周懷光，沈建新，陳 洪 李 哲，趙振興 （中石油塔里木油田分公司開發(fā)事業(yè)部，新疆 庫爾勒841000）

東河1－4－7超深井分層注水工藝及應用評價

周懷光，沈建新，陳 洪 李 哲，趙振興 （中石油塔里木油田分公司開發(fā)事業(yè)部，新疆 庫爾勒841000）

在調研國內主要油田分層注水工藝的基礎上，開發(fā)了一套適合塔里木油田的分層注水工藝，在塔里木油田超深井上開展試驗，并在塔里木油田東河1－4－7井中應用成功，取得了可喜的地質增油效果，研究結果可為類似油田作業(yè)提供參考。

塔里木油田；超深井；分層注水工藝 ；增油效果

東河塘油田自1995年注水開發(fā)后，層間矛盾逐漸突出，上部CⅢ1＋2巖性段水驅效率低，采出程度低，由于儲層物性差，表現(xiàn)為層狀開發(fā)特征；中部高滲層CⅢ23巖性段水淹嚴重，已形成次生底水，下部CⅢ4＋5巖性段水淹程度高。東河1－4－7井2009年3月吸水剖面資料表明，東河1－4－7井CⅢ2以下巖性段 （相對吸水量99.07%）吸水偏多，CⅢ1巖性段 （相對吸水量0.93%）不吸水，存在明顯的層間吸水不均問題。在輪南油田6口注水井 （井深平均在4800m）成功實施超深井分層注水工藝的經(jīng)驗基礎上，提出了對東河1－4－7超深井 （井深5920m）實施分層注水工藝，以解決CⅢ1巖性段和CⅢ2以下巖性段之間吸水不均的問題。

1 分層注水工藝配套工具結構原理

東河1－4－7井注水層深約5920m，為一口直井，地層溫度140℃左右，注水最高井口壓力40MPa。因此，注水井分層配注工具［1，2］及配套管柱必須滿足井深6000m、井溫150℃、工作壓力100MPa的超深井分層注水的要求及工具投撈安全可靠、成功率高的要求。工程上實施超深井分層注水有3個難點：一是分層注水層位深，要求完井工具耐高溫、高壓；二是CⅢ1、2巖性段只有3m厚的夾層，實施封隔器卡層作業(yè)難度大；三是CⅢ1巖性段物性差，注水難度大。

現(xiàn)將分層注水工藝配套工具的結構原理簡述如下。

1）7in MCHR卡瓦封隔器 它由坐封機構、密封機構、自鎖機構和解封機構組成。工作原理為：7in MCHR封隔器是通過油管內打壓，活塞結構使卡瓦張開，壓縮膠筒坐封 （也可以通過井筒靜液柱壓力坐封），其內部設計有倒齒棘爪機構，坐封后將膠筒保持在壓縮狀態(tài)。通過上提管柱剪斷剪切環(huán)來實現(xiàn)解封。

2）KPX－116偏心配水器 該偏心配水器主要由偏心工作筒和偏心堵塞器組成。工作原理為：正常注水時，堵塞器靠堵塞器主體臺階坐于工作筒主體的偏孔內，凸輪位于偏孔的擴孔處，在凸輪作用下使堵塞器在正常注水壓力下不至于飛出，堵塞器主體上有4道密封圈封住偏孔的出液槽，注入水經(jīng)堵塞器濾罩、水嘴和出液槽進入油套環(huán)空，最后注入地層。

3）錨定扶正器 （7in水力錨） 該錨定扶正器主要由錨體和錨爪組成。工作原理為：在封隔器坐封及注水過程中，靠液體壓力，錨爪同步伸出錨定在套管內壁上，對管柱起到錨定扶正作用，在正常注水時主要降低管柱的橫向蠕動效應。座封方式：油管打壓座封，上提管柱解封。

4）高壓補償器 （高壓伸縮管） 它主要由外管、內管和鎖定機構組成。工作原理為；伸縮管可與封隔器配合使用，主要降低管柱的縱向蠕動效應，防止損壞油管和封隔器［3］。

2 分層注水管柱及施工程序

1）二級三段配注管柱 根據(jù)東河1－4－7井的夾層小 （3m）、井深 （5920m）超深的突出特點，采用的配注工具組合的二級三段配注錨定補償式［3］工藝管柱結構 （自上而下）為：補償器（高壓伸縮管）＋水力錨＋7in MCHR卡瓦封隔器（自帶卡瓦）＋KPX－116偏心配水器＋7in MCHR卡瓦封隔器（自帶卡瓦）＋KPX－116偏心配水器＋7in MCHR卡瓦封隔器（自帶卡瓦）＋KPX－116偏心配水器＋單流閥。

2）施工步驟 用7in套管刮管器刮削套管，射孔井段可反復提下數(shù)次，實探井底，確定是否沖砂，用洗井液正－反－正洗井。對CⅢ1巖性段補孔5753.0～5776.0m，共計23m。下Y211－148封隔器驗竄管柱，對CⅢ1巖性段和CⅢ2巖性段 （二層之間夾層只有3m）驗竄，測CⅢ1巖性段吸水性能。采用多氰酸酸化CⅢ1巖性段。丈量油管、封隔器、配水器、水力錨、伸縮管等井下工具，組配井下管柱 （偏心配水器堵塞式雙探頭壓力計和堵塞器 （死嘴）合格裝入偏心工作筒）。下分層注水管柱，據(jù)情況調整管柱長度，嚴格較深，保證封隔器、配水器、水力錨下到預定位置。裝井口，采油樹試壓70MPa，反替環(huán)空保護液，油管憋壓按照0→7→14→21→28MPa穩(wěn)步上升，中間間隔5min左右，封隔器坐封。井口憋壓，管柱驗漏，若有漏失現(xiàn)象，下井下流量計驗漏測試，全井驗漏合格后進行下步工作。改變工作制度開－關－開井，鋼絲撈出堵塞式壓力計回放數(shù)據(jù)，以確定施工目的層是否竄槽，封隔器是否密封。驗漏、驗竄、驗封合格后，測分層吸水指示曲線。根據(jù)各層吸水指示曲線調配合適的水嘴。

3 現(xiàn)場應用評價

3.1 超深井分層測試投撈情況

采用超深井配注工具及二級三段工藝管柱在東河1－4－7井對CⅢ1、CⅢ2和CⅢ2以下巖性段實施分層注水施工，封隔器坐封、管柱驗漏壓力26.0MPa，時間30min，壓力不降。13次投撈，次次成功，提撈過程中無遇阻現(xiàn)象，投撈成功率100%。2010年11月19日撈出雙探頭電子壓力計 （耐壓100MPa，耐溫150℃）發(fā)現(xiàn)壓力計進水，判斷認為密封失效 。經(jīng)過更換密封件對封隔器成功驗封，證明第2級封隔器密封良好 ；利用耐壓100MPa、耐溫150℃井下電磁流量計測試流量，同樣獲得成功。

3.2 分層注水后吸水剖面測試情況

分層注水前后的吸水剖面如圖1、2所示。由圖1、2可以看出，分注前CⅢ1巖性段基本不吸水 （相對吸水量0.4%），分注后吸水剖面都趨于均衡，達到了配注要求，其中CⅢ3巖性段以下地質上要求暫時不注水 （目前是死嘴）。

圖1 東河1－4－7井分注前吸水剖面

圖2 東河1－4－7井分注后吸水剖面

3.3 分層注水效果

東河1－4－7井實施超深井分層注水，周邊采油井取得了明顯的增油、控水、增儲效果和顯著的經(jīng)濟效益。施工后井組日產(chǎn)油由319t上升到348t，增產(chǎn)比1.1；原油含水率由39.2%下降到33.1%，下降了6.1個百分點。井組動用可采儲量由4.188×104t上升到5.611×104t，增加動用可采儲量1.423×104t。增油有效期12個月，累積增產(chǎn)原油10440t。原油價格按3412元/t計算，并扣除260萬元分層配注成本，東河1－4－7井組分層配注原油增產(chǎn)盈利3302萬元，投入產(chǎn)出比1∶12.7。

4 結 語

采用超深井分層注水工藝及配套技術，在東河1－4－7井應用滿足了超深井分層配注的工藝技術要求，有效地解決了層間矛盾，提高了低壓低滲層儲量的動用程度，達到降低油井含水、提高油井產(chǎn)量的目的，注采井組控水、增油、增儲效果明顯，取得了顯著的經(jīng)濟效益。超深井分層注水工藝在塔里木油田具有廣闊的應用前景。

［1］裴承河.分層注水技術在長6油藏開發(fā)中的應用 ［J］.西安石油大學學報 （自然科學版），2006，21（2）：34～36.

［2］萬仁溥.采油技術手冊 （下冊）［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2000.

［3］王增林.錨定補償式分層注水管柱研究及應用 ［J］.石油機械，2001，29（7）：30～32.

TE 357.6

A

1000－9752（2011）06－0338－03

2011－05－22

周懷光 （1984－），男，2007年中國石油大學 （華東）畢業(yè)，助理工程師，現(xiàn)主要從事采油、試油工程研究工作。

［編輯］ 蘇開科