中导向偏心注聚器及配套工具的研究与应用

高 光 磊

（大庆油田有限责任公司采油工程研究院，黑龙江大庆 163453）

中导向偏心注聚器及配套工具的研究与应用

高 光 磊

（大庆油田有限责任公司采油工程研究院，黑龙江大庆 163453）

为提高偏心注聚器的投捞成功率，综合考虑上、下两种导向方式的优缺点，开展了中导向偏心注聚器及配套工具的研究。该注聚器在常规偏心配水器结构基础上，将导向体上移至偏心工作筒中部，并可依据不同驱替介质分注要求更换根据不同功能设计的堵塞器，同时通过改变降压槽的规格来改变节流压差，减少能量及压力损失。室内实验表明，采用该偏心注聚器的分注管柱的一次投捞成功率达到98%，节流元件在70 m3/d流量范围内，最大节流压差可达到2.5 MPa，对聚合物溶液黏损率小于9.2%。现场应用表明，应用该注聚器的分注管柱一次投捞成功率95.6%，较原有技术提高6.9%，2～3层分注井投捞、验封和流量调配有效用时1.5 d左右，较原有技术提高40%。该偏心注聚器的性能可完全满足二、三类油层聚合物驱分注的要求。

聚合物驱；偏心注聚器；现场应用

大庆油田聚驱分注常用的偏心注聚器有下导向偏心注聚器、上导向分质分压注聚器和梭形杆偏心注聚器3种，其节流性能及黏损率等指标基本满足现场要求。但由于受偏心注聚器结构设计的限制，这3种注聚器普遍存在投捞工具串长、投捞负荷大的问题，投捞成功率低于常规偏心配水器，影响了现场应用规模［1-6］。为提高偏心注聚器的投捞成功率，开展了中导向偏心注聚器及配套工具的研究。

1 中导向偏心注聚器结构设计

1.1 中导向偏心工作筒

综合考虑上、下两种导向方式的优缺点，提出了中导向偏心注聚器的结构设想，在常规偏心配水器结构基础上，将导向体上移至偏心工作筒中部，即扶正体下部（图1）。这种设计既保留了下导向结构投捞成功率高的优点，又具有上导向结构投捞工具短的特点。中导向偏心注聚器工作筒最大外径114 mm，长度1 750 mm，内通径46 mm，偏孔为直径20 mm的通孔，由偏孔下部进液，可减缓聚合物堵塞。

图1 中导向偏心注聚器结构示意图

另外，通过更换不同功能的堵塞器，采用该偏心注聚器的分注管柱可满足水驱、聚驱等不同驱替介质分注的要求，实现了分注管柱的多功能性。在尺寸设计中，也兼顾到了水驱高效测调工艺，可保证与目前的测调仪器兼容。

1.2 节流堵塞器

节流堵塞器上部采用常规堵塞器结构，下部连接环形降压槽，通过改变降压槽的规格来调节节流压差，控制分层注入量。为了减小对聚合物的剪切降解，采用了流线型降压槽结构的节流元件（图2）。

图2 节流堵塞器及环形降压槽示意图

节流芯外表面有等距流线型槽，与偏心工作筒偏孔内壁形成过流通道。聚合物溶液流过每一个节流单元时，过流面积从小到大变化一次，流速从高到低变化一次，流态及流场分布也相应产生一次变化。聚合物分子链始终处于一个拉长、收缩的变形过程中，使一部分能量消耗在聚合物分子链的变形与恢复上，从而形成局部能量损失，形成节流压差。

对节流元件性能进行了室内实验，结果见图3、图4。可以看出，采用分子量1 400万、浓度1 000 mg/L聚合物，在70 m3/d流量范围内，最大节流压差可达到2.5 MPa，对聚合物溶液黏损率小于9.2%；采用分子量2 500万、浓度1 600 mg/L聚合物，在70 m3/d流量范围内，最大节流压差可达到2.7 MPa，对聚合物溶液黏损率小于7.2%。

图3 流量与节流压差及黏损率关系曲线（聚合物分子量1 400万、浓度1 000 mg/L）

图4 流量与节流压差及黏损率关系曲线（聚合物分子量2 500万、浓度1 600 mg/L）

1.3 投捞器

投捞器与常规偏心投捞器的基本结构近似，最大外径44 mm，长度1 370 mm，防喷管高度2.3～2.4 m。在室内模拟井进行的100次模拟投捞实验中，一次投捞成功率达到98%。

2 现场应用情况

截至2013年底，中导向偏心注聚器已在大庆油田注聚区块应用1 180口井，平均单井2.4个层段。数据统计表明，应用中导向偏心注聚器的分注管柱全井密封率100.0%，注聚合格率为87.7%，一次投捞成功率95.6%，较原有技术提高6.9%，2～3层分注井投捞、验封和流量调配有效用时1.5 d左右，较原有技术提高40%。

3 结论

（1）中导向偏心注聚器配套测试工艺简单，投捞负荷与常规偏心配水测试相当，采油厂测试队伍可独立完成投捞、验封及测试调配，有效提高测调效率，

(下第达到了方便管理、降低成本的目的。

（2）基于中导向偏心注聚器的分注技术目前已成熟配套，与水驱高效测调工艺完全兼容，并满足水驱、聚驱、后续水驱不同阶段分注以及高分子量高浓度聚合物分注需求，可作为原有聚驱偏心分注技术的替代技术进行推广应用。

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［2］单晶，马宏伟，袁云，等.聚合物驱井下单管多层分注工艺［J］.石油钻采工艺，2005，27（3）：35-37.

［3］裴晓含，段宏，崔海清，等.聚合物驱偏心分质注入技术［J］.大庆石油地质与开发，2006，25（5）：65-66.

［4］王玲，梁福民，高润林，等.聚合物单管多层分质分压注入技术［J］.石油钻采工艺，2007，29（2）：73-75.

［5］崔金哲，李波.聚驱梭形杆偏心分注技术的研究与应用［J］.石油机械，2011，39（1）：67-68，79.

［6］李海成.大庆油田聚合物驱分注工艺现状［J］.石油与天然气地质，2012，33（2）：296-301.

［7］陈晓红，段宏.聚合物单管多层分注技术原理及应用［J］.大庆石油地质与开发，2004，23（4）：53-55.

［8］杨子强，谢朝阳，梁福民，等.聚合物驱多层分注技术研究［J］.大庆石油地质与开发，2001，20（2）：83-85.

（修改稿收到日期 2013-10-25）

〔编辑 朱 伟〕

Research and application of polymer eccentric distributor and matched tools with mid-director

GAO Guanglei
（Petroleum Engineering Research Institute of Daqing Oilfield Company Ltd.,Daqing163453,China）

In order to improve the dropping and fishing success rate of eccentric polymer distributor,mid-guild polymer injector and matched tools were developed by considering the merits and demerits of upper director and bottom director.On the basis of conventional eccentric water distribution structure,the director was moved to the middle of regular eccentric work guide tube.The plug designed for special usages can replace according to the requirement of separate injection for different displacement medium,besides,the throttle pressure difference change with changing of buck slots specifications to reduce the pressure and energy loss.Indoor experiments show that:the initial dropping and fishing success rate of tubing string with this polymer eccentric distributor can be 98%,and the max throttle pressure difference can up to 2.5 MPa with flow rate 70 m3/d,besides,the viscosity loss rate is less than 9.2%.Field application results show that one dropping and fishing success rate of separate injection tube with the polymer eccentric distributor is 95.6%,compared with the original technique to improve 6.9%.The effectively time-consuming of dropping &fishing,inspection sealing and flow deploy is nearly1.5 d for 2 to 3 layers injection wells and about improved by 40% compared with the original technology.The performance of this mid-director polymer distributor can meet requires of polymer separate injection technology in thin &poor reservoirs.

polymer flooding;polymer eccentric distributor;field application

高光磊.中导向偏心注聚器及配套工具的研究与应用［J］.石油钻采工艺，2013，35（6）：77-78.

TE934.9

：B

1000-7393（2014）01-0077-02

10.13639/j.odpt.2014.01.020

中国石油天然气股份有限公司重大专项“二类油层聚合物驱进一步提高采收率配套技术”（编号：2008E-1207-1）。

高光磊，1983年生。2007年毕业于哈尔滨工业大学机械设计制造及其自动化专业，现主要从事三次采油工艺方面的研究工作，工程师。电话：0459-59753762。E-mail：gaoguanglei@petrochina.com.cn。