橋式同心分注技術(shù)在深斜井中的應(yīng)用探究

范　軍 高　磊

（長(zhǎng)慶油田分公司機(jī)械制造總廠（數(shù)字化技術(shù)服務(wù)處），陜西 西安 710201）

橋式同心分注技術(shù)在深斜井中的應(yīng)用探究

范軍 高磊

（長(zhǎng)慶油田分公司機(jī)械制造總廠（數(shù)字化技術(shù)服務(wù)處），陜西 西安 710201）

隨著油藏開采的不斷深入，出現(xiàn)了大量的深斜井，常規(guī)偏心分注技術(shù)和橋式偏心分注技術(shù)已不能滿足現(xiàn)有油藏注水開發(fā)的需求，通過(guò)不斷創(chuàng)新，研發(fā)了橋式同心分注技術(shù)，該技術(shù)具有適用范圍寬，測(cè)調(diào)成功率、測(cè)調(diào)效率及測(cè)調(diào)精確度高的特點(diǎn)，在很大程度上解決了現(xiàn)有油田中深斜井注水開發(fā)難的問(wèn)題，具有很好的推廣前景。

橋式同心；分注技術(shù)；概述；應(yīng)用

近年來(lái)，隨著石油需求的不斷增大，石油開采的量也在不斷提升，我國(guó)在勘測(cè)新的油氣資源的同時(shí)，加大了對(duì)現(xiàn)有油田的注水開發(fā)。目前我國(guó)油田采用的注水工藝仍以常規(guī)偏心分注技術(shù)和橋式偏心分注技術(shù)為主，實(shí)現(xiàn)了井深2200m，井斜30°以內(nèi)的兩級(jí)分層注水，但這兩種工藝均需要精確的機(jī)械式導(dǎo)向、定位和對(duì)接，在大斜度井和深井中應(yīng)用時(shí)存在著測(cè)試效率低、測(cè)試成功率低和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大的弊端。隨著油藏開發(fā)的不斷深入，出現(xiàn)了大量的大斜度井、深井和多層小卡距井，使石油開采的難度不斷增加，這兩種工藝已難已滿足油田開發(fā)的需要，影響了石油的產(chǎn)量，也影響了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在這種情況下，我國(guó)在常規(guī)偏心分注技術(shù)和橋式偏心分注技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了不斷創(chuàng)新，研發(fā)了橋式同心分注技術(shù)，該技術(shù)改變了傳統(tǒng)的偏心作業(yè)方式，具有易對(duì)接、測(cè)試效率高和成功率的優(yōu)勢(shì)，在很大程度上解決了大斜度井和深井分注測(cè)調(diào)難度大和成功率低的問(wèn)題，在各大油田的大斜度井及深井的分注測(cè)調(diào)中取得了顯著效果。

一、橋式同心分注技術(shù)的概述

1.橋式同心分注技術(shù)的原理

橋式同心分注技術(shù)是利用機(jī)電一體及電纜傳感接受技術(shù)，利用封隔器將各儲(chǔ)層分隔開來(lái)，然后采用橋式同心配水器為各儲(chǔ)層注水，井下測(cè)調(diào)儀將監(jiān)測(cè)到的流量、溫度、壓力等參數(shù)通過(guò)連接電纜傳送到地面控制系統(tǒng)，地面控制系統(tǒng)采用測(cè)調(diào)聯(lián)動(dòng)的方式，邊測(cè)邊調(diào)，實(shí)時(shí)對(duì)注水流量進(jìn)行測(cè)試與調(diào)配，能夠滿足不同地質(zhì)油井的配注需求。其工藝原理如圖1所示。

2.橋式同心分注系統(tǒng)的組成

橋式同心分注系統(tǒng)主要由地面控制系統(tǒng)、井下測(cè)調(diào)儀器和橋式同心配水器等部分組成。

地面控制系統(tǒng)包括地面控制分析系統(tǒng)和地面控制裝置，地面控制分析系統(tǒng)接收到井下測(cè)調(diào)儀的各種監(jiān)測(cè)參數(shù)，通過(guò)分析后發(fā)出指令，通過(guò)電纜使井下測(cè)調(diào)儀完成各種控制動(dòng)作如張臂、收臂及控制配水器水嘴的開度等，具有操作方便、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。

井下測(cè)調(diào)儀主要由扶正器、流量計(jì)、磁定儀、電機(jī)、定位爪、防轉(zhuǎn)爪和調(diào)節(jié)頭等部分組成，利用同心連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力傳遞，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)力傳遞效率高和調(diào)節(jié)扭矩大的優(yōu)點(diǎn)，并且井下測(cè)調(diào)儀還具有定位功能，能夠?qū)Ω髋渌骷胺飧舻奈恢眠M(jìn)行準(zhǔn)確定位，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)注水層間準(zhǔn)確測(cè)調(diào)，井下測(cè)調(diào)儀集成了流量計(jì)與調(diào)節(jié)頭，實(shí)現(xiàn)流量測(cè)試與水嘴調(diào)節(jié)的同步，很大程度地提高了分層注水的效率。

橋式同心配水器主要由上接頭、外筒、定位機(jī)構(gòu)、同心活動(dòng)筒、活動(dòng)水嘴、固定水嘴和下接頭等部分組成，采用平臺(tái)式直接定位對(duì)接，對(duì)接成功率高，通過(guò)測(cè)調(diào)儀控制同心活動(dòng)筒和活動(dòng)水嘴達(dá)到調(diào)節(jié)可調(diào)式水嘴的開席，實(shí)現(xiàn)對(duì)注水流量大小的調(diào)節(jié)。同心活動(dòng)筒的關(guān)鍵部位采用陶瓷材料，可以達(dá)到完全密閉，并能承受60MPa的壓力，完全能夠滿足封隔器坐封的要求，如圖2所示。

3.配套管柱工藝

橋式分注注水管柱主要由封隔器、橋式同心配水器、球座、篩管和絲堵等組成，能夠不受投撈距離及封隔器卡距的限制，能夠?qū)崿F(xiàn)不同層數(shù)的分層注水。二級(jí)三段管柱結(jié)構(gòu)如圖3所示。

4.橋式同心分注技術(shù)的主要特點(diǎn)

（1）橋式同心分注技術(shù)為同心測(cè)調(diào)，傳遞的扭矩大，適用于深、斜井，特別是深度和斜度較大的油井。

（2）測(cè)調(diào)成功率提高，相對(duì)于偏心分注工藝，同心分注工藝不需要精確的機(jī)械引導(dǎo)，測(cè)調(diào)時(shí)在配水器的中心通道作業(yè)，采用的是平臺(tái)式同心對(duì)接，理論上測(cè)調(diào)成功可達(dá)到100%。

（3）測(cè)調(diào)效率提高，橋式同心分注技術(shù)采用無(wú)級(jí)差調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，一次電纜作業(yè)可完成全井的分層注水量調(diào)配，并且在調(diào)節(jié)任意一級(jí)配水器可調(diào)式水嘴開度時(shí)不會(huì)影響到其他配水器的正常工作，在很大程度上提高了測(cè)調(diào)的效率。

（4）測(cè)調(diào)的精確度提高，橋式同心分注技術(shù)采用測(cè)調(diào)聯(lián)動(dòng)技術(shù)，配水器的流量可從地面分析系統(tǒng)中直接讀取，實(shí)現(xiàn)了流量測(cè)試與調(diào)配同步進(jìn)行，提高了測(cè)調(diào)的精確度。

圖1　橋式同心分注技術(shù)原理

圖2　橋式同心配水器

圖3　二級(jí)三段橋式同心分注管柱結(jié)構(gòu)

二、橋式同心分注技術(shù)在深斜井中的應(yīng)用效果

橋式同心分注技術(shù)在油田39口深斜井中進(jìn)行了試驗(yàn)，相對(duì)于常規(guī)分注技術(shù)和橋式偏心分注技術(shù)測(cè)調(diào)成功率達(dá)到了100%，分注合格率達(dá)到100%最高實(shí)現(xiàn)了井下三級(jí)四段套保分注，配水器最大下入深度達(dá)到了2769m，井斜度最大為41°，井下溫度最高達(dá)到了150℃。詳見(jiàn)表1。

結(jié)論

橋式同心分注技術(shù)是在傳統(tǒng)的分注技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合橋式偏心分注技術(shù)的特點(diǎn)，不斷創(chuàng)新發(fā)展而來(lái)的，在理論上具有很高的測(cè)調(diào)成功率、測(cè)調(diào)效率和測(cè)調(diào)精確度。在油田中試驗(yàn)的結(jié)果顯示測(cè)調(diào)成功率和分注合格率均達(dá)到了100%，注水的平均誤差僅為2.7%，充分驗(yàn)證的橋式同心分注技術(shù)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，在深斜井油藏的開發(fā)中發(fā)揮出了較為理想的作用。橋式同心分注技術(shù)是一種新興的工藝，在地面分析軟件、關(guān)鍵部件使用的材料和制造工藝上還有很大的優(yōu)化提升的空間，這一技術(shù)會(huì)有很廣泛的應(yīng)用前景。

表1　橋式同心分注技術(shù)調(diào)配前后情況對(duì)比表

［1］李艷，侯軍剛，康帥，等.橋式同心分注工藝技術(shù)在安塞油田多油層開發(fā)中的研究與應(yīng)用［J］.石油儀器，2013，27（6）：63-65.

［2］于九政，巨亞鋒，郭方元.橋式同心分層注水工藝的研究與試驗(yàn)［J］.石油鉆采工藝，2015（5）：92-94.

［3］王威，鄧康，孫爽.橋式同心分注工藝技術(shù)應(yīng)用探討［J］.工業(yè)，2016（11）：123-123.

［4］李宏偉，袁永文，楊紅剛，等.橋式同心分注工藝在青海油田的應(yīng)用［J］.青海石油，2014（3）：65-70.

［5］于九政，郭方元，巨亞鋒.橋式同心配水器的研制與試驗(yàn)［J］.石油機(jī)械，2013，41（9）：88-90.

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