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(dòng)管柱洗井技術(shù)

1.1 技術(shù)特點(diǎn)

不動(dòng)管柱洗井技術(shù)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(dòng)管柱，只需倒下井口流程，即可通過環(huán)空注入反洗水進(jìn)行反洗作業(yè)。該工藝簡(jiǎn)化了洗井作業(yè)流程，節(jié)約了作業(yè)時(shí)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(diǎn)：(1)實(shí)現(xiàn)不動(dòng)管柱即可完成反洗井作業(yè)，節(jié)約作業(yè)時(shí)間及成本；(2)反洗作業(yè)可重復(fù)進(jìn)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?jiǎn)栴}；(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(zhǎng)效耐磨、防垢、自潔防堵的特點(diǎn)[2]。

1.2 反洗工具介紹及試驗(yàn)

1.2.1 反洗工具密封模塊

密封模塊功能設(shè)計(jì)要求：(1)使用可反洗密封模塊進(jìn)行密封，可直接反洗，無需動(dòng)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(shí)現(xiàn)大排量沖洗；(3)可重復(fù)進(jìn)行反洗，反洗后不影響正常注水，環(huán)空不帶壓；(4)具有長(zhǎng)效耐磨、防垢、自潔防堵等特點(diǎn)。

反洗密封結(jié)構(gòu)組成：由傳壓孔、反洗閥芯、反洗進(jìn)水孔、反洗出水孔、反洗環(huán)空等結(jié)構(gòu)組成。

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

1.2.2 反洗工具反洗閥芯

反洗工具擁有獨(dú)特的雙層套件反洗結(jié)構(gòu)，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(qiáng)，具有自潔功能[3]。反洗工具設(shè)計(jì)9組閥芯，增大了洗井通道，閥芯當(dāng)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(yàn)效果及評(píng)價(jià)

按照油田安全生產(chǎn)的要求，為了進(jìn)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(shí)際需要，需要對(duì)其進(jìn)行陸地試驗(yàn)，通過分析試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)其性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明設(shè)計(jì)的工藝管柱及相關(guān)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(yàn)主要進(jìn)行了反洗閥組模擬結(jié)垢清潔試驗(yàn)和整體管柱反洗試驗(yàn)，具體試驗(yàn)過程和結(jié)果如1.3.1和1.3.2所述。

1.3.1 反洗閥組結(jié)垢模擬清潔試驗(yàn)

海洋注水管柱結(jié)垢成份以Ca2+、Mg2+垢為主，為加快結(jié)垢的速度，本試驗(yàn)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(jié)垢。

試驗(yàn)效果：常規(guī)金屬水嘴結(jié)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(jié)垢清潔示意圖

1.3.2 整體管柱反洗試驗(yàn)

通過對(duì)整體管柱在三組不同排量下進(jìn)行反洗測(cè)試，具體如表1所示，其中在30 m3/h的排量下，整個(gè)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(jì)完成反洗閥組開關(guān)20次的反洗試驗(yàn)，管柱正向密封良好，反洗閥組可靠性較高。

表1 反洗試驗(yàn)壓力-排量記錄表

目前，反洗工具共有3種型號(hào)，可滿足防砂封隔器密封筒3.88″、4.75″、6″這三種型號(hào)配套使用，如表2所示，管柱抗拉強(qiáng)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(hào)反洗工具對(duì)應(yīng)參數(shù)表

2 不動(dòng)管柱洗井技術(shù)在海上無人平臺(tái)的實(shí)施

2.1 海上無人平臺(tái)及實(shí)施井簡(jiǎn)介

此次應(yīng)用不動(dòng)管柱洗井技術(shù)的是渤海S油田的一個(gè)無人值守井口平臺(tái)，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(shì)，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(tái)內(nèi)掛6個(gè)井槽(全部為單筒雙井)，共實(shí)施12口調(diào)整井，并在鉆完井作業(yè)施工前對(duì)該C平臺(tái)進(jìn)行了適應(yīng)性改造，以滿足內(nèi)掛井槽的需要[4]。應(yīng)用此不動(dòng)管柱洗井技術(shù)的為該無人平臺(tái)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(jiǎn)易防砂，油藏設(shè)計(jì)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(shí)施效果及評(píng)價(jià)

該不動(dòng)管柱洗井技術(shù)在無人平臺(tái)C16井成功實(shí)施，完井質(zhì)量及注水量均達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，在設(shè)計(jì)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(jié)語

(1)該S油田的無人平臺(tái)C平臺(tái)，應(yīng)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(fèi)用數(shù)百萬。通過不動(dòng)管柱反洗井配套技術(shù)研究及C16井的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，完井質(zhì)量及注水量均達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，為后期推廣至其他平臺(tái)提供保障。(2)不動(dòng)管柱洗井技術(shù)配套工具及整體管柱結(jié)構(gòu)通過理論研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，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(duì)常規(guī)注水井進(jìn)行不動(dòng)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(fèi)用 。實(shí)現(xiàn)注好水、注夠水的目標(biāo)，保持地層能量充足，實(shí)現(xiàn)渤海油田優(yōu)質(zhì)高效開發(fā)。(4)對(duì)于長(zhǎng)期欠注井，通過洗井有時(shí)并不能達(dá)到預(yù)期效果，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)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(jié)構(gòu)、采用新工具，保證注水和反洗一體化管柱有效應(yīng)用，并建立長(zhǎng)效反洗井工作制度，避免水井長(zhǎng)期欠注導(dǎo)致的一系列問題。