仲福惟

（大慶油田有限公司 采油工程研究院，黑龍江 大慶163453）①

常規(guī)的機(jī)械堵水工藝將找水、堵水分開進(jìn)行，根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行調(diào)層時(shí)，需重新取出堵水管柱，作業(yè)工作量大，效率低，施工成本高。為解決這一技術(shù)難題，工程技術(shù)人員研制了幾種找堵水一體化管柱，例如：機(jī)械液壓調(diào)控找堵水工藝管柱［1－2］、電動(dòng)開關(guān)找堵水工藝管柱［3］、橋塞帶泵找堵水管柱［4］等。液壓調(diào)層管柱使用液壓組合信號(hào)控制多個(gè)調(diào)層開關(guān)器的開關(guān)，開關(guān)動(dòng)作不靈活，存在失敗的可能且無法修復(fù)，出錯(cuò)后即導(dǎo)致整個(gè)找堵水施工的失敗。電動(dòng)開關(guān)找堵水工藝通過下入電動(dòng)開關(guān)儀輔助滑套進(jìn)行開關(guān)，施工工序復(fù)雜、成本較高。上述找堵水一體化工藝還存在找堵水層段數(shù)受到限制的缺點(diǎn)。

針對(duì)上述問題，大慶油田采油院開發(fā)了一種新型的伺服可調(diào)找堵水一體化工藝管柱，主要工具為伺服可調(diào)開關(guān)器。可以在不動(dòng)生產(chǎn)管柱的情況下，通過控制指定層位伺服可調(diào)開關(guān)器的開啟與關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)任意層段動(dòng)態(tài)找堵水一體化施工。

1 管柱結(jié)構(gòu)及工藝原理

伺服可調(diào)找堵水一體化工藝管柱主要由可鉆封隔器、伺服可調(diào)開關(guān)器、插入密封段、丟手接頭等組成（如圖1）。

1） 工具下入 按設(shè)計(jì)要求，采用油管逐級(jí)投送的方式將可鉆封隔器投送到井內(nèi)預(yù)定位置，磁性定位校深無誤后，經(jīng)油管加液壓將封隔器坐封、丟手。然后下入帶有丟手接頭、插入密封段、伺服可調(diào)開關(guān)器組成的插入密封管柱，完成層段分隔；上提丟手，完成找堵水管柱的下入。最后，下入潛油電泵。

2） 找水及測(cè)試 經(jīng)套管注入液壓開關(guān)碼信號(hào)，開啟指定層位的伺服可調(diào)開關(guān)器，并將其開口度調(diào)至最大；進(jìn)行單層生產(chǎn)，地面計(jì)量、測(cè)試以確定指定層位的產(chǎn)液量和含水。單層測(cè)試完成后，關(guān)閉該層伺服可調(diào)開關(guān)器。重復(fù)以上步驟即可完成所有層位產(chǎn)液量和含水的測(cè)試。

3） 調(diào)層及生產(chǎn) 根據(jù)測(cè)試結(jié)果確定堵水層位，關(guān)閉高含水層位的伺服可調(diào)開關(guān)器，開啟生產(chǎn)層位的伺服可調(diào)開關(guān)器，油井進(jìn)行生產(chǎn)。

2 配套工具結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 伺服可調(diào)開關(guān)器

主要由開關(guān)器、壓力傳感器、檢測(cè)電路等組成，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

工作原理：每個(gè)伺服可調(diào)開關(guān)器具有相互獨(dú)立的開啟和關(guān)閉編碼信號(hào)。當(dāng)需要關(guān)閉或開啟井下某一層的伺服可調(diào)開關(guān)器時(shí)，在地面經(jīng)套管向該井加液壓以輸入特定的開關(guān)碼信號(hào)，傳感器接收信號(hào)，當(dāng)與自身的編碼一致時(shí)，控制器向開關(guān)器發(fā)出指令，控制其開啟與關(guān)閉。該工具具有4個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1） 使用操作簡(jiǎn)便、安全可靠、大幅縮短了施工周期。

2） 專門設(shè)計(jì)了增強(qiáng)型的信號(hào)檢測(cè)電路，抗干擾能力及糾錯(cuò)能力強(qiáng)。

3） 液壓開關(guān)信號(hào)共有128種編碼方式，可滿足目前地質(zhì)條件下任意層段數(shù)的找堵水一體化施工。

4） 根據(jù)生產(chǎn)情況可隨時(shí)對(duì)生產(chǎn)層段進(jìn)行測(cè)試和生產(chǎn)層位調(diào)整。

主要技術(shù)參數(shù)：控制壓力5MPa，工作壓力≤60 MPa，工作溫度≤150℃，連續(xù)工作時(shí)間≥3a。

2.2 可鉆封隔器

可鉆封隔器是一種管柱投送、液壓坐封、雙向卡瓦錨定、正轉(zhuǎn)油管丟手、材質(zhì)可鉆的永久式丟手封隔器。主要由密封機(jī)構(gòu)、錨定機(jī)構(gòu)和鎖緊機(jī)構(gòu)組成，結(jié)構(gòu)如圖3所示。

工作原理：從油管內(nèi)加液壓，可鉆封隔器的坐封套推動(dòng)鎖緊機(jī)構(gòu)下行，坐封膠筒與卡瓦，達(dá)到封隔油層的目的。上提油管柱至原懸重，正轉(zhuǎn)油管丟手。下入鉆銑工具，封隔器即可鉆銑解封。

技術(shù)參數(shù)：承受壓差25MPa，耐溫120℃，使用壽命6a以上。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

從2010年開始，伺服可調(diào)找堵水一體化工藝管柱分別在大慶油田、哈薩克、蘇丹油田的20口油井上使用。伺服可調(diào)開關(guān)器工作可靠，管柱施工成功率100%。

以蘇丹油田3／7區(qū)FE－25井為例，井下分4個(gè)層段，施工前采用GN70型電泵生產(chǎn)，日產(chǎn)液量573 036L（3604桶），產(chǎn)油96 831L（609桶），含水83.1%。下入伺服可調(diào)找堵水一體化工藝管柱后，在不動(dòng)管柱的情況下依次打開各層伺服可調(diào)開關(guān)器，完成了4個(gè)層段找水施工，找水測(cè)試結(jié)果如表1。

在不動(dòng)管柱的情況下根據(jù)測(cè)試結(jié)果，關(guān)閉高含水層Yabus－VI、Samaa I的伺服可調(diào)開關(guān)器，同時(shí)打開 Yabus－IV、Yabus－V層，伺服可調(diào)開關(guān)器工作安全可靠。施工后日產(chǎn)液、日產(chǎn)油及含水?dāng)?shù)據(jù)如表2，含水大幅下降，調(diào)層效果顯著。

現(xiàn)場(chǎng)施工表明：新研制的伺服可調(diào)找堵水一體化工藝管柱成功率高、環(huán)保安全、施工成本低、周期短，為油田后期開發(fā)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

4 結(jié)論

1） 設(shè)計(jì)了帶伺服可調(diào)開關(guān)器的找堵水一體化工藝管柱，可以在不動(dòng)管柱情況下實(shí)現(xiàn)任意層段動(dòng)態(tài)找、堵水，具有環(huán)保安全、施工周期短、成本低、調(diào)層成功率高等特點(diǎn)。

2） 目前地質(zhì)條件下，該工藝可滿足任意多層段數(shù)的找堵水施工。

3） 每級(jí)伺服可調(diào)開關(guān)器具有相互獨(dú)立的開關(guān)編碼信號(hào)，且可控制開關(guān)孔大小，抗干擾能力強(qiáng)，開關(guān)動(dòng)作靈活可靠。

4） 適用于出砂井，封隔器采用可鉆材質(zhì)，易于鉆銑，如果堵水管柱砂埋，可將插入密封管柱起出，再將封隔器鉆銑掉，以配合后續(xù)各項(xiàng)工藝措施。

［1］Pei Xiaohan，Yang Zhipeng，Ban Li.History and Actuality of Separate Layer Oil Production Technologies in Daqing Oilfield［R］.SPE 100859，2006.

［2］吳圣發(fā)，葉金華，陶進(jìn)清，等.找堵水工藝管柱的研制與應(yīng)用［J］.江漢石油職工大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，20（4）：57－60.

［3］李光前.電控機(jī)械找堵水工藝技術(shù)研究［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2010，39（5）：43－45.

［4］高鷹，吳旭光，童廣巖，等.DL－V液壓調(diào)層機(jī)械找堵水工藝管柱［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2004，33（1）：80－82.