水的溫度、流量及壓力進行實時測量并顯示出配水器可調水嘴的開度變化情況，可調水嘴的開度變化步長為3%[3]。如果注水流量或可調水嘴的開度達到設定目標值可通過停止按鈕使本層的注水流量調節停止，上提儀器使其脫離對接狀態，再通過控制器或上位機系統控制軟件的收臂按鈕將調節臂收回，調節臂收臂到位后上位機系統控制軟件會自動顯示出手臂狀態，至此該注水層注水調解完畢，可對下個注水目標層實施注水調節。

2.2 同心可調配水器的應用

同心可調配水器水嘴為一體化設計，在注水調節過程中要與相對應的測調儀聯動調節，實現精確注水的目的。在應用過程中，要準確的掌握測調儀在注水調節過程中與同心可調配水器內部結構位置的對應關系，需要將測調儀的定位爪打開后安放在配水器本體定位臺上，將測調儀的防轉爪卡在配水器本體防轉槽內對測調儀進行固定。注水開始后，卡在可調水嘴對應調節槽內的調節爪帶動水嘴轉動，實現對可調水嘴開度大小的調節及關閉功能[4]。可調水嘴開度完全打開或關閉后，相對應的脫開機構自動啟動可有效防止被卡死，保證注水儀器設備的有效性和完好性。

3 同心可調式配水器生產現場試驗

自2017年5月-8月，本油田先后在甘21-3、甘25-7和甘28-1井進行了同心可調式配水器注水效果試驗，上述3口井經過測試調配后，注水正常，注水效果比較理想。實踐證明，同心可調式配水器能有效保持各層段的均衡壓力，有效克服了偏心配水器對井深、井斜、沾污結垢嚴重以及層間干擾等井下復雜條件下對分層精準注水的工藝技術需求，對推進油田注水開發技術的創新和發展具有積極作用。

4 經濟效益分析

經濟效益是企業生產經營的主要目標，因此對同心可調式配水器在油田應用的經濟效益進行分析十分重要且必不可少。

4.1 資金投入分析

本次試驗共投入試驗井3口，配置同心可調式配水器7套，其中甘21-3井2套、甘25-7井3套、甘28-1井2套。每套同心可調式配水器購入單價22400元，7套×22400元/套=156800元。

4.2 實現效益分析

與傳統的偏心配水器相比較，同心可調式配水器能有效避免測試受阻以及測試儀器落井而導致上作業3次井，每口換封井的作業費用大約在85000元，共減少換封井作業費3井次×85000元/井次=255000元。

同時由于傳統的偏心配水器需要頻繁的對注水管柱進行測試，通常情況下每口兩級三段大斜度井的測試次數為三次，每次測試費用3500元，每口井的測試費用為3次×3500元/每次=10500元，合計3井次×10500元/每井次=31500元。而同心可調式配水器則不需要換封井和測試作業。

全部費用支出合計：255000元（換封井作業費）+ 31500元（測試費用）=346500元。經濟效益比較：156800元（配水器投入）：346500元（作業費節約）=2.2098元，經濟效益比較明顯。

5 結論

通過生產試驗證明，同心可調式配水器在深井、大斜度定向井、小卡距井的有效應用，具有測調容易對接、操作簡便、測調效率高等優勢，有效解決了深井、大斜度定向井及小卡距井等復雜條件下的分層注水難度大、注水效果差的難題，實現了注水調配測試技術的快捷化、智能化和精準化，能夠滿足復雜地質條件下的精細化分層注水的技術要求，對油田注水技術的發展具有積極作用。

參考文獻：

[1]晁岳昌，周賓.同心可調配水器的應用[J].現代商貿工業，2015（14）：204-205.

[2]張劍，王楊，叢娟 等.同心可調配水器改進與應用[J].中國化工貿易，2013（A02）：196.

[3]陳朋剛，史鵬濤，邢寬宏.同心可調式配水器的研制與試驗[J].非常規油氣，2017（4）：93-96，6.

[4]耿海濤，肖國華，宋顯民 等.同心測調一體分注技術研究與應用[J].斷塊油氣田，2013（3）：406-408.