摘要:勝利淺海埕島油田自1988年發(fā)現(xiàn)到2000年開始實(shí)施轉(zhuǎn)注，轉(zhuǎn)注層為該油田的主要含油層系館陶組上段。在區(qū)塊油層厚、夾層長(zhǎng)、易出砂、井斜大，要滿足海上油田特定的生產(chǎn)環(huán)境的條件下，注水工藝與先期防砂相結(jié)合。本文就勝利埕島油田注水工藝實(shí)施情況及目前的注水工藝現(xiàn)狀進(jìn)行了分析和總結(jié)，提出了一套新型的分層注水工藝以改進(jìn)目前注水現(xiàn)狀。
　　主題詞:液控 分層注水 封隔器 控制柜
　　中圖分類號(hào)：TU7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2011)02(a)-0000-00
　　
　　1 前言
　　埕島油田自2000年正式投入注水開發(fā)以來(lái)，先后采用了三種分層注水工藝：密閉同心雙管注水工藝、密閉單管注水工藝以及大通徑分層防砂二次完井注水工藝。然而以上分層注水工藝在應(yīng)用過(guò)程中，逐漸暴露出以下兩個(gè)方面的問(wèn)題：
　　1.1 分層可靠性問(wèn)題
　　分層注水采用的分層封隔器均為Y341型可洗井封隔器，封隔器反洗閥的密封依靠油套管之間形成壓差，當(dāng)配水器截流壓差減少或?qū)娱g壓差較大時(shí)，洗井閥失效，導(dǎo)致分層合格率較低。
　　1.2 反洗通道小、易堵塞問(wèn)題
　　由于封隔器洗井閥結(jié)構(gòu)的局限性，加上洗井通道狹小，異堵塞，無(wú)法滿足大排量反洗井工藝要求。
　　本文在目前已有的分層注水工藝基礎(chǔ)上，針對(duì)暴露的主要問(wèn)題，開發(fā)研究出一種能夠克服目前主要矛盾，可有效提高油田注水開發(fā)階段采收率的分層注水工藝。
　　
　　2 技術(shù)分析
　　本技術(shù)擯棄利用傳統(tǒng)水力液壓分層封隔器分層注水的設(shè)計(jì)思路，考慮采用單獨(dú)液控系統(tǒng)控制井下封隔器的坐封與解封過(guò)程，設(shè)計(jì)開發(fā)一種新型的分層注水工藝管柱，并配套相應(yīng)的液控封隔器，研發(fā)地面壓力控制系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)通過(guò)地面自動(dòng)控制系統(tǒng)打壓、利用液控管線傳壓來(lái)控制封隔器的坐封與解封過(guò)程，顯著提高分層合格率，實(shí)現(xiàn)大排量洗井，并且通過(guò)地面壓力的變化情況可以直觀判斷和分析井下封隔器的工作狀況，避免了繁瑣的驗(yàn)封過(guò)程，極大地減少了工作量和測(cè)試費(fèi)用。
　　2.1 工藝
　　設(shè)計(jì)研發(fā)的工藝管柱應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)多層位分層注水和大排量洗井的功能要求，具有洗井通道大、分層可靠性高的特點(diǎn)。同時(shí)應(yīng)考慮目前國(guó)內(nèi)各大油田注水井的實(shí)際情況，使其具有較強(qiáng)的適用性和推廣價(jià)值。
　　該工藝管柱結(jié)構(gòu)主要由控制系統(tǒng)、分層工具和注水工具三部分組成。其中，控制系統(tǒng)主要包括地面液壓控制柜、液控保護(hù)閥、液控管線及管線保護(hù)系統(tǒng)；負(fù)責(zé)為井下分層工具提供安全持續(xù)穩(wěn)定的液控壓力，使其能夠正常的完成坐封及解封過(guò)程，達(dá)到正常注水及大排量反洗井的要求。分層工具主要包括水力錨、液控封隔器等，主要起注水管柱的錨定及分隔各注水層的作用。注水工具主要包括改進(jìn)型空心配水器、反洗工具等，達(dá)到定量向各地層進(jìn)行注水和全井筒反洗的作用。
　　2.2 結(jié)構(gòu)組成
　　如圖1所示，管柱主要由地面液壓控制柜、液控管線（包括保護(hù)系統(tǒng)）、水力錨、液控封隔器及空心配水器等工具組成。
　　
　　地面液壓控制柜具有低壓自動(dòng)啟動(dòng)、高壓溢流保護(hù)的功能，能夠持續(xù)穩(wěn)定輸出液壓壓力，為液控封隔器提供坐封壓力，并提供封隔器保持坐封狀態(tài)的壓力。
　　液控管線用來(lái)傳遞液壓，實(shí)現(xiàn)液控封隔器的坐封與解封。
　　水力錨主要起錨定作用，在正常注水時(shí)用以錨定注水管柱，防止管柱蠕動(dòng)；該水力錨帶有液控管線穿越機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制管線的穿越。
　　液控封隔器通過(guò)控制管線傳遞的液壓來(lái)實(shí)現(xiàn)坐封與解封，可以多級(jí)連用，實(shí)現(xiàn)多層分層注水，達(dá)到封隔油層與大排量洗井的目的。
　　2.3 原理
　?。?）坐封原理
　　工具下入到位后，連接控制回路，啟動(dòng)地面控制柜進(jìn)行打壓，并通過(guò)控制管線將液壓作用傳遞到液控封隔器上，完成多級(jí)封隔器的同時(shí)坐封，實(shí)現(xiàn)油層之間的隔離。整個(gè)過(guò)程跟油管本身管柱結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，不用下入專門的坐封工具。
　?。?）注水原理
　　正常注水時(shí)，水力錨在注水壓力的作用下自動(dòng)錨定在套管壁上，防止了注水管柱的蠕動(dòng)；液控封隔器坐封，將各注水層位封隔開，注入水經(jīng)過(guò)配水水嘴與配水器進(jìn)入各自層位，完成分層注水過(guò)程。
　?。?）洗井原理
　　洗井時(shí)，地面控制柜停止工作，液控管線內(nèi)泄壓，解封液控封隔器，膠筒在自身彈性回縮力的作用下自動(dòng)回縮，注水管柱與套管、防砂管柱之間形成洗井通道，實(shí)現(xiàn)全井筒大排量洗井。
　　2.4 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)
　　為了準(zhǔn)確掌握各工具性能及工藝管柱的綜合性能和可靠性，我們?cè)趯?duì)各單件工具的進(jìn)行中間試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在井下工具檢測(cè)中心的試驗(yàn)井內(nèi)進(jìn)行了工藝管柱的綜合性能模擬試驗(yàn)，為現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用做好了充分準(zhǔn)備。
　?。?）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法
　?、賹?shí)驗(yàn)內(nèi)容
　　坐封試驗(yàn)：檢驗(yàn)井下封隔器串的坐封情況和承壓能力；
　　驗(yàn)封試驗(yàn)：檢驗(yàn)多級(jí)封隔器的分層可靠性；
　　洗井試驗(yàn)：檢驗(yàn)工藝管柱的洗井效果。
　　②實(shí)驗(yàn)方法
　　下外層管柱：如圖2所示，在實(shí)驗(yàn)井內(nèi)下入外層防砂模擬管柱，并下入驗(yàn)封工具檢驗(yàn)各級(jí)封隔器的密封情況，保證各層間良好的隔離。
　　下注水管柱：按圖3的要求下入液控注水管柱，管柱結(jié)構(gòu)（自下而上）為：絲堵＋篩管＋反洗閥＋配水器＋油管短節(jié)＋液控封隔器＋油管短節(jié)＋配水器＋油管短節(jié)＋液控封隔器＋油管短節(jié)＋液壓控制閥＋穿越型水力錨。
　　下級(jí)液控封隔器下接頭液控通道用絲堵堵死，兩級(jí)封隔器之間、封隔器與控制閥之間、控制閥至井口之間的控制通道用液控管線連接好，并用電纜卡子（不銹鋼鋼帶）和橡膠保護(hù)器固定，井口管線接上壓力表、針閥后連接到液壓控制柜壓力輸出口。
　　坐封：管柱下到位且液控管線連接好后，開始坐封液控分層封隔器。啟動(dòng)液壓控制柜，從液控管線內(nèi)打液壓直至出現(xiàn)壓力突降，繼續(xù)增壓至15MPa，壓力穩(wěn)定后，完成坐封。
　　驗(yàn)封：分別從2＃與3?？诖驂海^察其它各口是否漏水，驗(yàn)證兩級(jí)液控封隔器的密封性能。
　　洗井：關(guān)閉液壓控制柜，打開泄壓閥，將液控管線壓力泄至零，從1?？诖驂?，關(guān)閉其它各口，觀察井口出液時(shí)間及出液情況。
　?、?、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1～3。
　　表1坐封性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)表
　　
　　
　　表2驗(yàn)封性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)表
　　
　　
　　
　　表3 洗井性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)表
　　
　　
　　
　　
　　
　　從以上工藝管柱綜合性能的試驗(yàn)中可以看出，整套工藝可操作性強(qiáng)，性能可靠，能實(shí)現(xiàn)防砂管內(nèi)分層注水與大通道反洗井的要求。
　　
　　3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用
　　為了全面檢驗(yàn)液控分層注水工藝在海上油田現(xiàn)場(chǎng)條件下的適應(yīng)性能，檢驗(yàn)各種配套工具的適應(yīng)性、配套性，我們?cè)谑覂?nèi)試驗(yàn)取得成功的基礎(chǔ)上，于2006年7月在埕島油田CB1B-4井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。到目前為止，液控式分層注水工藝在埕島油田已推廣應(yīng)用14口，一次施工成功率達(dá)到100%，最大井斜達(dá)到53°，液控封隔器最大下深1762m。該井防砂管柱采用大通徑分層防砂工藝，防砂管內(nèi)采用液控分層注水工藝，現(xiàn)場(chǎng)施工一次成功，分層效果明顯，洗井測(cè)試方便。
　　
　　4 結(jié)論與建議
　　1）該項(xiàng)目通過(guò)對(duì)現(xiàn)有分層注水管柱的深入分析，研制成功了新型液控式可洗井分層注水工藝，并開始在埕島油田成功推廣應(yīng)用。
　　2）通過(guò)大量的室內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明，該項(xiàng)目的應(yīng)用可以有效的提高分層合格率，降低分層驗(yàn)封工作量，提高洗井效率，延長(zhǎng)注水管柱的使用壽命，節(jié)約檢修作業(yè)費(fèi)用。
　　3）下步將充分發(fā)揮液控分層的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，拓寬液控注水技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，如同心雙管可洗井分層注水工藝等。