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第1页共58页工程技术研究所注水室2014年3月数字化模式下油田生产管理培训——注水井井下工艺华北油田二连分公司第2页共58页华北油田二连分公司注水是油田开发中为保持地层能量的一种驱替方式，二连油田1988年实施注水开发，主要采用反七点法注水，油水井比例2:1，分注井301口，约占总井数的1/3。为实现有效地注水开发，与之相适应地形成了一系列的注水工艺技术，其中注水井井下工艺技术是注水工艺发展的一项重要内容。本篇介绍注水井井下工艺基本原理、工况判断及处理等。第3页共58页汇报内容第一篇、井下工艺基本原理第4页共58页㈠、笼统注水井注水中，不划分层段而在相同注水压力下的注水方式，叫笼统注水。主要管柱的结构是：油管+喇叭口以下情况的注水井宜采用笼统注水：(1)各层段层间矛盾小，各小层吸水能力相近;(2)井下技术状况变差，不能下入分层管柱;(3)单层开采井。由于地层多油层非匀质性产生的层间、层内、平面矛盾，易出现主力油层“单层突进”水淹现象，影响最终采收率。第5页共58页㈡、分注井分层注水实质是通过下入封隔器，把差异较大的油层分隔开，通过配水器进行分层配水，使高渗层注水量得到控制，中低渗透率油层注水量得到加强，使各类油层都能发挥作用的工艺技术。二连油田分层注水发展历程1空心与早期偏心2地面油套分注34同心集成分注•分别于1989年和1999年引进，主要应用于蒙古林和阿南。•2000年为解决井下分注投捞作业复杂，对水质要求较高等问题，应用地面油套分注工艺，并大范围推广。•2010年污水水质改造工程的实施，注入水质有了很大的提高，同时为满足多层分注的需要，引进了同心集成分注工艺。桥式偏心桥式同心•2011年，为降低劳动强度，实现精细分层注水，在二连油田得到大规模应用，尤其建立阿尔分注示范区使二连油田分注工艺达到一个新水平。第6页共58页1、空心分注1989年最早在二连油田应用，目前主要应用于蒙古林油田。原理：地面打压封隔器完成座封和锁紧，配水器活塞在液压作用下沿长轨道上移，打开注水通道，实现分层注水。管柱组成：Y341-115型封隔器KHD-110定压配水器挡球、筛管、丝堵㈡、分注井第7页共58页配套工具总长mm最大外径mm最小通径mm适应套管mm温度℃工作压力MPa座封压力MPa防顶力力kN解封力kN90011562121～124≤130≤257～8≤3010～20技术参数甲乙丙丁总长，mm550550550550中心管通径，mm58514642芯子通径，mm46403632凡尔开启压力，MPa0.5～0.7KHD-110定压配水器Y341-115（754-3）型封隔器1、空心分注㈡、分注井第8页共58页调配：将外流式电磁流量计下至各级配水器上部，监测、记录该位置流过的液体数值，测试完毕后，经地面回放，采用递减法求得分层注水量，如达不到地质配注要求，从上之下逐级捞出配水器芯子更换水咀，由小到大投入芯子继续测试。1、空心分注㈡、分注井工程技术研究所注水室第9页共58页2、地面油套分注1999年推广地面定量分注工艺并广泛应用。原理：安装地面定量配水器，来水通过油管和套管分别注入地层。管柱组成：Y341-114B型封隔器、球座㈡、分注井工程技术研究所注水室第10页共58页配套工具总长mm最大外径mm最小通径mm适应套管in工作温度℃工作压力MPa座封压力MPa解封力kN9601155051/2≤120≤2518～2020～30总长mm最大外径mm工作温度℃工作压力MPa31090≤130≤35Y341-114型封隔器地面定量配水器2、地面油套分注㈡、分注井工程技术研究所注水室第11页共58页调配：井口更换高压油、套阀门前配水器中水咀，观察油套水表流量显示，直至达到地质分层配注要求即可。验封：正常注水情况下，随时观察油套压变化量，当油套压接近且单层注水量突升突降时，可初步判断为封隔器失效或管柱漏失，这时关闭高压油管阀门或套管阀门，转入单管注水状态，观察井口油套压及单层注水量变化情况，若油套压仍相等，且单层注水量比正常状态大幅变化，则说明封隔器失效，否则管柱正常。2、地面油套分注㈡、分注井工程技术研究所注水室第12页共58页3、同心集成分注2010年引进，共应用14口，分布在宝力格、赛汉、锡林油田。原理：以配水封隔器的中心管作为配水器的工作筒，每个配水器有两个注水通道，控制两个层段的分层注水。管柱组成：Y341-114套管保护封隔器集成式配水封隔器（含配水器）挡球、筛管、丝堵。㈡、分注井第13页共58页配套工具名称长度外径内通径工作压力工作温度（mm）（mm）（mm）（Mpa）（℃）同心集成封隔器74011460/55/5230＜120配水芯子36555/5228.5/2630＜120同心集成封隔器同心集成配水器3、同心集成分注㈡、分注井工程技术研究所注水室第14页共58页分层流量测试：测试时投入测试堵塞器，靠自重座入配水封隔器中心管定位台阶，使每一出水孔眼对应一个注水层段。流道内安装不同孔径的水咀，并与测试堵塞器上端仪器仓相通，仪器仓上端及侧壁设计有进液孔，一支流量计对应一个流道，进入井筒的高压流体通过仪器仓进液孔，经小直径电子流量计计量，再经过控制水咀进入对应目的层。3、同心集成分注㈡、分注井工程技术研究所注水室第15页共58页2011年引进，井下管柱主要由Y341套管保护封隔器+桥式配水器+Y341封隔器+桥式配水器+注水循环阀+筛管+丝堵组成。套管保护封隔器桥式偏心配水器底部球座可洗井封隔器油管工作筒测试密封段堵塞器套管封隔器桥式通道设有桥式通道，实现单层流量、压力测试,减小层间干扰，提高测试准确度。采用可调堵塞器，测调时不用投捞。测调仪采用上、下双导向结构可与堵塞器精确对接。4、桥式偏心分注㈡、分注井工程技术研究所注水室第16页共58页油管测调仪配水器可调堵塞器油管测调仪器坐测示意图高效测调技术过流保护电缆电缆绞车集流环地滑轮天滑轮流量计线路温度变送器压力变送器可调堵塞器--井下仪器----地面仪器--配注执行机构温度传感器压力传感器流量传感器测量与调节控制位置传感器传输线路通讯线路测量通道转换线路单片机系统调制线路CCT-V井下测调仪线路工作原理框图电脑供电系统供电转换电缆补偿控制线路信号处理采集线路通讯线路4、桥式偏心分注㈡、分注井工程技术研究所注水室第17页共58页桥式同心调配技术，是一套全新的注水调配模式。它使用了同心可调式配水工作筒，和桥式偏心相比可应用于大斜度井和结垢井。使用的工具主要有：同心智能测调仪、地面控制器。优点：1、配水工作筒和可调水嘴一体化设计，不在需要进行水嘴投捞工作；2、井下调节器与配水工作筒的定位对接和水量大小调节对接均为同心对接，对接成功率很高。3、流量测量和调节注入量大小同步进行，并且可在地面控制器的显示屏上进行可视化同步操作；4、具有较大流通面积的桥式过流通道。5、桥式同心分注㈡、分注井工程技术研究所注水室第18页共58页配水工作筒水流出口为两个对称的大小可调的窄长型椭圆出口，在保证最大注入量的情况下，实现水流量调节的高分辨率，实现细分精细化注水。全开状态全关状态半关状态5、桥式同心分注㈡、分注井工程技术研究所注水室第19页共58页水量调节是通过专用调节器转动工作筒中心位置的同心活动筒，来改变注水流通面积，从而实现注水大小的调节。同心活动筒的关键部位为陶瓷。在关死后，同心活动筒下部为”凸”型密封圈密封，可做到完全关死，无渗漏。出水口出水口同心活动筒定位爪防转爪调节爪5、桥式同心分注㈡、分注井工程技术研究所注水室第20页共58页6、套损井分注小直径地面分注2000年以后，部分油田开发进入中后期，套损井日益增多，常规注水管柱无法满足要求，在地面分注的基础上，研制了小直径井口配水分层管柱。主要由Y341-100B小直径封隔器+球座+筛管+丝堵组成。特点：工具可通过套损点或加固管，工具内径可以满足常规测试投捞要求。解决套损井分层注水的问题。㈡、分注井工程技术研究所注水室第21页共58页小直径桥式偏心分注2012年应用，主要由Y341-102封隔器、QPPS-96桥偏配水器、挡球、筛管、丝堵组成。特点：工具内径可以满足常规测试投捞要求，可实现多级多层分注，可以洗井，可进行任意层投捞，测试资料准确，解决套损井分层注水的问题。目前已应用8口井，最多实现三级三段分注，下步还将继续推广应用。6、套损井分注㈡、分注井工程技术研究所注水室第22页共58页汇报内容第二篇、注水井管理及故障诊断处理第23页共58页㈠、作业注意事项分注施工工序关井扩压→起原井管柱→通井→刮削→验窜→丈量油管→组配工具管柱→下分注管柱→磁定位校深→坐封→验封→完井→试注→测试调配验窜工具Y221-114封隔器Y341-114封隔器和桥式偏心配水器下入分注管柱第24页共58页1、为了防止封隔器在下井过程中出现磕碰损坏、中途坐封等问题，封隔器下入速度严格控制在30根/h以内，且操作要平稳，严防顿钻。2、验窜：验窜是利用封隔器封隔分注的各个层段，检验各层之间是否存在连通现象，是分注管柱下入前关键的环节；1）验窜不合格的井，将不能进行分注施工；2）验窜点必须进行磁定位校深定位；3、管柱下井前更换井口油管挂胶圈，更换使用时间超过2年的生产和套管阀门；为方便测调，桥式偏心配水器上部必须连接整根油管或6m以上油管短节；4、管柱下完之后，必须进行磁定位校深，确保卡点位置，并提供准确的偏心配水器的位置，为后续的验封和测调提供准确数据；5、测调应在稳压注水后进行，一般稳压时间为7-10天，测调前要进行洗井。㈠、作业注意事项第25页共58页设备管理资料录取开关井管理洗井基础数据及时上传，临时工作量反映在备注内。要求调配资料第二日反馈给地质组资料室，作业区安排定压注水，日报上反映各层注水量。生产动态分析管理严格遵守“注水井开关井规定”进行操作；意外停泵时，要及时关闭井口阀门，待干线压力达到注入压力后再开井注水；长时间关井的分注井，关井之前将井下芯子关死；分注井开井前要进行洗井和重新调配。严格按照注水井洗井相关规定洗井，合理控制洗井压力和排量，防止地层反吐、管柱蠕动等造成洗井凡尔关闭不严和封隔器解封现象。采油班十天分析一次，判断井下工具是否正常；作业区每月分析一次措施效果，提出调配意见；及时处理、上报现场问题。每天巡查，保证井口设备齐全、完好；每月定期清理一次高压流量自控仪叶轮；每年检定计量仪表；冬季井口要有保温措施。㈡、日常管理注意事项第26页共58页堵塞器滤网堵塞、水嘴堵塞地层吸水能力下降水表计量不准、压力表不准井口闸门闸板掉洗井、测试微喷洗井检查、校验水表和压力表检查、更换闸门㈢、故障诊断与处理1、油压上升或不变、注水量下降第27页共58页封隔器失效底部挡球漏失水嘴刺大或者脱掉油管漏失或者脱节地层压力下降压裂或酸化等措施管外串槽层间串通水表计量不准萝卜头窜井口闸门不严管线穿孔底球没座严压力表不准洗井重新座封测试作业校验、维修2、油压下降或不变、注水量上升㈢、故障诊断与处理第28页共58页第一级封隔器失效P1水嘴刺大或者脱掉P1以上油管漏失井口闸门内漏井口萝卜头串管外串槽层间串通压力表不准洗井重新座封测试作业效验、维修3、套压上升㈢、故障诊断与处理第29页共58页第一级封隔器失效P1水嘴水嘴堵塞、堵塞器滤网堵塞P1以上套管漏失井口闸门（洗井返出液闸门）内漏压力表不准洗井、重新座封、测试验封、作业换封测试作业找漏换闸门效验压力表4、套压下降㈢、故障诊断与处理第30页共58页5、P1停注有套压原因：憋压、井口闸门内漏、地层余压、井口萝卜头串、封隔器失效、P1以上油管漏失、第1注水层和第2注水层层间串通、管外串槽。处理：首先，要排除是否憋压；其次，检查套管洗井闸门和油管平衡闸门是否内漏。套压是否为地层余压等。若均不是，需上报相关部门安排洗井、测试或者作业换封，对不正常管柱进行整改。①③②④⑤判断②（套管洗井闸门）是否内漏判断③（油管平衡闸门）是否内漏判断⑤（洗井返出闸门）是否内漏㈢、故障诊断与处理第31页共58页洗井洗不通原因：（1）倒错流程；（2）地面管