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        定向注水井分層注水及配套測(cè)試技術(shù)研究

        2013-09-07 01:02:22
        關(guān)鍵詞:水器定向井井區(qū)

        (中國(guó)石油新疆油田公司風(fēng)城油田作業(yè)區(qū),新疆 克拉瑪依市 834000)

        1 概述

        烏33 井區(qū)26 口注水井中,直井3口、定向井23 口。定向井傾角在1.21°~42.19°間。其中,傾角 20°~30°有 3 口,30°~40°有 15 口。造斜點(diǎn)在 520~978m 間【1】。

        由于受井斜的影響,旋轉(zhuǎn)扭矩很難傳遞到封隔器上,不能正常換軌道坐封,造成坐封困難和難以坐封,限制了常規(guī)直井機(jī)械壓縮式封隔器的應(yīng)用;井斜的作用,致使封隔器坐封時(shí)膠筒受力不均,膠筒肩部應(yīng)力集中,導(dǎo)致膠筒密封性能下降,分注管柱的壽命縮短。

        因此,定向注水井分注管柱應(yīng)滿足;封隔器居中、能承受交變載荷時(shí)的密封和提高密封有效期;分層水量調(diào)配測(cè)試儀器串的下放與上提可靠。

        2 定向井分層注水工藝的研究

        根據(jù)以上分析,篩選出偏心配水分層注水工藝,對(duì)封隔器進(jìn)行扶正居中改進(jìn),進(jìn)行偏心配水器及相應(yīng)測(cè)試工藝改進(jìn),滿足定向井分層注水需求。

        2.1 封隔器的改進(jìn)

        為解決定向井中管柱嚴(yán)重偏向套管的一邊、封隔器坐封時(shí)膠筒受力不均問題,在封隔器主體結(jié)構(gòu)上增加扶機(jī)構(gòu)正以克服管柱正壓力造成的密封性能下降。封隔器受力分析及計(jì)算[2]。

        鋼球扶正時(shí)的受力分析如下圖:

        圖1 鋼球扶正時(shí)的受力分析圖

        1-中心管,2-鋼球,3-套管,Nb-中心管鋼球扶正錐體斜面對(duì)鋼球的支反力,N-套管對(duì)鋼球的支反力,F(xiàn)-活塞對(duì)鋼球的綜合總推力。

        通過室內(nèi)試驗(yàn)及力學(xué)計(jì)算,對(duì)封隔器居中扶正結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),滿足了其在定向井內(nèi)的坐封要求。下井應(yīng)用近3 年,基本未發(fā)生失封現(xiàn)象。

        圖2 居中扶正封隔器結(jié)構(gòu)示意圖

        2.2 配水器的改進(jìn)

        對(duì)偏心配水器進(jìn)行減小各變徑間的過渡倒角;提高相鄰件的對(duì)正精度和減小其間隙;關(guān)鍵件如扶正體和主體之間增加定位結(jié)構(gòu);消除主體和支架間的間隙做到準(zhǔn)確定位;降低投撈器及堵塞器所經(jīng)過的各內(nèi)孔的粗糙度,以減小摩擦阻力;各內(nèi)孔鍍膜以減小摩擦阻力。(如下圖)

        堵塞器主體φ22 毫米臺(tái)階坐于工作筒主體φ20 毫米偏孔上端面,凸輪卡于偏孔φ25 毫米擴(kuò)孔段內(nèi),堵塞器外側(cè)出液 槽上、下兩組膠圈密封于主體偏孔出液口處,注入水經(jīng)濾罩、水嘴、堵塞器出液槽、工作筒偏孔出液槽進(jìn)入油套環(huán)空間,之后過套管射孔炮眼進(jìn)入注水層段地層。

        改進(jìn)后的配水器適用于定向注水井分層水量的測(cè)試與調(diào)配,投撈堵塞器能準(zhǔn)確到位,沒有發(fā)生儀器掉卡事故。

        2.3 調(diào)配測(cè)試工藝的改進(jìn)

        地面測(cè)控儀通過電纜指揮綜合測(cè)調(diào)儀對(duì)井下可調(diào)式堵塞器的進(jìn)行調(diào)配,同時(shí)在地面測(cè)控儀顯示調(diào)配流量等參數(shù),縮短了測(cè)調(diào)時(shí)間(測(cè)調(diào)三層井一般僅用2-3 小時(shí))。測(cè)控儀可選用調(diào)控器與電磁雙流量計(jì)組合或調(diào)控器與超聲波流量計(jì)組合。應(yīng)用電纜直讀測(cè)調(diào)工藝進(jìn)行分層水量測(cè)試調(diào)配,可減少測(cè)試工作量三分之二,減少儀器下放頻次,減小儀器遇卡風(fēng)險(xiǎn)。

        3 應(yīng)用情況

        運(yùn)用改進(jìn)后的偏心配水分層注水工藝在烏33 井區(qū)實(shí)施定向注水井分層注水23 口,滿足了烏33 井區(qū)大斜度注水井分層注水要求,分注率達(dá)100%;分層注水量達(dá)到地質(zhì)配注要求。2009~2011 年,進(jìn)行分層水量測(cè)試調(diào)配207 井次,合格率達(dá)83%;封隔器驗(yàn)封37 井次,失封率6%。儀器掉卡事故率為零。

        結(jié)語

        改進(jìn)Y341 封隔器,增加鋼球扶正機(jī)構(gòu),使其達(dá)到了在大斜度定向井筒內(nèi)居中扶正、均勻脹封、密封可靠的目的。

        在偏心配水器主體上端新設(shè)計(jì)一插入扶正體的臺(tái)階,使其主體與扶正體同軸度好,保證了堵塞器投撈成功率。

        定向井偏心配水分層注水工藝管柱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,滿足了烏33 井區(qū)大斜度注水井分層注水要求。

        [1]張傳新,石善志.《烏爾禾油田烏33 井區(qū)克下組油藏采油工程方案》2008.2.

        [2]馬衛(wèi)國(guó),張亞昌,張德彪,等。雙膠筒封隔器膠筒密封性能分析 [J],石油機(jī)械,2010,38(11):51-53.

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