賀亞維 宋顯民

（1.延安大學(xué)，陜西延安 716000；2.冀東油田鉆采工藝研究院，河北唐山 063004）

分流沉積的井下進(jìn)液器及其在措施管柱中的應(yīng)用

賀亞維1宋顯民2

（1.延安大學(xué)，陜西延安 716000；2.冀東油田鉆采工藝研究院，河北唐山 063004）

單流閥作為分層注水、分層調(diào)驅(qū)、防污染等管柱底閥時(shí)，往往存在上部固相顆粒無(wú)處沉積并卡死閥球的現(xiàn)象，造成措施管柱失效。為此，研制了具有側(cè)向進(jìn)液、分流沉積通道、單向球彈簧扶正等機(jī)構(gòu)的分流沉積井下進(jìn)液器，該進(jìn)液器具有側(cè)管進(jìn)液、分流通道沉砂、閥球不易砂卡等功能，與措施管柱組合，能夠起到卡封管柱的側(cè)向進(jìn)液、分層注入管柱的反洗井、分層調(diào)驅(qū)和防污染管柱的固相顆粒沉入下部尾管的作用，提高了措施管柱的可靠性，增強(qiáng)了措施管柱在出砂、斜井條件下的適應(yīng)性。

單流閥；分流沉積；進(jìn)液器；防污染管柱；調(diào)驅(qū)管柱

目前分層注水、分層調(diào)驅(qū)、防污染等管柱都采用單流閥作為底閥，可以起到反向進(jìn)液、正向關(guān)閉的作用。但這種單流閥在措施管柱的實(shí)施過(guò)程中存在如下問(wèn)題：一是作為防污染管柱的底閥時(shí)，在正常生產(chǎn)、洗井或后期檢泵作業(yè)過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)地層吐出的砂子或井內(nèi)的污染物長(zhǎng)時(shí)間向下沉積并將單流閥堵死現(xiàn)象，最終導(dǎo)致地層油流不能進(jìn)入到上部井筒、油井無(wú)法正常生產(chǎn)［1-2］；二是作為分層注水底閥時(shí)，一些疏松砂巖地層地層砂在洗井時(shí)反吐入油管并向下沉積，會(huì)堵塞底閥及部分油管，使得后期洗井及底部注入層測(cè)試等操作無(wú)法進(jìn)行；三是作為分層調(diào)驅(qū)（或調(diào)剖）管柱的底閥時(shí)，調(diào)驅(qū)劑在正常注入過(guò)程中會(huì)逐漸堆積并堵塞底閥及部分油管，使得后期洗井及底部油層測(cè)試等操作無(wú)法進(jìn)行［3-4］；四是目前的單流閥采用底部進(jìn)液方式，只能用作底閥，在用途上受到很大限制；五是目前的單流閥只能在斜度較小的井上使用，在斜度較大的井上無(wú)法使用。為此，有必要研究能側(cè)面進(jìn)液且?guī)в谐练e作用的進(jìn)液器以替代單流閥，從而改進(jìn)原有的防污染、分層注水、分層調(diào)驅(qū)等管柱，最終有效解決上述問(wèn)題。

1 分流沉積的井下進(jìn)液器

1.1 工具結(jié)構(gòu)

進(jìn)液器結(jié)構(gòu)如圖1所示。上體和下體油管螺紋連接，下體與分流體焊接在一起，分流體上部?jī)?nèi)徑加工成球座，外徑與限位件螺紋連接，限位件內(nèi)有彈簧，彈簧一端被扶正在限位件內(nèi)，另一端壓緊鋼球在分流體球座上。分流體下部為一偏心圓體，與下體焊接形成一大通徑軸向沉砂通道，該沉砂通道與下體的下端尾管的內(nèi)孔相通；下體下部?jī)?nèi)徑殼壁設(shè)有徑向進(jìn)液通道，該通道與分流體的內(nèi)孔相通，但與軸向沉砂通道交錯(cuò)不通。

圖1 分流沉積的井下進(jìn)液裝置

1.2 工作原理

油管及進(jìn)液器內(nèi)腔進(jìn)液或打壓時(shí)，工具內(nèi)部由于閥球坐在分流體球座上，使內(nèi)腔和外部單向關(guān)閉。

將進(jìn)液器下接頭與數(shù)根容砂尾管連接，并安于措施管柱底部時(shí)，從油套環(huán)空向進(jìn)液器內(nèi)腔進(jìn)液或打壓時(shí)，進(jìn)液器外部液體可以經(jīng)過(guò)徑向進(jìn)液通道進(jìn)入分流體內(nèi)，并頂開(kāi)閥球，壓縮彈簧，向上進(jìn)入油管。由于閥球上部受彈簧的軸向向下的壓縮力，所以閥球不受井斜影響始終處于軸向向下的壓縮狀態(tài)。

不論油井處于靜止?fàn)顟B(tài)、由上向下注入過(guò)程，還是處于從徑向進(jìn)液通道進(jìn)入進(jìn)液器內(nèi)腔并向上流出的過(guò)程，當(dāng)進(jìn)液器內(nèi)腔上部原有液體或從徑向進(jìn)液通道進(jìn)入工具內(nèi)部的液體中含有泥砂等固體顆粒時(shí)，向下沉降的固體顆粒則通過(guò)大通徑軸向沉砂通道向下進(jìn)入到下接的容砂尾管內(nèi)，而閥球由于上部限位件保護(hù)而始終不會(huì)被卡死。

1.3 技術(shù)指標(biāo)

長(zhǎng)度600 mm，外徑110 mm，承壓50 MPa，適應(yīng)井斜≤45°，沉砂率≥95%。

2 沉砂效果評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)井深20 m、井斜40°，管柱為容砂尾管（油管）+分流沉積的井下進(jìn)液器+皮碗封隔器+篩管+油管至井口，配置砂比為1%的攜砂液，即1.2 m3的清水和12 L的細(xì)砂，將攜砂液泵入實(shí)驗(yàn)井筒內(nèi)循環(huán)，10 h后起出防污染裝置，觀察沉砂效果（見(jiàn)表1）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，99.4%的砂進(jìn)入容砂油管，說(shuō)明該進(jìn)液器沉砂效果較好。

表1 實(shí)驗(yàn)井中攜砂液循環(huán)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 在分采及單雙卡管柱中的反向進(jìn)液作用

分采管柱結(jié)構(gòu)：油管+丟手+分流沉積的井下進(jìn)液器+油管+打壓丟手工具+分采留井管柱；單雙卡管柱結(jié)構(gòu)：油管+丟手+分流沉積的井下進(jìn)液器+油管+丟手工具+封隔器組合。

工具作用：當(dāng)不采用分流沉積井下進(jìn)液器時(shí)，分采管柱在下井過(guò)程中，油管內(nèi)無(wú)液體灌入，無(wú)法平衡油套環(huán)空的液柱，會(huì)造成下入困難、坐封操作不可靠等問(wèn)題；采用分流沉積的井下進(jìn)液器時(shí)，在下管柱時(shí)環(huán)空內(nèi)的液體可以通過(guò)分流沉積的井下進(jìn)液器的側(cè)孔進(jìn)入到油管內(nèi)，使油管內(nèi)和環(huán)空的液體保持平衡，而后期的坐封、丟手等操作不會(huì)受到影響，管柱丟手后可以起出進(jìn)液器，不必留于井下［5-7］。

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用30口井次，丟手后起出，施工成功率100%。

3.2 在調(diào)剖管柱中使上部沉積的調(diào)剖劑沉積入口袋和反洗井作用

管柱結(jié)構(gòu)：1#偏心配注器+封隔器+2#偏心配注器+封隔器+3#偏心配注器+分流沉積的井下進(jìn)液器+沉積油管。

工具作用：如果不用分流沉積的井下進(jìn)液器，而采用單流閥為底閥時(shí)， 注入施工一段時(shí)間后，調(diào)剖劑會(huì)沉積于單向球上卡死單向球，使管柱無(wú)法進(jìn)行洗井操作；同時(shí)調(diào)剖劑沉積過(guò)多時(shí)，會(huì)埋死下部注入段，使下段無(wú)法注入調(diào)剖劑；當(dāng)采用分流沉積的井下進(jìn)液器做底閥時(shí)，在注入施工一段時(shí)間后，沉積的調(diào)剖劑會(huì)通過(guò)分流沉積的井下進(jìn)液器沉入尾管內(nèi)，在洗井時(shí)，洗井液會(huì)從分流沉積的井下進(jìn)液器的偏孔進(jìn)入油管內(nèi)，完成洗井操作。

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用15口井，管柱調(diào)剖半年后洗井成功率100%。

3.3 在防污染管柱中使上部泥砂沉入口袋

管柱結(jié)構(gòu)：絲堵+容砂尾管（若干根油管）+分流沉積的井下進(jìn)液器+懸掛封隔器+打壓丟手。

管柱用途：用于地層能量較低的油井中，防止在洗井、檢泵等過(guò)程中外來(lái)液體向地層漏失，避免污染油層。

操作步驟：地面組配防污染管柱，并按要求下到預(yù)定位置；反循環(huán)洗井，打壓5-10-15-20 MPa坐封封隔器；繼續(xù)打壓完成丟手，之后起出上部管柱；下入舉升管柱。

工具作用：當(dāng)不采用進(jìn)液器而采用單流閥時(shí)，即管柱為單流閥+懸掛封隔器+打壓丟手時(shí)，在作業(yè)中會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：淺層出砂井生產(chǎn)一段時(shí)間后，地層砂會(huì)砂埋并卡死單向閥球，導(dǎo)致油井不能正常生產(chǎn)；檢泵作業(yè)過(guò)程中，原生產(chǎn)管柱的沉積物和修井液內(nèi)雜質(zhì)逐步堆積，會(huì)堵塞埋死單向閥球，因此每次作業(yè)必須起出防污染管柱，而起出管柱后，修井液會(huì)不斷侵入，污染地層。當(dāng)采用進(jìn)液器作為防污染管柱的底閥時(shí)，在正常生產(chǎn)或洗井時(shí)，井內(nèi)的砂泥等固體物質(zhì)會(huì)經(jīng)分流沉積的井下進(jìn)液器沉于下部容砂尾管中，而不會(huì)沉積在單流閥上使單流閥失效；另外在后期檢泵時(shí)，作業(yè)過(guò)程中的砂泥等固體物質(zhì)會(huì)經(jīng)分流沉積的井下進(jìn)液器沉積于下部的容砂尾管中，而不會(huì)卡死單向球，從而使防污染管柱從洗井過(guò)程中的防污染作用擴(kuò)展到檢泵作業(yè)過(guò)程中的防污染。

應(yīng)用實(shí)例：N38-P5井是淺層唐南區(qū)塊的一口井，壓力系數(shù)普遍小于1.0，作業(yè)過(guò)程中入井液嚴(yán)重倒灌，污染地層。該井投產(chǎn)即下入絲堵+容砂尾管×10根+分流沉積的井下進(jìn)液器（1 500 m）+懸掛封隔器+打壓丟手，1 500 m處井斜42°，在生產(chǎn)兩年內(nèi)共進(jìn)行6次洗井和2次換泵作業(yè)，2次作業(yè)均未起出防污染管柱，作業(yè)記錄顯示，泵入100 m3的洗井液，返出100 m3液體，同時(shí)兩次作業(yè)后產(chǎn)量恢復(fù)很快，表明地層沒(méi)有被污染。

在淺層輕微出砂油井應(yīng)用10口，成功率100%，有效期由采用原有防污染管柱的3個(gè)月提高到30個(gè)月；在深層低壓低產(chǎn)油井中應(yīng)用5口井，后期檢泵作業(yè)中均未起出防污染管柱，并繼續(xù)生產(chǎn)20個(gè)月。

4 結(jié)論

（1）分流沉積的井下進(jìn)液器具有側(cè)向進(jìn)液、可向下沉積砂和臟物的分流通道、單向球彈簧扶正等機(jī)構(gòu)，具有在一定井斜范圍內(nèi)高效沉砂的效果，能夠克服單向閥在使用中的缺點(diǎn)。

（2）分流沉積的井下進(jìn)液器可與分采及單雙卡管柱組合，能夠使措施管柱反向進(jìn)液，保證油管內(nèi)和環(huán)空的液體保持平衡，提高下管、坐封等操作的可靠性。

（3）分流沉積的井下進(jìn)液器可與分層調(diào)剖管柱組合，能夠使調(diào)剖管柱具有反洗井和上部沉積物質(zhì)沉入口袋的作用，提高調(diào)剖管柱的可靠性。

（4）分流沉積的井下進(jìn)液器可與防污染管柱組合，有使套管上部泥砂沉入口袋的作用，避免砂埋并卡死單向閥球，提高防污染管柱的耐砂性能，使防污染管柱的適用范圍由洗井過(guò)程擴(kuò)展到檢泵作業(yè)過(guò)程。

［1］ 賈秀燕，史軍，張斌，等.高效防污染管柱的推廣應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2011，21（10）：129-130.

［2］ 馮鐵明.防污染井下開(kāi)關(guān)裝置的研究與應(yīng)用［J］.科技與企業(yè)，2012（9）：297.

［3］ 郭保衛(wèi)，劉文梅，劉廣東，等.濮城油田分層調(diào)剖注入工藝研究［J］.石油和化工設(shè)備，2010，13（4）：43-46.

［4］ 李縣波，張江峰，金智濤，等.細(xì)分層調(diào)剖工藝研究與應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2008，18（13）：121-122.

［5］ 趙曉偉，朱洪征，牛彩云.分層采油工藝管柱的研究與應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2010，20（23）：111-112.

［6］ 遲洪利，李建東，黃翔，等.河口高溫高壓油藏機(jī)械卡堵水工藝［J］.石油鉆采工藝，2003，25（1）：74-75.

［7］ 宋顯民，張立民，孫成林，等.水平井采油配套技術(shù)研究與應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2007，29（2）：111-115.

Distributary deposit down-hole liquid inlet device and its application in measuring string

HE Yawei1, SONG Xianmin2
（1. Yan’an University,Yan’an716000,China; 2. Drilling and Production Technology Research Institute,Jidong Oilfield,Tangshan063004,China）

ball-and-seat has many problems used as the bottom valve of separated injection, separated profile control and pollution prevent strings, for example solid particle in the upper tube section has nowhere to deposit but stuck valve ball, which will directly resulted in measuring string invalid. In order to overcome the shortcomings, the distributary deposit down hole liquid inlet device is studied, which has facilities such as sideways incoming liquid, diffluent deposit channels, one-way ball spring centralizer. This device was characterized by the liquid inlet side tube, diffluent channels deposit and difficult being sanding in for ball valve. Combined with measuring string, the liquid inlet device can play many roles in many kinds of string, such as the sideways incoming liquid in grip string,inverse well flushing in the stratified injection pipe string and the solid depositing in the bottom profile controlling string or pollution prevention string. All of these improve the reliability of measure strings and enhance the adaptability of column to conditions of sanding and inclined shafts.

ball-and-seat; distributary deposit; liquid inlet device; pollution prevention string; profile control string

賀亞維，宋顯民.分流沉積的井下進(jìn)液器及其在措施管柱中的應(yīng)用［J］. 石油鉆采工藝，2013，35（4）：114-116.

TE934

：B

1000–7393（2013） 04–0114–03

賀亞維，1973年生。1996年畢業(yè)于西安石油學(xué)院采油工程專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)主要從事采油工程方面教學(xué)和研究工作。E-mail：heyawei-2008@163.com。

2013-03-15）

〔編輯 景 暖〕