秦永輝

摘 要：注水井管柱受封隔器漏失、反洗閥漏失、配水器故障的影響，其分層注水功能受到影響，層段合格率較低。通過(guò)研制應(yīng)用壓縮式封隔器，有效縮短封隔器的泄壓時(shí)間；將反洗閥由坐球式改為側(cè)開(kāi)式，降低了反洗閥的故障發(fā)生率；推廣應(yīng)用軟錨定防蠕動(dòng)密閉自鎖封隔器解決了常規(guī)擴(kuò)張式封隔器停注時(shí)的層竄問(wèn)題。經(jīng)過(guò)上述改進(jìn)措施，水井井下工具故障率由31.6%降低至6.6%；層段合格率由63.3%提升到了90%。

關(guān)鍵詞：海上油田、注水井、分注工藝、測(cè)調(diào)一體化

埕島油田CB11區(qū)是埕島海上油田最早投入開(kāi)發(fā)的區(qū)塊，該區(qū)塊先后經(jīng)歷了天然能量開(kāi)發(fā)階段、注水開(kāi)發(fā)階段、綜合調(diào)整階段三個(gè)階段，目前采油方式是水驅(qū)。注水工藝的可靠性是水驅(qū)開(kāi)發(fā)的重要因素。本文通過(guò)研究影響水井有效性的影響因素，分析油管、封隔器、配水器、反洗閥等井下工具的有效性及對(duì)管柱壽命的影響，找出非地質(zhì)方面的影響層段合格率的主要影響，制定針對(duì)性的措施，提升分層注水井層段合格率。

一、CB11區(qū)水井現(xiàn)狀

CB11井區(qū)22口注水井，按分注管柱類(lèi)型液控測(cè)調(diào)一體管柱17口，同心雙管4口，籠統(tǒng)注水1口。按注水層段分：不分層段1口，分二段注水井10口，分三段注水井11口。

CB11井區(qū)22口注水井主要采用了常壓空心配水管柱結(jié)構(gòu)，采用液控分層注水技術(shù)。配水器中內(nèi)置可以調(diào)節(jié)的水嘴，通過(guò)地面控制的測(cè)調(diào)儀實(shí)現(xiàn)分層水量測(cè)試和調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)分層注水量的邊測(cè)邊調(diào)。海上油田含油層系多、膠結(jié)疏松，易出砂，注水井多為定向井，井斜大，測(cè)試投撈難度大，作業(yè)成本高[1]。通過(guò)大通徑分層防砂技術(shù)可防止油層吐砂，通過(guò)液控方式可根據(jù)需求人為控制封隔器的坐封解封，同時(shí)加大了反洗通道，提高反洗效果。應(yīng)用最大井斜達(dá)到56.2°，分層注水井段最長(zhǎng)達(dá)351m，實(shí)現(xiàn)了海上油田的有效分層注水開(kāi)發(fā)，已成為海上油田的主導(dǎo)分層注水工藝技術(shù)。

二、注水井存在問(wèn)題

CB11井區(qū)22口注水井管柱平均下井時(shí)間519天，對(duì)比海上注水井管柱836天，少317天。即每年對(duì)22口油井來(lái)說(shuō)作業(yè)頻次比平均的生產(chǎn)周期多0.8口，說(shuō)明該區(qū)塊水井的工況相對(duì)平均水平還有差距。水井故障的主內(nèi)有封隔器漏失6口，反洗閥漏失4口，配水器漏失3口。因水井故障或不明確原因的洗井不通7口，無(wú)法測(cè)調(diào)的5口。

①封隔器漏失。封隔器漏失的表現(xiàn)有膠筒失效、腐蝕、洗井活塞漏失等。原因有管柱蠕動(dòng)造成封隔器解封、膠筒損壞失效，膠筒老化失效；洗井活塞密封件脫離洗井座。

②反洗閥漏失。原因分析：結(jié)垢、地層出砂、機(jī)械雜質(zhì)沉積、腐蝕造成堵塞，以及水質(zhì)不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致閥座腐蝕損壞[2]。

③配水器故障。失效形式：膠圈刺壞、注水閥刺損、彈簧斷裂、芯子、堵塞器撈不出、投不到位。

三、技術(shù)改進(jìn)措施

針對(duì)注水井故障多發(fā)的封隔器、配水器、反洗閥等井下工具分別開(kāi)展技術(shù)調(diào)研，改進(jìn)井下工藝，提升分層注水的可靠性，提升分層注水合格率。

1）液控封隔器改進(jìn)

封隔器主要用于注水井細(xì)分注水實(shí)現(xiàn)反洗井，與配水器、洗井底部閥及尾管（篩管）配套組成分層配水管柱下入井后，靠尾管支撐在人工井底。

2013年以前，海上普遍應(yīng)用液控?cái)U(kuò)張封隔器，其基本原理是利用液壓油向液控管線(xiàn)及封隔器膠筒加壓，使膠筒脹大，封隔油套環(huán)形空間，當(dāng)卸掉液控管線(xiàn)及膠筒壓力后，膠筒依靠自身反彈力收回解封.液控?cái)U(kuò)張封隔器初始坐封壓力0.4-0.6MPa，該類(lèi)封隔器膠筒回縮時(shí)間在6小時(shí)以上，對(duì)平臺(tái)組織洗井和施工來(lái)講需要長(zhǎng)地施工準(zhǔn)備時(shí)間；同時(shí)還可能存在膠筒疲勞，不能正?；厥?，造成油套環(huán)空不能打開(kāi)等問(wèn)題[3]。

針對(duì)上述情況，研究了壓縮式封隔器的應(yīng)用，并進(jìn)行了改進(jìn)。壓縮式封隔器的工作原理：液控管線(xiàn)加壓后，壓力作用在活塞上，活塞推動(dòng)膠筒壓縮，完成坐封；液壓管線(xiàn)卸壓后，膠筒依靠自身反彈力收回解封，其坐封壓力為7MPa，回收時(shí)間在30分鐘。

2）反洗閥改進(jìn)

埕島油田2013年水井反洗閥一般采用單流閥，即底部球閥，該球閥在正常注水時(shí)，球閥坐在球座上，起到密封作用，反洗井時(shí)依靠水壓將球閥頂開(kāi)，建立洗井通道。

在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，雜質(zhì)沉積在反洗閥上，造成球閥卡死，反洗不通。對(duì)此研制了側(cè)開(kāi)式反洗閥，將底部單流閥+篩管模式改為側(cè)開(kāi)式反洗閥+沉砂尾管，底部連接油管，便于沉砂。

3）引進(jìn)軟錨定防蠕動(dòng)密閉自鎖分層工藝

軟錨定防蠕動(dòng)密閉自鎖封隔器采用水力密閉鎖緊結(jié)構(gòu)，坐封后即使停注封隔器仍處于密封狀態(tài)，解決了常規(guī)擴(kuò)張式封隔器停注時(shí)的層竄問(wèn)題；設(shè)計(jì)膠筒軟錨定結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效防蠕功能。同時(shí)設(shè)計(jì)反洗井與旋轉(zhuǎn)管柱兩種解封形式，當(dāng)反洗井解封困難時(shí)可采用旋轉(zhuǎn)管柱解封，便于作業(yè)時(shí)起出井下管柱。軟錨定防蠕動(dòng)密閉自鎖封隔器坐封壓力大于1MPa，反洗井時(shí)直接操作，自動(dòng)解封，解封壓差小于7MPa。

該封隔器優(yōu)點(diǎn)：一是采用了密閉自鎖設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)層與層之間的有效分層及防止停注時(shí)層間串；二是防蠕動(dòng)設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)管柱的軟錨定，一方面可以錨定注水管柱，同時(shí)方便作業(yè)施工，減少了原水力錨易結(jié)垢造成大修的幾率。三是補(bǔ)償器與防蠕動(dòng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)管柱的錨定補(bǔ)償，有利于延長(zhǎng)分注管柱的使用壽命。四是管柱采用平衡受力設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了平衡注水，有利于延長(zhǎng)分注有效期。

四、改進(jìn)效果

對(duì)比注水井井下工具（包括封隔器、配水器、）的故障情況，2013年共計(jì)發(fā)現(xiàn)故障井下工具故障43件，占總井下工具（152件）的31.6%。經(jīng)過(guò)治理后2016年共發(fā)現(xiàn)故障的井下工具13件，占總井下工具（198件）的6.6%。經(jīng)過(guò)治理，故障的井下工具數(shù)量的占比均大幅度降低，分注管柱的有效性和壽命得以改善。

2013年CB11區(qū)共計(jì)注水小層53層，僅22層合格，層段合格率為41.5%；2016年CB11區(qū)共計(jì)注水小層70層，其中63層合格，層段合格率為90%。合格層數(shù)和層段合格率均大幅度提高，達(dá)到了精細(xì)注水的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊松.埕島油田分層防砂分層注水配套技術(shù)研究[D].青島：中國(guó)石油大學(xué)（華東），2006：10-61

[2]咸國(guó)旗，劉晉偉，孫金峰，等.新型沉砂洗井閥的研制與應(yīng)用[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械，2014，43（10）：85-87

[3]李敢，智能注水井一體化測(cè)調(diào)技術(shù)改進(jìn)及配套技術(shù)[J].石油機(jī)械，2014，42（10）：74-76