同心雙管分注技術研究與應用*

喬志學 趙留陽 孔憲永 王彪 杜泳林 劉平（大港油田公司第三采油廠）

南部油田目前采用簡單的籠統注水或一級二段地面配水分注，注入水對儲層的長期沖刷改造，形成高滲條帶和大孔道，在注水過程中的單層突進和舌進現象十分明顯，導致注入水推進不均勻，使強吸水能力逐步增強，上下兩套油層之間、同一套油層內部差異日益突出，依靠簡單的籠統注水或一級兩段分層注水已不能有效改善層間差異[1-2]。層間矛盾突出，急需實施分層注水，近幾年相繼開展了細分注及分注新技術研究試驗，但受井深、注水壓力、管柱腐蝕結垢及測試條件等因素制約，測試調配難度大，周期長且成功率低，一直沒有取得較好效果[3-5]。為實現南部油田套管保護條件下的多級分注，滿足油藏注水開發迫切需求[6]，開展了同心雙管分注技術試驗及推廣應用。

1 技術原理

1.1 同心雙管分注技術

該技術是在3?2TBG油管內插入1.9TBG油管，形成油套環空、大小油管環空、小油管內腔三個注水通道，通過地面閘門調節水量，套管、大油管、小油管各有單獨的壓力表、流量計三套系統分別控制，從而實現三段分注或二段套保分注。同心雙管井口裝置原理及示意圖見圖1。

圖1 同心雙管井口裝置原理及示意圖

1.2 管柱結構及參數

1.2.1 管柱結構

采用外管和內管同心結構設計，通過井下工具組合，形成小管和雙管環空兩個注水系統，實現分層注水，具體管柱結構見圖2。

圖2 同心雙管分注管柱結構示意圖

外管：包括3?2TBG油管（內襯油管/內外鍍滲鎢油管）+Y341可洗井封隔器+洗井閥+Y341可洗井封隔器+打壓球座+篩管+絲堵。

內管：由1.900TBG油管（玻璃鋼/鍍滲鎢小管）+滑套式安全接頭+補償器，管柱尾部插入洗井閥中。

1.2.2 井下工具參數

1）Y341可洗井封隔器。該封隔器上提管柱解封，防止層間差異造成的封隔器自動解封；洗井活塞定壓開啟，確保洗井活塞可靠密封，防止層間串通。封隔器具體型號參數見表1。

表1 封隔器具體型號參數

2）插入密封管及洗井閥。采用“V”型組合密封技術，保證可靠密封，同時長密封段起到了補償管柱蠕動效應及分隔內外管流道和長度補償作用。插入密封管及洗井閥結構及實物圖見圖3。

圖3 插入密封管及洗井閥結構及實物圖

1.3 坐封及驗封方法

采取液壓座封方式，分別對各層段進行座封及驗封，具體方法如下：

1）下層坐封時，打開套管放空閘門，內管投球分級打壓12，16，18，20MPa，各點均穩壓5min，繼續打壓至23MPa壓力突降。如果在打壓過程中套管出現返水，則證明內管插封密封無效。

2）上層坐封時，油內環空分級打壓12，16，18，20MPa，各點均穩壓5min，繼續打壓至23MPa壓力突降。

3）下層驗封時，從內管試擠，打開套管放空閘門，壓力保持10MPa左右，試注30min，觀察套管是否返水，若套管不返水，證明下層Y341可洗井封隔器密封有效，可執行下步工序；若套管返水，則密封無效。

4）上層驗封時，從油內環空試擠，打開套管、內管放空閘門，壓力保持10MPa左右，試注30min，觀察套管與內管是否返水，若套管不返水，證明上層Y341可洗井封隔器密封有效，可執行下步工序；若套管返水，則密封無效。

2 技術優勢

2.1 分注技術優勢

該分注工藝相比于油套地面及常規分注具有以下優勢：

1）解決油套環空注水問題，避免管柱腐蝕結垢，降低造成的大修風險。

2）兩套獨立的注水系統能夠有效解決高低壓層之間的層間干擾問題，從而提高分注井的層段合格率。

3）不需測調，在井口計量，提高了資料準確性，減少了井下測調工作量，后期維護管理簡單。

2.2 適用條件及性能特點

同心雙管分注技術適用條件：大斜度井分注、層間差異大，反復調剖分注井，分層水量無法調配分注井等。

同心雙管分注技術性能具備以下特點：一是地面控制分層配聚量，無需井下測試調配，地面采用直讀式電磁流量計，連續讀取分層流量，可以遠程智能調配[7-9]；二是封隔器密封性可以直觀判斷；三是若管網配套，可實現聚合物分層分質注入[10]；四是管柱具有徹底洗井功能。

3 效益分析

3.1 經濟效益分析

大港南部油田優選家新43-23等三口井實施同心雙管分注技術，并完成遠程調配水量，測調完成后，達到配注量，注水平穩。受精細注水、有效注水影響，截止目前井組日增油8.55t，累計增油1865t，措施仍然有效，預計年增油4200t，按照原油價格3008.2元計算，截止目前累計創效1200余萬元，同時避免人工測調費用29井次，節約測調費用28.5萬元，2020年同心雙管分注實施情況見表2。

表2 2020年同心雙管分注實施情況

同時根據實施地面智能分注井采用的鍍滲鎢和玻璃鋼小管分析，分注設計中實際下入深度與下段油層底界幾乎相同，根據注水原理優化管柱組合，建議小管下至下段油層頂界即可，預計2021年實施9口井，節約小管約1647m，節支創效18萬元，2021年實施井管柱情況見表3。

表3 2021年實施井管柱情況

3.2 社會效益分析

同心雙管分注技術工藝自動化程度高，調水方便，不再需要測調車進行水量測調，降低了管理難度及生產護理成本及員工的工作強度，產生了一定的社會效益。同時避免了油套環空注水，降低了安全風險隱患。

4 結束語

同心雙管分注技術通過內外油管組合，解決了油套環空注水的問題，同時具備調剖注聚功能，最大限度的保證生產安全，同時該工藝自動化程度高，無需下入測試儀器即可進行遠程調控，降低管理成本、減輕了員工的勞動強度，具有一定的社會效益，同時該分注技術能夠實現有效注水，精細注水，實現節能創效1200余萬元，經濟效益可觀。該分注技術能夠解決復雜斷塊油藏高低壓層相互干擾的問題，提高分注合格率，提高分注水平，實現有效注水、精細注水，為老油田注水可持續開發提供了一種新的手段，具有一定的推廣意義。