恒流式偏心配水堵塞器的改進與應(yīng)用

梁德海

【摘要】面對采油廠精細注水井逐年增加的壓力，達到精細注水層段注好水、注夠水要求，面臨著層間注水壓力差異大、個別層段無法達到配注標準；周期注水、層間輪注造成系統(tǒng)注水不穩(wěn)定，導致各層段測試水量無法穩(wěn)定；測試工作量劇增，導致測試合格率低，從而使細分層注水測試周期長、注水方案落實困難、資料符合率較低等問題，為解決以上問題，提高測試效率，我廠組織開發(fā)研究及應(yīng)用了恒流式偏心配水堵塞器，取得了很好的效果，目前正在推廣使用，希望通過本文，對相關(guān)采油廠的注水井測調(diào)試工作有所借鑒。

【關(guān)鍵詞】 恒流式 堵塞器 改進 效果 應(yīng)用

隨著油田開發(fā)的深入，要求注水質(zhì)量越來越高，油藏小層的層段劃分越來越精細，因此，精細注水層段的注水要求也逐年提高。針對常規(guī)測調(diào)試方法的定量測試工作量小，測試合格率低、同時由于地面管網(wǎng)漏失、注水系統(tǒng)壓力波動，導致井下各層段注水量發(fā)生變化，測試資料復測符合率在25%以下等問題，常規(guī)測試已經(jīng)無法滿足精細注水現(xiàn)狀的要求。

圖1 恒流偏心配水堵塞器結(jié)構(gòu)圖

設(shè)F為一定預(yù)壓縮量的定壓彈簧對柱塞的彈力；S為柱塞橫截面積，Pa為堵塞器入口處的壓力，Pb為柱塞與主體內(nèi)腔的壓力，Pc為堵塞器出水剪切口處壓力。

根據(jù)流體力學理論，固定水嘴前后的壓差ΔP與通過水嘴的流量Q存在如下關(guān)系：（式1）

式中：

μ ：流量系數(shù)；

A ：孔口面積 m2；

ΔP：孔口前后壓差 MPa；

ρ：流體密度 kg/m3。

對于一定孔徑的水嘴，通過水嘴的流量Q只與水嘴兩端的壓力差ΔP 有關(guān)。即流量隨著壓差的改變而改變見圖2。由此得出：若使流量Q恒定，只要保證水嘴兩端的壓差ΔP保持恒定時即可實現(xiàn)。

2 恒流配水器的改進及配套技術(shù)的應(yīng)用2.1 試驗中發(fā)現(xiàn)的問題及改進

（1）解決了堵塞器上部打撈桿壓蓋無止退密封圈或其他鎖緊裝置，易退扣脫落問題；

（2）提高打撈桿鎖輪加工精度，解決堵塞器不易投入偏孔的難題；

（3）提高堵塞器主體出水孔的機械強度和抗沖擊強度，避免在投撈或試投過程中，撞擊該部位造成變形或彎曲及長期注水后沖蝕漏失；

（4）提高打撈桿與限位體連接強度，避免打撈桿拔脫，造成井下事故。

2.2 應(yīng)用配套技術(shù)，解決恒流配水器在注水過程中的難題

在現(xiàn)場測試、復測過程中，發(fā)現(xiàn)注水壓力升高、注水量下降。起出來發(fā)現(xiàn)堵塞器濾網(wǎng)和水嘴被雜質(zhì)堵塞現(xiàn)象十分嚴重。為了解決這一難題，在努力改善注入水質(zhì)的同時，我們在注水井口安裝井口過濾裝置，與恒流配水器配套使用，取得了明顯的效果。

3 現(xiàn)場試驗與應(yīng)用

3.1 在不同注水壓力下的恒流性能試驗

通過在不同注水壓力下的恒流試驗與應(yīng)用，證明該恒流配水堵塞器的性能非常穩(wěn)定，試驗取得了成功。

3.2 在層間注水壓力差異大的井上恒流性能試驗

原無法落實地質(zhì)配注方案的典型井，其中井8啟動壓力6.0MPa，正常注水壓力為7.0MPa，管匯壓力12.0MPa；井9啟動壓力4.5MPa，注水壓力5.8 MPa，站內(nèi)管匯壓力 11.0MPa；井10各層段間矛盾較大，普通偏堵無法控制強吸水層段。在通過使用恒流配水堵塞器后，成功實現(xiàn)了分層注水合格，滿足了全井及分層配注要求。

3.3 在低壓注水井的恒流性能試驗

井2的注水壓力很低，啟動壓力只有1.6兆帕，在個別層段測試達不到配注要求，在層段測試使用恒流水嘴后，達到了注夠水的目的。

3.4 細分層注水井中恒流性能試驗

井3井為精細注水井，注水層段分為5段，在使用常規(guī)水嘴測試時全井和分層都無法滿足地質(zhì)方案，在嘗試恒流配水器測試后，無論是全井還是分層，都達到了地質(zhì)配注要求。4 結(jié)論

4.1 分注效果明顯改善，分注合格率大幅度上升

在安裝恒流水嘴的77口水井中，使用層數(shù)為252層，使用前的注水合格層數(shù)為186層，注水合格率為73.81%；在使用后注水合格層數(shù)為236層，注水合格率為93.65%。

4.2 井組開發(fā)效果得到顯著提高；

井4自10年實施精細注水后，井組的開發(fā)效果明顯提高，該井組在使用恒流水嘴前日產(chǎn)液29.7噸，日產(chǎn)油2.3噸，在精細注水1年后，井組日產(chǎn)液上升到35.2噸，日產(chǎn)油上升到3.3噸，日產(chǎn)油上升了1.0噸。

4.3 測試效率得到有效提高，單井測試費用明顯下降。

以注水井的4個層段為例。如下入2級恒流配水堵塞器，可減少40～70%的測調(diào)工作量，如全井下入則效益更為可觀。

4.4 使用該堵塞器可以進一步平衡層間矛盾

有效地控制強吸水層段，為有效地落實注水方案提供有效手段。同時大大降低調(diào)試工作量，有效提高測調(diào)試工作效率。

參考文獻

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