喬中山，王太，王寶軍，隋成龍，王翊民(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300450)

1 不動管柱洗井技術

1.1 技術特點

不動管柱洗井技術通過采用專用反洗井工具配合配水器，在保持原有注水管柱狀態(tài)的情況下，無需動管柱，只需倒下井口流程，即可通過環(huán)空注入反洗水進行反洗作業(yè)。該工藝簡化了洗井作業(yè)流程，節(jié)約了作業(yè)時間，降低了生產(chǎn)成本[1]。

反洗工具密封功能多樣可靠耐用，具有如下特點：(1)實現(xiàn)不動管柱即可完成反洗井作業(yè)，節(jié)約作業(yè)時間及成本；(2)反洗作業(yè)可重復進行，洗井后不影響正常注水作業(yè)，有效減少注水井環(huán)空帶壓問題；(3)增大洗井通道，滿足高洗井排量；(4)工具的密封模塊具有長效耐磨、防垢、自潔防堵的特點[2]。

1.2 反洗工具介紹及試驗

1.2.1 反洗工具密封模塊

密封模塊功能設計要求：(1)使用可反洗密封模塊進行密封，可直接反洗，無需動管柱或解封；(2)反洗通道經(jīng)過環(huán)空封、反洗密封模塊，可實現(xiàn)大排量沖洗；(3)可重復進行反洗，反洗后不影響正常注水，環(huán)空不帶壓；(4)具有長效耐磨、防垢、自潔防堵等特點。

反洗密封結構組成：由傳壓孔、反洗閥芯、反洗進水孔、反洗出水孔、反洗環(huán)空等結構組成。

作用原理：(1)注水時，反洗閥芯上端壓力大于下端，可確保閥芯關閉通道。(2)反洗井時，洗井液從下反洗進水孔流入，推開反洗閥芯，由上反洗出水孔進入反洗環(huán)空。

1.2.2 反洗工具反洗閥芯

反洗工具擁有獨特的雙層套件反洗結構，采用硫化環(huán)密封，無橡膠密封件，其中反洗閥芯采用高精度的氧化鋯陶瓷材質(zhì)閥件，耐磨性、防垢能力強，具有自潔功能[3]。反洗工具設計9組閥芯，增大了洗井通道，閥芯當量面積為：452 mm2(24孔)，1 170 mm2(39孔)，能夠滿足30 m3/h洗井排量。

1.3 反洗工具試驗效果及評價

按照油田安全生產(chǎn)的要求，為了進一步確定管柱及配套井下工具的性能，確保其能夠滿足油田注水的實際需要，需要對其進行陸地試驗，通過分析試驗結果，對其性能進行綜合評價。結果表明設計的工藝管柱及相關井下工具能夠滿足海上油田使用要求，為海上油田注水開發(fā)提供了有效手段。本次陸地試驗主要進行了反洗閥組模擬結垢清潔試驗和整體管柱反洗試驗，具體試驗過程和結果如1.3.1和1.3.2所述。

1.3.1 反洗閥組結垢模擬清潔試驗

海洋注水管柱結垢成份以Ca2+、Mg2+垢為主，為加快結垢的速度，本試驗加大了模擬水的礦化度，采用石灰+海水模擬地層水，采用升溫煮沸方式加速結垢。

試驗效果：常規(guī)金屬水嘴結垢附著牢固，無法沖洗清理，而陶瓷閥芯鈣鎂垢附著在陶瓷壁上，附著力小，沖洗后即可脫落，如圖1所示。

圖1 模擬閥芯結垢清潔示意圖

1.3.2 整體管柱反洗試驗

通過對整體管柱在三組不同排量下進行反洗測試，具體如表1所示，其中在30 m3/h的排量下，整個反洗系統(tǒng)泵入壓力2 MPa，滿足大排量洗井的需求。通過模擬在粉泥等苛刻環(huán)境下，累計完成反洗閥組開關20次的反洗試驗，管柱正向密封良好，反洗閥組可靠性較高。

表1 反洗試驗壓力-排量記錄表

目前，反洗工具共有3種型號，可滿足防砂封隔器密封筒3.88″、4.75″、6″這三種型號配套使用，如表2所示，管柱抗拉強度50 t，能夠滿足常規(guī)注水管柱解封拉力要求。

表2 不同型號反洗工具對應參數(shù)表

2 不動管柱洗井技術在海上無人平臺的實施

2.1 海上無人平臺及實施井簡介

此次應用不動管柱洗井技術的是渤海S油田的一個無人值守井口平臺，自2009年投產(chǎn)至今，經(jīng)過多年的開采，產(chǎn)能呈逐年遞減趨勢，為滿足渤海某S油田開發(fā)生產(chǎn)的需要，完善開發(fā)井網(wǎng)，有效提高井網(wǎng)控制程度及油田采收率，需要在該無人平臺內(nèi)掛6個井槽(全部為單筒雙井)，共實施12口調(diào)整井，并在鉆完井作業(yè)施工前對該C平臺進行了適應性改造，以滿足內(nèi)掛井槽的需要[4]。應用此不動管柱洗井技術的為該無人平臺的C16井，C16井是一口定向分層注水井，共兩層，該井井深2 675 m，最大井斜63.65°@1 417.29 m，射孔段2 299.8～2 316.7 m，2 586.6～2 606.4 m，完井方式為9-5/8″套管射孔＋6-5/8″優(yōu)質(zhì)篩管簡易防砂，油藏設計最大配注量為428 m3/d，最大注入壓力12 MPa，初期注水量為50 m3/d。

2.2 管柱組合

注水管柱組合：2-7/8"EUE單流閥+2-7/8"EUE 6.5# N80倒角油管+橋式同心配水器1#(打開下入)+2-7/8"EUE 6.5# N80倒角油管+可反洗隔離密封+2-7/8"EUE 6.5# N80倒角油管+橋式同心配水器2#(打開下入)+2-7/8"EUE 6.5# N80倒角油管+可反洗定位密封+ 3-1/2"EUE 9.3# N80倒角油管+9-5/8"水力錨+3-1/2"EUE 9.3# N80倒角油管+2.813"液控滑套+3-1/2"EUE 9.3# N80倒角油管+2.813"井下安全閥+3-1/2"EUE 9.3# N80倒角油管+雙公油管短節(jié)+油管掛。

2.3 實施效果及評價

該不動管柱洗井技術在無人平臺C16井成功實施，完井質(zhì)量及注水量均達到預期目標，在設計初期注水50 m3/d的配注量下，油壓1.5 MPa，套壓0 MPa，如圖2所示。

圖2 C16井日注水曲線圖

3 結語

(1)該S油田的無人平臺C平臺，應用反洗井工藝，可減少注水井修井頻次(修井作業(yè)需就位鉆井船)，每減少一次節(jié)省費用數(shù)百萬。通過不動管柱反洗井配套技術研究及C16井的現(xiàn)場應用，完井質(zhì)量及注水量均達到預期目標，為后期推廣至其他平臺提供保障。(2)不動管柱洗井技術配套工具及整體管柱結構通過理論研究和現(xiàn)場試驗，形成一套可供參考的完整工藝流程，研制了配套的反洗井定位密封和隔離密封等配套工具，工具性能穩(wěn)定，能夠滿足抗拉、層間分隔、反洗井等功能，為后續(xù)工具優(yōu)化及新工藝研發(fā)提供支持。(3)針對常規(guī)注水井進行不動管柱反洗井，能夠有效清潔井底的雜質(zhì)和水垢，防止管柱和注水層位的堵塞，降低了檢管周期，減少水井作業(yè)費用 。實現(xiàn)注好水、注夠水的目標，保持地層能量充足，實現(xiàn)渤海油田優(yōu)質(zhì)高效開發(fā)。(4)對于長期欠注井，通過洗井有時并不能達到預期效果，現(xiàn)場應根據(jù)具體井采用不同的洗井方法，不能一成不變 。在注水井施工和管理過程中，盡可能優(yōu)化管柱結構、采用新工具，保證注水和反洗一體化管柱有效應用，并建立長效反洗井工作制度，避免水井長期欠注導致的一系列問題。