液压提升式防卡分层注水工艺技术研究

液压提升式防卡分层注水工艺技术研究

0管柱结垢反洗井技术随着海上油田的开发和水井数量的增加，水井开发已成为海上油田的重要生产和稳产措施之一。同时随着油田进入开发后期,地层状况恶化,注水井溢流、出砂严重,管柱结垢造成大修、测调遇阻以及封隔器失效等问题频繁出现。陆地油田针对上述问题提出了相应的反洗井工艺,如可洗井封隔器反洗井技术、液控式分层防砂分层注水技术等。海上油田的注水井一般是由油井转注,其完井方式采用砾石充填防砂完井,不具备洗井功能,同时海上注水井若出现管柱结垢,则会造成后期管柱拔不动,从而导致管柱大修作业,进而增加修井成本。为此,开发了适合海上油田使用的分层注水管柱防卡工艺,该工艺既可实现防砂管内分层配注,又可实现不动井口定期活动井下注水管柱。1技术分析1.1升装置,4级防返吐配水器、洗井阀和插装阀组成分层注水管柱防卡工艺中的技术管柱见图1,主要由油管、提升装置、4级防返吐配水器、洗井阀和插入密封组成。提升装置具有井下管柱提升和复位功能,防返吐配水器具有分层配注功能,洗井阀具有单流和沉砂功能,插入密封起分隔油层功能。1.2活动治水管柱的控制通过油管挂及油管将提升装置、防返吐工作筒、洗井阀和插入密封连接在一起下入井内。当需要洗井或活动注水管柱时,通过地面液压控制器控制提升装置活塞的位移,实现井下管柱的上提,使插入密封与其配合的密封筒脱离,建立反洗井通道,从而实现大排量反洗井作业。完成洗井后,通过地面液压控制器加压来控制提升装置活塞的位移,实现井下管柱的复位,从而恢复该井正常注水。1.3水直播适合适用矿井防砂完井通径98.55、101.60、120.65和152.40mm;适用于井斜小于60°的注水井;单层最大注水量700m3/d;注水工作最大压差12MPa;最大分注层数4层。1.4液压活动管柱内固定渗流井(1)该工艺可实现注水井的分层配注和不动井口的全井筒大排量洗井;(2)通过液压活动管柱可以有效降低管柱遇卡的概率;(3)该工艺简化了注水井洗井作业流程。2相关支持工具2.1井内油管口、管柱的下中心管垂直安装工具提升装置结构如图2所示。工作时通过液控管线控制活塞的上移和下移,达到控制与其连接管柱上提和下放的目的。传扭管和传扭接箍保证中心管在上、下移动过程中可以全程传递扭矩。该工具连接在油管挂和井内油管之间,上接头连接油管挂,下中心管连接到井内油管上。利用地面液压站提供的高压液压油,通过液控管线(连接在管线变扣上)连接到该工具上。提升油管时,控制液压油进入活塞下部,推动活塞带动下中心管上移;下放油管时,控制液压油进入活塞上部,推动活塞带动中心管下移,实现注水管柱的复位。该装置最大外径210mm,最小内通径74mm,额定工作压力35MPa,额定提升力500kN,单体最小长度8.5m,总体长度12m,提升长度3.5m。2.2浇注通道关闭防返吐工作筒结构示意图见图3。注水时通过压差打开工作筒开启阀,形成注水通道;停注时开启阀通过弹簧复位,关闭注水通道。该工作筒最大外径97mm,总长906mm,工作压力0~25MPa,打开压差0.5MPa,最小内径62.0、59.5、57.0和54.5mm。2.3桥式通道内砂料反洗井洗井阀结构示意图见图4。正常生产作业时,阀杆与桥式通道密封,实现沉砂功能,砂石及杂质可通过桥式通道沉积到油管内;反洗井作业时,液体从桥式通道的对称侧孔进入,压力推动阀杆向上运动,脱离密封面,形成过流通道,进行反循环洗井。该洗井阀最大外径81mm,工作压力0~30MPa,开启压力0.5MPa。3单井反洗井作业成本低的原因2011年6月至2012年10月底,该工艺技术在渤海油田成功应用9口井,共进行13井次反洗井作业,施工成功率100%。单井反洗井作业比常规动管柱洗井作业能节约时间4d,节约成本10余万元。通过对13井次反洗井作业的跟踪,对洗井返出水进行取样和分析,判断每次洗井作业都很彻底,达到洗井作业的要求。同时经过反洗井作业的注水井90%以上都能在一定时间提升该井的吸水指数,其中吸水指数提高维持天数达到30d以上的井有3井次。4注和不起管柱的全井筒洗井(1)分层注水管柱防卡工艺技术通过井下管柱提升装置和分层注水管柱相结合,可实现注水井的分层配注和不起管柱的全井筒洗井。(2)该工艺能对井下管柱进行活动,在一定程度上可降低后期修井作业