1東北石油大學(xué)；2大慶油田采油三廠

井下油水分離同井注采技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

王思淇1；21東北石油大學(xué)；2大慶油田采油三廠

為了延長(zhǎng)油田開(kāi)發(fā)壽命，提高油田經(jīng)濟(jì)采收率，開(kāi)展了井下油水分離與回注技術(shù)的研究。該工藝管柱應(yīng)用水力旋流器在井下進(jìn)行油水分離；運(yùn)用同軸螺桿泵進(jìn)行分離液的舉升和回注；通過(guò)雙層油管結(jié)構(gòu)的井下多層封隔工藝管柱保證產(chǎn)出層和注入層的封隔生產(chǎn)。綜合含水下降6.2～8.3個(gè)百分點(diǎn)，產(chǎn)水量下降了70%以上，取得了較好效果。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，井下油水分離同井注采工藝可行，將分離水直接回注入油層，可減少無(wú)效水循環(huán)，降低地面工程成本，延長(zhǎng)油田經(jīng)濟(jì)開(kāi)采壽命。

高含水；油水分離；同井注采；產(chǎn)油量；試驗(yàn)

為了延長(zhǎng)油田開(kāi)發(fā)壽命，提高油田經(jīng)濟(jì)采收率，開(kāi)展了井下油水分離與回注技術(shù)的研究。把一口井的油層劃分成采出層和注入層，在井下將采出層的高含水液體中的大部分水分離出來(lái)，直接回注到注入層。將含水率被降低的油水混合液舉升到地面，實(shí)現(xiàn)單一井眼的采注結(jié)合，井下油水分離同井注采技術(shù)可有效地降低油井含水，大幅度減少油井的產(chǎn)水量[1]。

1 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)90年代，美、法、德、加拿大及俄羅斯等國(guó)均開(kāi)展了井下油水分離同井注采工藝的理論研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，國(guó)內(nèi)也開(kāi)展了相類似研究與試驗(yàn)。研發(fā)了重力沉降式分離器、水力旋流式分離器、薄膜滲透式分離器等多種油水分離儀器，應(yīng)用柱塞泵、螺桿泵、電潛離心泵等多種采出注入方式。

已試驗(yàn)的井下油水分離同井注采工藝系統(tǒng)均見(jiàn)到了一定的降水穩(wěn)油效果，但受井下工藝管柱復(fù)雜、系統(tǒng)可靠性差，井下分離裝置分離效率低，所選注入層難以保持長(zhǎng)期有效注入等因素影響，研發(fā)的井下油水分離同井注采工藝都未能達(dá)到長(zhǎng)期使用的目的；同時(shí)已有的工藝主要針對(duì)7＂及以上套管井進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，無(wú)法應(yīng)用到大慶油田普遍使用的5?2＂套管井。

2 井下油水分離同井注采工藝

2.1 原理及結(jié)構(gòu)

該工藝管柱應(yīng)用水力旋流器在井下進(jìn)行油水分離；運(yùn)用同軸螺桿泵進(jìn)行分離液的舉升和回注；通過(guò)雙層油管結(jié)構(gòu)的井下多層封隔工藝管柱保證產(chǎn)出層和注入層的封隔生產(chǎn)[2]。

該工藝管柱分為生產(chǎn)管柱與多層封隔工藝管柱兩部分：生產(chǎn)管柱由采出泵、水力旋流器、注入泵組成；多層封隔管柱由封隔器、采出器、注入器組成。其具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 同井注采工藝管柱

2.2 工藝特點(diǎn)

應(yīng)用三次曲線式水力旋流器進(jìn)行油水分離。高含水采出液進(jìn)入水力旋流器后進(jìn)行高速螺旋回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因密度不同油水進(jìn)行分離，密度高的水沿管壁沉降到分離器下部；富含油液體的內(nèi)核上浮至分離器上部。水力旋流器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分離效率高的優(yōu)點(diǎn)。分離效率能夠達(dá)到98%，高于原有分離技術(shù)的分離效率為85%～90%。

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

2013年，在大慶油田三采油廠一礦B2—D4—53井進(jìn)行了井下油水分離同井注采工藝現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)前該井為機(jī)械堵水井，S210-12—S37-8為高含水堵水層，S11—S24、P23—G230為生產(chǎn)層。措施前產(chǎn)液98.4m3/d，產(chǎn)油2.75t/d，綜合含水率97.2%。

2013年7月25日下入同井注采工藝管柱后投產(chǎn)。該井生產(chǎn)層不變，產(chǎn)出液分離后的水回注至S210-12—S37-8原堵水層。由于光桿扭矩過(guò)大，后期改為套管摻水生產(chǎn)，措施后生產(chǎn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。由表1可看出，措施后產(chǎn)油量基本不變，綜合含水率下降6.2～8.3個(gè)百分點(diǎn)，產(chǎn)水量下降了70%以上，取得了較好效果。

表1 B2—D4—53同井注采試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比

4 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，井下油水分離同井注采工藝可行，將分離水直接回注入油層，可減少無(wú)效水循環(huán)，降低地面工程成本，延長(zhǎng)油田經(jīng)濟(jì)開(kāi)采壽命。

（2）井下油水分離同井注采工藝管柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行壽命有待觀察，B2—D4—53井運(yùn)行過(guò)程中因光桿扭矩過(guò)大，進(jìn)行套摻生產(chǎn)在一定程度上影響了降含水的程度。需優(yōu)化工藝管柱結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)其工作壽命，以滿足工業(yè)化需要。

（3）該技術(shù)的應(yīng)用需要改變現(xiàn)有注采模式，重新進(jìn)行層系調(diào)整。先開(kāi)展單井試驗(yàn)，隨著技術(shù)的完善和提高，當(dāng)油田全面進(jìn)入特高含水期后，可結(jié)合地質(zhì)開(kāi)發(fā)方案，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊井下油水分離同井注采開(kāi)發(fā)。

[1]曹明君，杜焱，張鳳桐．井下油水分離同井注采技術(shù)對(duì)聚驅(qū)采出井適應(yīng)性分析[J]．大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，29（6）：55-58.

[2]李增亮，張瑞霞，董祥偉．井下油水分離系統(tǒng)電泵機(jī)組匹配研究[J]．中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，34（3）：94-98.

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.11.013