楊昕

摘 要：目前，隨著遼河油田的開發(fā)，水平井的數(shù)量逐年增加，需要注汽開采的水平井也是增加迅速。但籠統(tǒng)注采往往因地層吸氣不均而導(dǎo)致注汽效果不佳，故水平井均勻注汽工藝技術(shù)亟待研究攻克。本文對(duì)分析常規(guī)水平井均勻注汽管柱，研制改進(jìn)蒸汽傘與水平井油管扶正器，形成新型注汽管柱?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，水平井均勻注汽技術(shù)增油效果明顯，能夠加大水平井分部井段注入蒸汽強(qiáng)度，提高蒸汽利用率，改善蒸汽吞吐效果，提高產(chǎn)油量和采出程度，從而最終提高經(jīng)濟(jì)效益

關(guān)鍵詞：水平井;均勻注汽;蒸汽傘;扶正器

中圖分類號(hào)：TE377? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.05.338

一、概述

利用水平井提高油井產(chǎn)能和采收率，已成為油田一種經(jīng)濟(jì)有效的挖潛手段和途徑。目前，隨著遼河油田的開發(fā)，水平井的數(shù)量逐年增加，需要注汽開采的水平井也是增加迅速。對(duì)于注汽水平井來說，采用的籠統(tǒng)方式注汽，吸汽不均。雖然水平井在水平井段物性差異不大，但是由于水平井段過長(zhǎng)又采用籠統(tǒng)注汽，這樣就造成水平井段局部突進(jìn)，造成水平井段動(dòng)用不均勻。根據(jù)監(jiān)測(cè)資料水平井水平段動(dòng)用不均的井約占80%，水平井段動(dòng)用較好的井段約占整個(gè)水平井段的1/3-1/2。水平井均勻注汽技術(shù)能夠有效緩解水平井段動(dòng)用不均問題。

二、水平井均勻注汽工藝

常規(guī)水平井均勻注汽管柱見圖1，管柱由上至下為保溫油管、高效隔熱管、注汽閥及油管。由于注汽過程中油套環(huán)空沒有遮擋，蒸汽互竄，導(dǎo)致部分油層動(dòng)用程度下降，因此需采用蒸汽傘將水平井段分隔開來，提高水平井段注入蒸汽的利用率。注汽工藝管柱見圖2，管柱由上至下為保溫油管、高效隔熱管、蒸汽傘、油管扶正器、注汽閥及油管。蒸汽傘對(duì)于篩管和套管完井的水平井都適用，蒸汽傘可以對(duì)水平井段進(jìn)行分隔，在管內(nèi)可以起到截流作用，保證蒸汽的有效分配。

1.蒸汽傘研制

蒸汽傘可以在注汽過程中，將水平井段分成幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的注汽單元。由于水平井段井斜都在90度左右，考慮到水平井修井工藝還不夠成熟，必須要保證蒸汽傘能夠安全起下，所以在蒸汽傘的設(shè)計(jì)上靠注汽壓差撐開蒸汽傘，下井過程中整個(gè)蒸汽傘的外徑只有120mm，在注蒸汽時(shí)，由于受到注汽管柱內(nèi)外壓差作用，蒸汽傘撐開密封油套環(huán)空。蒸汽傘的高溫膠筒采用耐高溫復(fù)合材料一體化復(fù)合而成。采用鋼絲網(wǎng)作為膠筒中間層的內(nèi)襯，并用鋼絲進(jìn)行徑向縫補(bǔ)，用以提高纖維簾布的連接強(qiáng)度。

（1）第一代蒸汽傘

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：蒸汽傘膠筒呈紡錘形，中間大，兩端小。采用壓緊的方式連接蒸汽傘膠筒和中心管。

效果及改進(jìn)思路：壓緊環(huán)與中心管之間的擠壓力不夠，膠筒連接部位容易發(fā)生泄漏，且承壓能力較低，一般情況下常溫試驗(yàn)打壓0.5MPa就發(fā)生泄漏。因此改變膠筒和蒸汽傘中心管的鏈接方式是重點(diǎn)。

（2）第二代蒸汽傘

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：蒸汽傘膠筒采用與嵌件共硫化的連接方式，并用鋼絲纏繞技術(shù)將膠筒和嵌件更加牢固的成為一體。使用套裝的方式在與中心管連接，并用護(hù)帽將膠筒保護(hù)起來形成整體結(jié)構(gòu).

效果及改進(jìn)思路：膠筒在高溫試驗(yàn)中承壓3MPa，冷卻后簾布層之間發(fā)生分層現(xiàn)象。解決了連接問題后承壓能力和膠筒的加工工藝成為新的問題，必須從這兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。

（3）第三代蒸汽傘

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在原來基礎(chǔ)上增加耐高溫纖維布的厚度，提高蒸汽傘膠筒的高溫承壓能力。

效果及改進(jìn)思路：經(jīng)過分析，蒸汽傘膠筒之所以破裂主要是由于蒸汽傘內(nèi)的抗拉材料太薄導(dǎo)致的，所以在改進(jìn)時(shí)增加了抗拉材料厚度，提高了蒸汽傘的抗壓性能通過試驗(yàn)，改進(jìn)后蒸汽傘膠筒能夠承受壓力7MPa，可以滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需求。但是蒸汽傘長(zhǎng)時(shí)間注汽容易起層，需要增加纖維簾布之間的連接。

（4）第四代蒸汽傘

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：采用鋼絲網(wǎng)作為膠筒中間層的內(nèi)襯，并用鋼絲進(jìn)行徑向縫補(bǔ)，，用以提高纖維簾布的連接強(qiáng)度。

效果：經(jīng)過多次試驗(yàn)，蒸汽傘密封件采用縫合結(jié)構(gòu)后，常溫耐壓7MPa，350℃高溫狀態(tài)下能夠耐壓5MPa以上，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)使用要求。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)沒有發(fā)生起層現(xiàn)象。

2.油管扶正器研制

水平井油管扶正器作用是在水平井段使井下工具在水平段中居中，保護(hù)井下工具，提高井下作業(yè)效率。油管扶正器采用彈簧滑塊式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，扶正器最大外徑為Φ154mm，當(dāng)遇阻時(shí)，滑塊可以壓進(jìn)剛體內(nèi)部，扶正器能夠縮小的最大外徑為Φ130mm，保證遇到突發(fā)狀況的通過能力。

三、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

1.洼38-東H304井

洼38-東H304井是金馬油田一口稠油水平井，本井措施前周期注汽1886t，累計(jì)生產(chǎn)161d，累計(jì)產(chǎn)油899t，油汽比達(dá)到0.477;本周期該井實(shí)施水平井均勻注汽技術(shù)，注汽2000t，累計(jì)也生產(chǎn)了161d，累計(jì)產(chǎn)油1079t，油汽比達(dá)到0.55;周期對(duì)比，在不計(jì)算周期遞減的情況下，累計(jì)增油達(dá)到180t，油汽比提高0.63，增油效果顯著。

2.新海27-H16

該井燜井結(jié)束進(jìn)行起管作業(yè)，施工作業(yè)一切順利，負(fù)荷正常，經(jīng)過8個(gè)多小時(shí)的施工，注汽管柱全部起出。從起出的蒸汽傘和扶正器來看，蒸汽傘工作狀態(tài)良好，沒有發(fā)生破裂現(xiàn)象;扶正器完好，沒有出現(xiàn)卡阻痕跡。第二周期注汽3000t，累計(jì)生產(chǎn)238天，累計(jì)產(chǎn)油828t，平均日產(chǎn)油2.4t/d，油汽比達(dá)到0.276;第三周期實(shí)施水平井分段注汽技術(shù)，注汽3000t，累計(jì)生產(chǎn)了231天，累計(jì)產(chǎn)油1245.6t，平均日產(chǎn)油達(dá)到5.38，周期對(duì)比增油達(dá)到417t，增油效果顯著。

四、結(jié)論

水平井均勻注汽技術(shù)能夠按照要求設(shè)計(jì)水平井段的注汽量，充分發(fā)揮水平井特點(diǎn)，加大水平井分部井段注入蒸汽強(qiáng)度，提高蒸汽利用率，改善蒸汽吞吐效果，提高產(chǎn)油量和采出程度，從而最終提高經(jīng)濟(jì)效益。蒸汽傘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，室內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，滿足現(xiàn)場(chǎng)使用要求。隨著遼河油田稠油水平井?dāng)?shù)目的不斷增加，水平井均勻注汽技術(shù)，將會(huì)有很好的發(fā)展應(yīng)用前景。

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（中石油遼河油田鉆采工藝研究院? 遼寧盤錦? 124010）