同井采注.ppt

1、江苏油田试采一厂,零散区块同井采注工艺研究与试验,江苏油田试采一厂,报告人：白友国,零散区块同井采注工艺研究与试验,目 录,一、同井采出工艺的提出 二、主要研究工作 三、现场应用 四、存在问题及下步工作 五、结论与认识,一、同井采注工艺的提出,试采一厂有注水井268口，注水站33座，日注水量8295m3，分布于在江都、高邮、东台等不同地区。注水工艺流程主要有清水注水流程和污水回注流程，注水水源在加药、过滤等处理后，经注水站增压后注入地层中，基本满足了具有一定规模的小断块油田的注水开发，实现了小断块油田的早期注水。,一、同井采注工艺的提出,但仍有一部分油藏储量规模小，分布零散，给油田开发带来了困

2、难： 1、难以建立注采井网； 2、天然能量不足，地层压力水平低： 3、建站注水不经济： 为了有效解决零散区块注水问题，试采一厂2008年2月开始研究电泵同井采注工艺。,零散区块同井采注工艺研究与试验,目 录,一、同井采出工艺的提出 二、主要研究工作 三、现场应用 四、存在问题及下步工作 五、结论与认识,二、主要研究工作,根据地质情况以及采注要求，电泵机组配套工艺及井下管柱结构也有所不同，电泵机组需倒置使用，主要做了以下研究工作。,5、系统控制设计,1、采注水工艺设计,2、倒置电泵机组设计,3、配套工具设计,4、高压电缆密封井口的设计,根据采、注水层的上下对应关系，注采量匹配对应关系，研究确定同

3、井采注工艺方式，电泵同井采注工艺可分为以下两种： “采上/注下” “采下/注上”,1、采注水工艺设计,二、主要研究工作,其原理是将采出的水经井下电 泵增压后注入下部的注水层。,采上/注下工艺,采下/注上工艺,其原理是将采出的水经井下电泵增压后注入上部的注水层.,二、主要研究工作,两种工艺相同之处,单流阀,采上注下管柱图,采下注上管柱图,二、主要研究工作,电机上端为正常保护器,倒置电机,倒置保护器,120扶正器,封隔器,单流阀,两种工艺不同之处,单流阀,采上注下管柱图,采下注上管柱图,倒置泵,浮动泵,导流罩,小直径保护器,二、主要研究工作,两种采/注方式中的电泵机组与我厂采油用电泵机组有所不 同

4、，必须经过改进，重新设计。各部件的设计方案如下：,2、倒置电泵机组设计,(1) 倒置电机的设计 以正常电机中的上节电机为设计原型，对 电机下端进行修改和设计，结构型式如图所示。 下端采用花键连接，可以满足电机运转要求； 中间接头设计为图示的结构，既能扶正电机轴又能与下端的保护器连接，并在接头上还设计了注油阀。,二、主要研究工作,为了保证泵启动后出口压力在上保护器的 平衡作用尚未起作用时不压开沉淀式保护器的 机械密封，将保护器的下两腔设计为胶囊式结 构，即为机械密封、胶囊等形成两个隔断的密 封腔体，下胶囊内腔与上胶囊外腔连通，将井 液与电机油完全隔离，保证井液不进入保护 器。设计如下： 保护器有

5、四个腔：两个胶囊腔、一个沉淀腔、一个止推轴承腔。 有三级全部为内装式机械密封。,(2)倒置保护器的设计,二、主要研究工作,采上/注下艺设计中泵需倒置使用，结 构与现有正常泵有区别。设计如图所 示： 设计了轴端定位机构：为防止轴向下 窜动，保证泵在启动时轴头连接的花 键齿有足够的连接强度，采用轴端钢 丝簧加固定套的方法对倒置泵轴进行 定位。,(3)倒置泵的设计（采上/注下）,二、主要研究工作,采下/注上中泵设计为浮动式泵，这种泵采用完全浮 动式叶轮，即叶轮与导壳之间及叶轮与叶轮之间均有一定 的窜动间隙，叶轮在工作中处于浮动状态，在含有机杂环 境中工作不易磨损，能够延长泵的使用寿命。,(4)浮动泵

6、的设计（采下/注上）,(5)小直径保护器的设计（采下/注上）,为了平衡注水时泵所产生的向下轴向力，并且要满足采下/注上加导流罩工艺要求，小直径保护器外径设计为86mm，采用电泵用的平面轴承承受轴向力，承受压力19Mpa。,二、主要研究工作,3、配套工具设计,为避免沉砂对电泵注水管柱砂埋危险，开发了QSD-114型桥塞，管柱采用插入密封方式进行注、采水管柱连接，实现了管柱分段作业。主要特点：,镀铬防腐处理,1、可打捞：下专用打捞工具既可捞出。 2、耐压高：压差可达到50MPa。 3、防腐、密封性好：插管外表面和桥塞内孔采用镀铬防腐处理，插管密封长度1.2米，使用10个O型圈密封。,二、主要研究工

7、作,在井口悬挂器设计电缆密封机构，将悬挂器分为两部分，采用了凹型多重铅芯电缆密封组及三芯分压密封方式，解决了25MPa井口过电缆密封问题。,4、高压电缆密封井口的设计,二、主要研究工作,为了更好的改变电泵的扬程和排量，地面控制系统采用变频启动控制，实现数字化智能控制，操作简单，具有软启及各项保护功能。,5、系统控制,二、主要研究工作,零散区块同井采注工艺研究与试验,目 录,一、同井采出工艺的提出 二、主要研究工作 三、现场应用 四、存在问题及下步工作 五、结论与认识,三、现场应用,1、采上/注下工艺现场应用,联26井是位于高邮凹陷联盟庄构造联盟庄西北断块的一口开发井，于1987年3月完井，19

8、90年4月实施分注，注入层段为E2d1段1、2-3、4-6层，油压为19Mpa，日注水40方，2008年8月补射E2d2段26、27、28号水层，实施潜油电泵采上/注下工艺，设计日注水40方。,注入压力：20MPa； 机组及电缆耐温：120； 机组最大外径：101.6mm； 适应套管外径：139.7mm； 适应井深：2600m； 额定排量：50m3。,（1）工艺参数设计,三、现场应用,注水层,采水层,座封，实现油水层封隔,（2）井下管柱设计,三、现场应用,起出丢手管柱,注水层,采水层,（2）井下管柱设计,三、现场应用,下入电泵机组插入注水管柱,注水层,采水层,（2）井下管柱设计,三、现场应用,

9、注水层,采水层,（2）井下管柱设计,安全接头,倒置机组,吸入口,120扶正器,插管总成,桥塞总成,单流阀,三、现场应用,（3）联26生产情况,该井于2008年8月30日投注，投注前测得该井静液面为215m，投注12小时后测得动液面438m，潜油电机运行电压1100V，电流27A，初期电机运行频率50HZ，日注入量59m3/d。2008年8月31日，将电机运行频率降频至40HZ，日注入量47 m3/d，2008年10月14故障停机，机组正常运行40天。,三、现场应用,（3）联26同井采注问题分析,联26机组于2008年10月23日起出，拆解后发现电泵机组内全部为垢，经化验为硫酸盐垢，垢将机组卡死

10、导致机组过热保护器失效，电机烧坏。,三、现场应用,2、采下/注上工艺现场应用,沙42-4井为2008年11月新投注水井，该井对应4口油井（沙42-5井、沙42-3井、沙X42井、沙42-1井） ，沙42断块地处偏远，周边无注水井 。2008年11月决定实施同井采注工艺，沙42-4井计划日配注量为30m3。,三、现场应用,（1）工艺参数设计,借鉴沙20块的破裂压力梯度资料，根据地质配注及井口最大注水压力，考虑留有一定余量，确定注水电泵机组额定扬程为1900米，额定排量为30m3/d，井口悬挂器密封25MPa，另根据联26经验，机组设计耐温150。,三、现场应用,（2）配伍及防垢技术的研究应用,针

11、对沙42-4井，采用水质室内试验和软件模拟相结合的形式，对井下水源层和注入层的水质配伍性及结垢趋势进行研究。在室内，对注入水结垢趋势进行分析，在90情况下，碳酸盐垢析出量为193.7mg/L。,沙42-4水垢样趋势,三、现场应用,（2）配伍及防垢技术的研究应用,设计了固体防垢器：根据沙42-4水性情况，优选了阻垢剂，加工成固体装在特制的工作筒里,在座封桥塞时接在桥塞底部，阻垢剂在流动的液体中溶解, 从而达到防垢的目的。从室内试验情况看，投加10ppm阻垢剂时，阻垢率可达到87.3，设计的井下固体防垢器防垢有效期可达到8个月以上。,固体防垢剂,工作筒,三、现场应用,采水层,注水层,（3）井下管柱

12、设计,安全接头,倒置机组,吸入口,120扶正器,插管总成,桥塞总成,单流阀,120导流罩,出水口,固体防垢器,三、现场应用,（3）沙42-4生产情况,沙42-4井于5月14日投注，电机运行频率42Hz，电压1050V，电流21A，初期注水压力5.5MPa，日注水量30m3。目前，注水压力7.7MPa，井口悬挂器密封无渗漏，日注水量30m3，累计注水1008m3（数据截止至2009-6-20），机组及井口设备运行良好，各项参数基本稳定，达到了设计要求。,三、现场应用,零散区块同井采注工艺研究与试验,目 录,一、同井采出工艺的提出 二、主要研究工作 三、现场应用 四、存在问题及下步工作 五、结论与

13、认识,四、存在问题及下步工作,（1）、注入量无法通过测试准确获取，目前注水量主要根据电泵的特性曲线估算出来的。,1、存在问题,（2）、采下/注上艺受加导流罩的影响，小直径保护器最大外径只能达到86，注入压力最高不能超过19MPa。,（3）、机组运行受结垢影响较大，一但结垢严重将会导致机组烧坏。,四、存在问题及下步工作,（1）主要开发过电缆封隔器和小直径偏心配水技术，解决注水量参数测试问题。,2、下步工作,（2）加大小直径保护器的研究，开发新材料、新工艺，提高小直径保护器的承压能力。,（3）加大地层水配伍性和防垢措施研究，减少地层水结垢。,（4）、关注沙42-4生产情况，分析不同频率下电流和压力变化，确定合理的生产制度，最大限度延长机组运行时间。,零散区块同井采注工艺研究与试验,目 录,一、同井采出工艺的提出 二、主要研究工作 三、现场应用 四、存在问题及下步工作 五、结论与认识,五、结论与认识,1、零散区块同井采注水工艺投资少，基建和运行费用低，地面流程简单，管理方便，为零散区块油藏提供了一套新的注水开发工艺。,2、采出液直接注入地层中，减少地面水处理设备的扩