东河1－4－7超深井分层注水工艺及应用评价

周怀光，沈建新，陈 洪 李 哲，赵振兴 （中石油塔里木油田分公司开发事业部，新疆 库尔勒841000）

东河1－4－7超深井分层注水工艺及应用评价

周怀光，沈建新，陈 洪 李 哲，赵振兴 （中石油塔里木油田分公司开发事业部，新疆 库尔勒841000）

在调研国内主要油田分层注水工艺的基础上，开发了一套适合塔里木油田的分层注水工艺，在塔里木油田超深井上开展试验，并在塔里木油田东河1－4－7井中应用成功，取得了可喜的地质增油效果，研究结果可为类似油田作业提供参考。

塔里木油田；超深井；分层注水工艺 ；增油效果

东河塘油田自1995年注水开发后，层间矛盾逐渐突出，上部CⅢ1＋2岩性段水驱效率低，采出程度低，由于储层物性差，表现为层状开发特征；中部高渗层CⅢ23岩性段水淹严重，已形成次生底水，下部CⅢ4＋5岩性段水淹程度高。东河1－4－7井2009年3月吸水剖面资料表明，东河1－4－7井CⅢ2以下岩性段 （相对吸水量99.07%）吸水偏多，CⅢ1岩性段 （相对吸水量0.93%）不吸水，存在明显的层间吸水不均问题。在轮南油田6口注水井 （井深平均在4800m）成功实施超深井分层注水工艺的经验基础上，提出了对东河1－4－7超深井 （井深5920m）实施分层注水工艺，以解决CⅢ1岩性段和CⅢ2以下岩性段之间吸水不均的问题。

1 分层注水工艺配套工具结构原理

东河1－4－7井注水层深约5920m，为一口直井，地层温度140℃左右，注水最高井口压力40MPa。因此，注水井分层配注工具［1，2］及配套管柱必须满足井深6000m、井温150℃、工作压力100MPa的超深井分层注水的要求及工具投捞安全可靠、成功率高的要求。工程上实施超深井分层注水有3个难点：一是分层注水层位深，要求完井工具耐高温、高压；二是CⅢ1、2岩性段只有3m厚的夹层，实施封隔器卡层作业难度大；三是CⅢ1岩性段物性差，注水难度大。

现将分层注水工艺配套工具的结构原理简述如下。

1）7in MCHR卡瓦封隔器 它由坐封机构、密封机构、自锁机构和解封机构组成。工作原理为：7in MCHR封隔器是通过油管内打压，活塞结构使卡瓦张开，压缩胶筒坐封 （也可以通过井筒静液柱压力坐封），其内部设计有倒齿棘爪机构，坐封后将胶筒保持在压缩状态。通过上提管柱剪断剪切环来实现解封。

2）KPX－116偏心配水器 该偏心配水器主要由偏心工作筒和偏心堵塞器组成。工作原理为：正常注水时，堵塞器靠堵塞器主体台阶坐于工作筒主体的偏孔内，凸轮位于偏孔的扩孔处，在凸轮作用下使堵塞器在正常注水压力下不至于飞出，堵塞器主体上有4道密封圈封住偏孔的出液槽，注入水经堵塞器滤罩、水嘴和出液槽进入油套环空，最后注入地层。

3）锚定扶正器 （7in水力锚） 该锚定扶正器主要由锚体和锚爪组成。工作原理为：在封隔器坐封及注水过程中，靠液体压力，锚爪同步伸出锚定在套管内壁上，对管柱起到锚定扶正作用，在正常注水时主要降低管柱的横向蠕动效应。座封方式：油管打压座封，上提管柱解封。

4）高压补偿器 （高压伸缩管） 它主要由外管、内管和锁定机构组成。工作原理为；伸缩管可与封隔器配合使用，主要降低管柱的纵向蠕动效应，防止损坏油管和封隔器［3］。

2 分层注水管柱及施工程序

1）二级三段配注管柱 根据东河1－4－7井的夹层小 （3m）、井深 （5920m）超深的突出特点，采用的配注工具组合的二级三段配注锚定补偿式［3］工艺管柱结构 （自上而下）为：补偿器（高压伸缩管）＋水力锚＋7in MCHR卡瓦封隔器（自带卡瓦）＋KPX－116偏心配水器＋7in MCHR卡瓦封隔器（自带卡瓦）＋KPX－116偏心配水器＋7in MCHR卡瓦封隔器（自带卡瓦）＋KPX－116偏心配水器＋单流阀。

2）施工步骤 用7in套管刮管器刮削套管，射孔井段可反复提下数次，实探井底，确定是否冲砂，用洗井液正－反－正洗井。对CⅢ1岩性段补孔5753.0～5776.0m，共计23m。下Y211－148封隔器验窜管柱，对CⅢ1岩性段和CⅢ2岩性段 （二层之间夹层只有3m）验窜，测CⅢ1岩性段吸水性能。采用多氰酸酸化CⅢ1岩性段。丈量油管、封隔器、配水器、水力锚、伸缩管等井下工具，组配井下管柱 （偏心配水器堵塞式双探头压力计和堵塞器 （死嘴）合格装入偏心工作筒）。下分层注水管柱，据情况调整管柱长度，严格较深，保证封隔器、配水器、水力锚下到预定位置。装井口，采油树试压70MPa，反替环空保护液，油管憋压按照0→7→14→21→28MPa稳步上升，中间间隔5min左右，封隔器坐封。井口憋压，管柱验漏，若有漏失现象，下井下流量计验漏测试，全井验漏合格后进行下步工作。改变工作制度开－关－开井，钢丝捞出堵塞式压力计回放数据，以确定施工目的层是否窜槽，封隔器是否密封。验漏、验窜、验封合格后，测分层吸水指示曲线。根据各层吸水指示曲线调配合适的水嘴。

3 现场应用评价

3.1 超深井分层测试投捞情况

采用超深井配注工具及二级三段工艺管柱在东河1－4－7井对CⅢ1、CⅢ2和CⅢ2以下岩性段实施分层注水施工，封隔器坐封、管柱验漏压力26.0MPa，时间30min，压力不降。13次投捞，次次成功，提捞过程中无遇阻现象，投捞成功率100%。2010年11月19日捞出双探头电子压力计 （耐压100MPa，耐温150℃）发现压力计进水，判断认为密封失效 。经过更换密封件对封隔器成功验封，证明第2级封隔器密封良好 ；利用耐压100MPa、耐温150℃井下电磁流量计测试流量，同样获得成功。

3.2 分层注水后吸水剖面测试情况

分层注水前后的吸水剖面如图1、2所示。由图1、2可以看出，分注前CⅢ1岩性段基本不吸水 （相对吸水量0.4%），分注后吸水剖面都趋于均衡，达到了配注要求，其中CⅢ3岩性段以下地质上要求暂时不注水 （目前是死嘴）。

图1 东河1－4－7井分注前吸水剖面

图2 东河1－4－7井分注后吸水剖面

3.3 分层注水效果

东河1－4－7井实施超深井分层注水，周边采油井取得了明显的增油、控水、增储效果和显著的经济效益。施工后井组日产油由319t上升到348t，增产比1.1；原油含水率由39.2%下降到33.1%，下降了6.1个百分点。井组动用可采储量由4.188×104t上升到5.611×104t，增加动用可采储量1.423×104t。增油有效期12个月，累积增产原油10440t。原油价格按3412元/t计算，并扣除260万元分层配注成本，东河1－4－7井组分层配注原油增产盈利3302万元，投入产出比1∶12.7。

4 结 语

采用超深井分层注水工艺及配套技术，在东河1－4－7井应用满足了超深井分层配注的工艺技术要求，有效地解决了层间矛盾，提高了低压低渗层储量的动用程度，达到降低油井含水、提高油井产量的目的，注采井组控水、增油、增储效果明显，取得了显著的经济效益。超深井分层注水工艺在塔里木油田具有广阔的应用前景。

［1］裴承河.分层注水技术在长6油藏开发中的应用 ［J］.西安石油大学学报 （自然科学版），2006，21（2）：34～36.

［2］万仁溥.采油技术手册 （下册）［M］.北京：石油工业出版社，2000.

［3］王增林.锚定补偿式分层注水管柱研究及应用 ［J］.石油机械，2001，29（7）：30～32.

TE 357.6

A

1000－9752（2011）06－0338－03

2011－05－22

周怀光 （1984－），男，2007年中国石油大学 （华东）毕业，助理工程师，现主要从事采油、试油工程研究工作。

［编辑］ 苏开科