同心双管分注技术研究与应用*

乔志学 赵留阳 孔宪永 王彪 杜泳林 刘平（大港油田公司第三采油厂）

南部油田目前采用简单的笼统注水或一级二段地面配水分注，注入水对储层的长期冲刷改造，形成高渗条带和大孔道，在注水过程中的单层突进和舌进现象十分明显，导致注入水推进不均匀，使强吸水能力逐步增强，上下两套油层之间、同一套油层内部差异日益突出，依靠简单的笼统注水或一级两段分层注水已不能有效改善层间差异[1-2]。层间矛盾突出，急需实施分层注水，近几年相继开展了细分注及分注新技术研究试验，但受井深、注水压力、管柱腐蚀结垢及测试条件等因素制约，测试调配难度大，周期长且成功率低，一直没有取得较好效果[3-5]。为实现南部油田套管保护条件下的多级分注，满足油藏注水开发迫切需求[6]，开展了同心双管分注技术试验及推广应用。

1 技术原理

1.1 同心双管分注技术

该技术是在3⅟2TBG油管内插入1.9TBG油管，形成油套环空、大小油管环空、小油管内腔三个注水通道，通过地面闸门调节水量，套管、大油管、小油管各有单独的压力表、流量计三套系统分别控制，从而实现三段分注或二段套保分注。同心双管井口装置原理及示意图见图1。

图1 同心双管井口装置原理及示意图

1.2 管柱结构及参数

1.2.1 管柱结构

采用外管和内管同心结构设计，通过井下工具组合，形成小管和双管环空两个注水系统，实现分层注水，具体管柱结构见图2。

图2 同心双管分注管柱结构示意图

外管：包括3⅟2TBG油管（内衬油管/内外镀渗钨油管）+Y341可洗井封隔器+洗井阀+Y341可洗井封隔器+打压球座+筛管+丝堵。

内管：由1.900TBG油管（玻璃钢/镀渗钨小管）+滑套式安全接头+补偿器，管柱尾部插入洗井阀中。

1.2.2 井下工具参数

1）Y341可洗井封隔器。该封隔器上提管柱解封，防止层间差异造成的封隔器自动解封；洗井活塞定压开启，确保洗井活塞可靠密封，防止层间串通。封隔器具体型号参数见表1。

表1 封隔器具体型号参数

2）插入密封管及洗井阀。采用“V”型组合密封技术，保证可靠密封，同时长密封段起到了补偿管柱蠕动效应及分隔内外管流道和长度补偿作用。插入密封管及洗井阀结构及实物图见图3。

图3 插入密封管及洗井阀结构及实物图

1.3 坐封及验封方法

采取液压座封方式，分别对各层段进行座封及验封，具体方法如下：

1）下层坐封时，打开套管放空闸门，内管投球分级打压12，16，18，20MPa，各点均稳压5min，继续打压至23MPa压力突降。如果在打压过程中套管出现返水，则证明内管插封密封无效。

2）上层坐封时，油内环空分级打压12，16，18，20MPa，各点均稳压5min，继续打压至23MPa压力突降。

3）下层验封时，从内管试挤，打开套管放空闸门，压力保持10MPa左右，试注30min，观察套管是否返水，若套管不返水，证明下层Y341可洗井封隔器密封有效，可执行下步工序；若套管返水，则密封无效。

4）上层验封时，从油内环空试挤，打开套管、内管放空闸门，压力保持10MPa左右，试注30min，观察套管与内管是否返水，若套管不返水，证明上层Y341可洗井封隔器密封有效，可执行下步工序；若套管返水，则密封无效。

2 技术优势

2.1 分注技术优势

该分注工艺相比于油套地面及常规分注具有以下优势：

1）解决油套环空注水问题，避免管柱腐蚀结垢，降低造成的大修风险。

2）两套独立的注水系统能够有效解决高低压层之间的层间干扰问题，从而提高分注井的层段合格率。

3）不需测调，在井口计量，提高了资料准确性，减少了井下测调工作量，后期维护管理简单。

2.2 适用条件及性能特点

同心双管分注技术适用条件：大斜度井分注、层间差异大，反复调剖分注井，分层水量无法调配分注井等。

同心双管分注技术性能具备以下特点：一是地面控制分层配聚量，无需井下测试调配，地面采用直读式电磁流量计，连续读取分层流量，可以远程智能调配[7-9]；二是封隔器密封性可以直观判断；三是若管网配套，可实现聚合物分层分质注入[10]；四是管柱具有彻底洗井功能。

3 效益分析

3.1 经济效益分析

大港南部油田优选家新43-23等三口井实施同心双管分注技术，并完成远程调配水量，测调完成后，达到配注量，注水平稳。受精细注水、有效注水影响，截止目前井组日增油8.55t，累计增油1865t，措施仍然有效，预计年增油4200t，按照原油价格3008.2元计算，截止目前累计创效1200余万元，同时避免人工测调费用29井次，节约测调费用28.5万元，2020年同心双管分注实施情况见表2。

表2 2020年同心双管分注实施情况

同时根据实施地面智能分注井采用的镀渗钨和玻璃钢小管分析，分注设计中实际下入深度与下段油层底界几乎相同，根据注水原理优化管柱组合，建议小管下至下段油层顶界即可，预计2021年实施9口井，节约小管约1647m，节支创效18万元，2021年实施井管柱情况见表3。

表3 2021年实施井管柱情况

3.2 社会效益分析

同心双管分注技术工艺自动化程度高，调水方便，不再需要测调车进行水量测调，降低了管理难度及生产护理成本及员工的工作强度，产生了一定的社会效益。同时避免了油套环空注水，降低了安全风险隐患。

4 结束语

同心双管分注技术通过内外油管组合，解决了油套环空注水的问题，同时具备调剖注聚功能，最大限度的保证生产安全，同时该工艺自动化程度高，无需下入测试仪器即可进行远程调控，降低管理成本、减轻了员工的劳动强度，具有一定的社会效益，同时该分注技术能够实现有效注水，精细注水，实现节能创效1200余万元，经济效益可观。该分注技术能够解决复杂断块油藏高低压层相互干扰的问题，提高分注合格率，提高分注水平，实现有效注水、精细注水，为老油田注水可持续开发提供了一种新的手段，具有一定的推广意义。