海上注水管柱组合及主要工具介绍

海上注水管柱组合及主要工具介绍钻修井作业公司技术部谢玉宝2013年5月一多管分注管柱二分层配注管柱三注水反洗井一体化管柱四智能调配管柱五同井采注管柱海上注水管柱组合及主要工具介绍一、同井采注管柱41/2油管活动接头潜油电泵保护器潜油电机变扣41/2油管分流器6插入密封变扣27/8油管3.25插入密封采水层注水层⒈同井采水注水管柱适应套管：9-5/8″采水量：2500m3/d注水量：≤800m3/d注水工作压力：≤12MPa⑴功能特点实现采水、注水管路独立生产；井下分层封隔管柱丢手，与采水管柱独立，便于检泵作业；可以实现大排量采水。⑵技术参数特殊Y接头过电缆封隔器油层保护单流阀丢手注采工具注气\水层内油管外油管单向阀注采转换器采油层⒉同井采油注水/注气管柱⑴功能特点实现采油、注水或注气管路独立生产；井下分层封隔管柱丢手，便于检泵作业；注气管柱的气密封性和防返吐；实现洗井、修井作业过程的油层保护。⑵技术参数适应套管：9-5/8″采液量：50-200m3/d注气量：≤15×104m3/d注水量：≤500m3/d注水工作压力≤12MPa一、同井采注管柱实现采油、注水管路独立生产；采油路有主阀、翼阀和地面安全阀控制；井下采油通道有安全阀，安全可靠；实现大排量注水和采油。5-1/2″套管电泵9-5/8″套管9-5/8″过电缆封隔器特殊Y接头采油层6″定位密封5-1/2”油管挂4.75″插入密封转换接头2-7/8″油管2-3/8″安全阀2-7/8”油管挂注水层⒊同井采油注水管柱功能特点：一、同井采注管柱4.配套工具（1）Y接头一、同井采注管柱（2）丢手下体总成（3）桥式通道一、同井采注管柱主要作用是使油、套环空注水与采水油管进行分隔，油、套环空注水通过桥式通道再由中心管注入设计层位，采水通过导流引鞋进入桥式通道，再通过桥式通道进入套铣筒，由电泵抽出；桥式通道下端为6寸定位密封，主要作用是与丢手下体回接时起密封作用。（注意：虽然6寸定位密封上端有定位台阶，但是由于丢手下体的密封筒长度小于6寸密封加引鞋的总长度，所以是引鞋定位。）φ60mm插入密封圆死堵带孔管定位旁通插入密封上层中层下层原有油管挂新增油管挂小油管注下层大、小油管环空注中层套管注上层大油管1大油管2小油管1新增油管四通筛管插入密封小油管2带孔管套管原有油管四通多管分注工艺管柱示意图隔离封隔器隔离封隔器顶部封隔器底部封隔器压力计流量计流量调节阀工艺管柱图地面流程图二、多管分注管柱㈠工艺原理在地面将总来水在井口处一分为三，三条管道在井口处各自流经自己的流量调节阀、流量计，三条管道各自装有压力计，由此实现了在地面调节各注入层的流量、直接读取各注入层的流量和压力。㈡功能特点1、实现单井2～3层的分层注水；2、在地面精确控制各层流量、直读各层注入压力和流量；3、无需钢丝作业，解决了大斜度井的分层配注问题。二、多管分注管柱原理：分注管柱主要由定位密封，空心集成配水工作筒，插入密封组成，通过定位密封、空心集成配水工作筒和插入密封实现分段，每个配水工作筒可实现两防砂段注水，配水器芯子座在工作筒内。(一）空心集成管柱原理空心集成注水管柱1.空心集成分注管柱三、分层配注管柱空心集成注水管柱（二）空心集成验封作业如图：压力计计量第一、三注水层段地层压力。分析井下压力计采集数据，压力计的压力稳定不随井筒压力变化而变化，说明第一、三层配注管柱分层合格，推断整井合格。原理：将压力计装在验封工具串压力计托筒内，通过钢丝作业将压力计工具串下到配水器工作筒位置，工具串通过定位抓定位在配水器芯子上，井口打2个压力梯度，通过压力计记录地层压力曲线变化判断是否分层。三、分层配注管柱空心集成注水管柱（三）空心集成调配作业步骤：1、组装涡街流量计工具串，钢丝作业下入流量计工具串。流量计通过定位抓定位在配水器芯子上进行分层流量测试，在每个测试层位取5个压力点，每点测试30min，录取相应测试资料；完成分层测试后，起出测试工具，对数据进行分析；2、根据地质配注要求和实测的吸水指示曲线，求得满足地质要求时各层所需注入压力，在水嘴嘴损曲线版上选出满足单层配注量的合适水嘴；3、安装所选水嘴，再次下入测试用配水工具，进行分层测试；测试完成后，起出井下工具，对测试数据进行分析，如不满足调配要求，则继续测试调配直至下入调配好的分层配注工具；4、倒好流程，进行正常注水。三、分层配注管柱（四）空心集成注水工艺优缺点优点：1、每个配水工作筒可实现2层注水。2、流量调节范围大。不足：1、调配作业时，钢丝投捞作业较多,作业周期长。三、分层配注管柱（五）配套工具三、分层配注管柱（六）技术参数型号级数最大外径in最小内径mm顶部扣型底部扣型长度备注38813.8864.53-1/2NUP3-1/2NUP1980X接3-1/2薄接箍23.88623-1/2NUP3-1/2NUP198033.8859.53-1/2NUP3-1/2NUP19804001464.53-1/2NUP3-1/2NUP198024623-1/2NUP3-1/2NUP19803459.53-1/2NUP3-1/2NUP198047514.75673-1/2NUB3-1/2NUP1970475左端为3-1/2NUB母扣24.7564.53-1/2NUB3-1/2NUP197034.75623-1/2NUB3-1/2NUP197018AB32217CED101391211654675（一）一投三分工艺原理一投三分注水管柱原理：分注管柱主要由定位密封，一投三分工作筒，插入密封组成，通过定位密封、一投三分工作筒自带密封和插入密封实现分段，配水器座在配水工作筒内，配水器有三个水嘴，可实现三段注水。三、分层配注管柱2.一投三分分注管柱水嘴水嘴水嘴一投三分配水器配水器工作筒压力计（上）（中）压力计（下）测第一层注水段地层压力测第三层注水段地层压力原理：将压力计装在配水器芯子内，通过钢丝作业将配水器芯子座在一投三分工作筒内，芯子到位后，井口打2个压力梯度，通过压力计记录地层压力曲线变化判断是否分层。如图：上压力计计量上注水层段地层压力；下压力计计量下注水层段地层压力。分析井下2支压力计采集数据，若上、下压力计的压力稳定不随井筒压力变化而变化，说明分层配注管柱分层合格，可满足三层段分层注水。三、分层配注管柱(二）验封原理水嘴水嘴水嘴一投三分配水器配水器工作筒流量计（上）流量计（中）流量计（下）第一层注水出口第二层注水出口第三层注水出口步骤：1、将流量计装在配水器芯子中，钢丝作业将配水器芯子座在工作筒内。工具到位后进行分层测试，录取相应测试资料；完成分层测试后，起出测试工具，对数据进行分析；2、根据地质配注要求和实测的吸水指示曲线，求得满足地质要求时各层所需注入压力，在水嘴嘴损曲线版上选出满足单层配注量的合适水嘴；3、安装所选水嘴，再次下入测试用配水工具，进行分层测试；测试完成后，起出井下工具，对测试数据进行分析，如不满足调配要求，则继续测试调配直至下入调配好的分层配注工具；4、倒好流程，进行正常注水。（三）调配步骤三、分层配注管柱（四）一投三分分层配注工艺技术适用条件：防砂完井的分注井，分注层段数：≤3层；注水井完井管柱最小内通径为3.25″（82.55mm）；单层最大注入量可达400m3/d；适用井斜小于60°。（五）一投三分分层配注工艺技术优缺点：三、分层配注管柱优点：1、一次钢丝作业可完成三个层段的调配作业；可满足单层大配注量的要求；2、井下流量计直接录取单层配注量；3、伸缩接头提高了配注管柱定位、密封的可靠性；4、自带密封，且密封可靠。不足：1、配水器针对每个层段只能装一个控制水嘴，流量调节范围较小。2、控制水嘴只能轴向安装，当注水水质较差，过流通道小，有机杂沉淀易堵塞配水器。3、在压力和流量测试时，由于仪器间距小，容易产生干扰，降低了测试数据的准确性。4、只能适用于两至三段防砂完井分层注水。型号最大外径in长度mm顶部扣型底部扣型中心管扣型备注3253.2515172-7/8NUP2-7/8NUP1.9NUPX接2-7/8薄型接箍3883.8815122-7/8NUP2-7/8NUP1.9NUP400415122-7/8NUP2-7/8NUP1.9NUP4754.7515963-1/2NUB3-1/2NUP1.9NUP475左端为3-1/2NUB母扣（六）技术参数三、分层配注管柱滑套测调工作筒定位密封ⅡⅢⅠ插入密封测调工作筒插入密封测调工作筒Ⅰ㈠技术原理3.边测边调管柱三、分层配注管柱（1）.井下测调工作筒：与分注管柱一起下入，内部装有可调水嘴。（2）.电缆测调仪器：由电缆下入分注管柱中，与井下测调工作筒对接，地面直读调节流量；可以任意选择一级工作筒。（3）.地面控制器：在地面通过电缆读取流量压力温度参数，并控制测调仪器调节井下可调水嘴。（二）调配原理将地面控制器、测调仪与电缆相连，用电缆下入测调仪到最后一级工作筒，测调仪定位在工作筒上；由地面控制器控制测调仪动作，调节水嘴大小，使流量达到配注要求；上提测调仪，按同样方法进行调节。滑套测调工作筒定位密封ⅡⅢⅠ插入密封测调工作筒插入密封测调工作筒Ⅰ三、分层配注管柱㈡斜井同心测调分层配注适用条件:⒈分注层段数：不限；⒉注水井完井管柱最小内通径为3.88″、4″和4.75″；⒊单层最大注入量可达1000m3/d；⒋适用井斜小于60°;⒌防砂段需用2-7/8″油管。三、分层配注管柱（1）测调地面控制器外形：400×400×180mm防爆等级：DIIBT4防护等级：IP55～56数据接口：USB外接电源：220V（三）配套工具（2）井下测调工作筒：技术参数：1.长度：1100mm；2.最大外径：φ97mm或φ114mm；3.最小内径：φ46mm；4.连接扣型：2-7/8EU；5.水嘴直径：0-17mm。特点：1.一个测调工作筒对应一个注水层；2.测调仪器串，可选择任意一级工作筒进行调节；3.中间通径φ46适应大部分仪器作业。三、分层配注管柱（3）验封仪器串：技术参数：压力测量范围：0～70MPa；压力测量精度：0.1％；压力通道：2；温度范围：-40℃～155℃；最大外径：φ46mm特点：双通道压力计，一支压力计记录油管内压力，一支压力计记录验封地层的压力，两条曲线对比就可以知道验封层的密封情况。三、分层配注管柱（4）测调仪器技术参数：仪器外径：φ44mm仪器长度：4600mm流量测量范围：10m3/d～1000m3/d流量测量准确度：±2.0%压力测量范围：0～60MPa压力测量准确度：±0.2%井下仪器工作温度：0～125℃可调堵塞器当量通径：φ1mm～φ7.5mm可调水嘴使用寿命：2年三、分层配注管柱同心分注注水管柱原理：分注管柱主要由定位密封，同心分注工作筒，插入密封组成，通过定位密封和插入密封实现分段，每个同心分注工作筒对应一注水防砂段，配水器芯子座在工作筒内。技术参数1）防砂内通径：3.25〞2）适用井斜：≤60°3）防砂段油管：2-7/8〞SNU4)分注层段数:≤3（一）同心分注工艺原理定位密封插入密封插入密封同心分注工作筒同心分注工作筒同心分注工作筒三、分层配注管柱3.同心分注管柱同心分注注水管柱原理：将压力计装在验封芯子内，通过钢丝作业投入验封芯子，芯子到位后，井口打2个压力梯度，通过压力计记录地层压力曲线变化判断是否分层。如图：压力计计量中间注水层段地层压力。分析井下压力计采集数据，压力计的压力稳定不随井筒压力变化而变化，说明分层配注管柱分层合格，可满足三层段分层注水。三、分层配注管柱（二）同心分注验封原理同心分注注水管柱1、组装超声流量计工具串，钢丝作业下入流量计工具串。流量计下至工作筒上5-10m位置进行分层流量测试，录取相应测试资料；完成分层测试后，起出测试工具，对数据进行分析；2、根据地质配注要求和实测的吸水指示曲线，求得满足地质要求时各层所需注入压力，在水嘴嘴损曲线版上选出满足单层配注量的合适水嘴；3、安装所选水嘴，再次下入测试用配水工具，进行分层测试；测试