井下工藝管柱結(jié)構(gòu)綜述

1、井下管柱分注工藝技術(shù) 一.目錄1.前言2.工具簡介3.分注工藝流程4.結(jié)束語1.前言 在油田開發(fā)過程中，特別是進入高含水開發(fā)階段后，由于油藏沉積時的非均質(zhì)性和開采過程中油層水流狀況的不均勻性，使開發(fā)層段的層間差異突出、層間干擾嚴重，水驅(qū)開采難度增大，開發(fā)效果變差。因此，必須通過細分層系，多級注水技術(shù)來提高水驅(qū)效率。細分注水是油田穩(wěn)油控水、提高采收率的必由之路，在油田開發(fā)工作中占有極為重要的地位。越到油田注水開發(fā)后期，對細分注水的要求也越高、依賴性越強。1.前言 分層注水管柱是由井下油管、封隔器、配水器和單流閥組成，它利用封隔器在油管與套管之間的環(huán)形空間，將整個注水井段封隔成幾個互不連通的層段，

2、每個層段中都裝有配水器，注入水通過每個層段配水器上的水嘴，分別注入到各層段的油層中去。配水器的主要作用是：對于高滲透層，利用配水器上水嘴的節(jié)流作用，來降低高滲層的注水壓力，從而達到了控制高滲層吸水量的目的。對于中低滲透層，可以根據(jù)各層段計劃注水量所選定的水嘴，合理地進行配注，必要還可以提高注入壓力，以提高中低滲透層的吸水量。封隔器偏心配水器單流閥堵塞器1.前言 該技術(shù)是在傳統(tǒng)的分注工藝技術(shù)基礎(chǔ)上研制的最新成果。主要通過獨特的偏心配水器與不同功能的偏配堵塞器等工具實現(xiàn)分注，并采用通用流量計，壓力計和驗封儀，實現(xiàn)分層流量、分層壓力的測試和封隔器驗封等測調(diào)工作。該工藝主要特點是配水器中心為有46mm

3、的通道，正常注水時不影響測井，并可實現(xiàn)多層分注且測調(diào)簡單方便。2. 工具簡介 在分注現(xiàn)場施工過程中，我們主要使用的井下工具為封隔器、配水器、篩管、單流閥和絲堵。 在測試過程中，現(xiàn)場班組所使用的工具為投撈器，流量計和驗封儀。2. 工具簡介封隔器型號的編制 Y 3 4 1- 114-120/25工作溫度工作溫度/壓力壓力鋼體最大外徑鋼體最大外徑解封方式代號解封方式代號坐封方式代號坐封方式代號固定方式代號固定方式代號分類方式代號分類方式代號2. 工具簡介代號意義代號意義分類方式分類方式固定方式固定方式座封方式座封方式解封方式解封方式2. 工具簡介（1）封隔器型號：）封隔器型號： 在分注工作過程中,該

4、工藝主要使用的封隔器型號為: Y341-114-60-120/25P 各字母,數(shù)字代表含義: Y:分類代號，表示壓縮式； 3:支撐方式，表示無支撐,懸掛式； 4:坐封方式代號，表示液壓式； 1:解封方式，表示提放管柱解封； 114:封隔器外徑，單位mm； 60:封隔器內(nèi)徑，單位mm； 120:所承受最高工作溫度， 單位； 25:工作壓差,單位MPa2. 工具簡介封隔器特點：封隔器特點：1. 該封隔器洗井活塞采用硫化橡膠辦法及特殊結(jié)構(gòu)，解決了洗井活塞密封件刺壞問題，從而保證封隔器洗井通道的密封。2. 由于下層的壓力反饋作用在洗井活塞上，避免了由于井口壓力波動或?qū)娱g壓差大，洗井活塞開啟，而引起封隔

5、器洗井通道不嚴。3. 該封隔器具有免釋放、免投撈的特點。由于該封隔器設(shè)有低壓腔，不需專門加壓使封隔器坐封，且不須限制水咀大小可直接依據(jù)地質(zhì)方案選配水咀，只需井口注水壓力產(chǎn)生封隔器坐封所需的靜壓（依據(jù)封隔器下入深度所規(guī)定的靜壓）即可坐封，坐封后即可直接驗封，驗封合格后若地質(zhì)方案不再調(diào)整可直接正常注水。2.工具簡介 封隔器工作原理：封隔器工作原理： 坐封時，從油管內(nèi)打壓，壓力液從中心管上的傳液孔作用到坐封活塞上，由于坐封活塞，坐封卡套，中心管，卡簧之間形成一個密封的增壓腔，隨著下井深度的增加，座封活塞兩側(cè)的壓差也增加。當壓力達到一定時，坐封活塞推動坐封卡套上行，剪斷釋放銷釘，并壓縮膠筒，當達到一定

6、的壓縮距時，卡簧鎖住坐封卡套，封隔器處于工作狀態(tài)。 洗井時，在油套環(huán)形空間內(nèi)注入洗井壓力液，在壓力作用下，洗井活塞被洗井壓力液推回原位，洗井壓力液經(jīng)中心管和襯管之間的過流通道，通過膠筒密封部位，壓力液從上至下逐級打開各級封隔器的洗井通道，最后由套管底部的單流閥返回地面，完成洗井。2.工具簡介長膠筒封隔器長膠筒封隔器 長膠筒封堵工藝技術(shù)是利用長膠筒封隔器進行厚層層內(nèi)細分注水與小夾層反向封堵，從而提高油、水的開發(fā)效果。長膠筒封堵工藝技術(shù)克服了因管柱伸縮常規(guī)封隔器無法封隔小夾層的矛盾，又可以封堵炮眼。與常規(guī)措施工藝相比，措施對象由層間大段封堵轉(zhuǎn)移到層內(nèi)多段封堵，封隔界面由巖性隔層變?yōu)槲镄越Y(jié)構(gòu)界面，提

7、高了有效注入量與采出液量，控制了無效循環(huán)，擴大了波及體積。長膠筒封隔器2.工具簡介K344-110擴張式長膠筒封隔器工作原理：封隔器坐封時，液體從中心管下端進液孔進入，推動下工作筒上行，使膠筒壓縮，同時，液體由中心管進液孔經(jīng)中心管與膠筒之間縫隙進入膠筒內(nèi)，使膠筒擴張，當內(nèi)壓撤出后，導壓錐體與上工作筒封住膠筒內(nèi)的液體，膠筒不再回彈，實現(xiàn)坐封。封隔器解封時，洗井液從上部過濾套進入，推動釋放活塞下行頂導壓錐體，壓縮彈簧，使膠筒內(nèi)腔與中心管排液孔聯(lián)通，膠筒內(nèi)液體流入中心管，膠筒回彈，封隔器解封，可進行洗井或起出管柱作業(yè)。123456789102. 工具簡介 K344-110擴張式封隔器主要技術(shù)參數(shù)：擴

8、張式封隔器主要技術(shù)參數(shù)： 2. 工具簡介貫徹油田公司加強套管保護的會議精神，結(jié)合油田注水井地質(zhì)狀況，選擇注水井套管保護封隔器是Y344-114-JKD大壓差解封洗井封隔器。Y344-114Y344-114大壓差解封洗井封隔器結(jié)構(gòu)：大壓差解封洗井封隔器結(jié)構(gòu)： 主要由上接頭、膠筒調(diào)節(jié)環(huán)、密封膠筒、解封錐體、彈性鎖塊、解封套管、備用解封銷釘?shù)冉M成。Y344-114-JKD大壓差解封洗井封隔器示意圖2. 工具簡介Y344-114大壓差解封洗井封隔器原理：大壓差解封洗井封隔器原理： 坐封時，油管內(nèi)加壓，液體從彈性鎖塊縫隙進入缸體推動坐封活塞，剪斷銷釘，活塞上行推動下連接套壓縮膠筒，同時彈性鎖塊的牙進入解

9、封套管并與解封套管上的牙咬合，當油管內(nèi)壓卸掉后，由于彈性鎖塊與解封套管上的牙咬合，膠筒不再反彈，實現(xiàn)坐封鎖定。 解封時，洗井液從上部調(diào)節(jié)環(huán)進入推動活塞下行，活塞上錐體推進彈性鎖塊，使彈性鎖塊張開，彈性鎖塊上的牙與解封套管上的牙脫離，膠筒在自身彈力作用下收縮解封，可以進行洗井或起管柱作業(yè)。2. 工具簡介Y344-114Y344-114大壓差解封洗井封隔器技術(shù)參數(shù)：大壓差解封洗井封隔器技術(shù)參數(shù)：Y344-114大壓差解封洗井封隔器技術(shù)特點：大壓差解封洗井封隔器技術(shù)特點： （1）. Y344-114大壓差解封洗井封隔器，密封組件采用高分子材料作隔環(huán)、保護罩，提高了封隔器承受上下壓差的能力； （2）.

10、 Y344-114大壓差解封洗井封隔器，油管加壓坐封、套管加壓解封，可以有效地擴大洗井通道，提高洗井效率； （3）. Y344-114大壓差解封洗井封隔器，套管加壓解封，油管加壓坐封，取消了洗井凡爾，坐封、解封更靈活、更可靠，有效的避免了凡爾打不開或關(guān)不嚴的情況發(fā)生。2. 工具簡介定向井分注使用工具1.滑塊式扶正器，高強度橡膠材料，優(yōu)點：彈性支撐，不易結(jié)垢卡死，容易起出；使井下造斜段管柱由面摩擦摩擦變成點摩擦，減小摩擦力。2.擴張式封隔器：長度800-900mm，外徑110mm，正打壓坐封，反洗井解封。3.壓縮式封隔器：長度800-900mm，外徑110mm，正打壓坐封，上提解封。K344擴張

11、式封隔器2. 工具簡介4.配水器：選擇外徑108mm小直徑配水器。5.丟手接頭：管柱安全保護裝置，連接在工具串中間部位，上提管柱提不動時可投球打壓，斷開丟手，將井下工具串拆成兩個段分開來提。2. 工具簡介定向井管柱工具串設(shè)計方案：定向井管柱工具串設(shè)計方案：理論設(shè)計方案理論設(shè)計方案1： 油管+扶正器+配水器+擴張式可洗井封隔器擴張式可洗井封隔器+扶正器+單流閥+篩堵理論設(shè)計方案理論設(shè)計方案2： 油管+扶正器+配水器+壓縮式可洗井封隔器壓縮式可洗井封隔器+扶正器+單流閥+篩堵 擴張式和壓縮式兩種封隔器都可以實現(xiàn)分注目的，但兩種工具不能混用。至于選哪種管柱方案視具體情況而定。配水器型號配水器型號在分

12、注工作過程中，該工藝主要使用的配水器型號為: PS114-46-20-120/30P數(shù)字代表含義:114:配水器外徑,單位mm 46:工作筒內(nèi)徑,單位mm20:偏孔直徑,單位,mm 120: 所承受最高工作溫度,單位30:工作壓差,單位Mpa2. 工具簡介2.工具簡介配水器特點配水器特點1. 該偏心配水器主體上端設(shè)有一個叉入扶正體的臺階，使其主體與扶正體同軸度好，保證了堵塞器投撈成功率。2. 該偏心配水器20mm偏孔采用滾壓技術(shù)加工其內(nèi)孔表面精度高且棱角處采用專用工具加工，保證了堵塞器投撈時不刮密封圈。3. 該偏心配水器上、下接頭與工作筒采用焊接結(jié)構(gòu)，工作筒與主體連接絲扣強度高達40T，保證承

13、受管柱井下拉力。2.工具簡介 該偏心配水器主要特點是將配水器的進水口改在的底部，使整個偏孔整個上下貫通，如有雜物掉入偏孔，可用工具進行清理，有效延長了工作周期。同時偏孔設(shè)計為標準尺寸，可與標準的恒流堵塞器、可調(diào)堵塞器以及普通陶瓷水嘴堵塞器配套使用，以實現(xiàn)相應的功能，所以稱為“綜合偏配”?？煽墒故褂糜玫牡钠渑涠露氯髌?. 工具簡介 配水器工作原理配水器工作原理: : 注水井正常注水時，堵塞器靠支撐體22mm的臺階作于工作筒主體上，凸輪卡在偏孔上部擴孔部位（此部分作用是堵塞器防飛），堵塞器密封段上，下兩組盤根封住偏孔出液孔，注入水即可經(jīng)過過濾底堵、水咀、密封段出液孔進入油套環(huán)形空間，注入目

14、的層。分配注水量由水咀尺寸大小來控制，如果需要調(diào)換水咀，可用投撈器隨時更換。2. 工具簡介陶瓷水嘴偏心堵塞器陶瓷水嘴偏心堵塞器a、主要組成、主要組成:由投撈頭、主體、鎖舌、定壓彈簧、陶瓷水嘴和濾網(wǎng)導錐等部件組成。b、主要技術(shù)參數(shù)、主要技術(shù)參數(shù):工作壓差：35 MPa；流量范圍：5100m3/d，陶瓷水嘴孔徑1.010.5mm,級差0.1mm。C、工作原理：、工作原理：通過在地面更換不同孔徑的陶瓷水嘴，達到調(diào)整分層水量的目的。2. 工具簡介可調(diào)式堵塞器：可調(diào)式堵塞器： 可調(diào)水咀長期放置于井下偏心工作筒中。需要對注水量進行調(diào)節(jié)時，通過流量直讀測調(diào)儀的調(diào)節(jié)臂和可調(diào)水咀上部六方旋鈕對接，地面控制調(diào)節(jié)可

15、調(diào)水咀的開度大小來實現(xiàn)注水量的增減。 2. 工具簡介防返吐單流閥堵塞器防返吐單流閥堵塞器 防返吐單流閥堵塞器主要由凸輪機構(gòu)、過流體和過流體內(nèi)的凡爾球、凡爾座等組成。油管停止注水時，高壓層壓力大于油管內(nèi)壓力，凡爾球在重力和高壓層返吐壓力的作用下，坐入凡爾座，保證高壓層返吐回來的水不會注入低壓層。正常注水時，注入水經(jīng)配水器工作筒的出液孔、堵塞器內(nèi)的水嘴，頂起鋼球后，由堵塞器出液孔進入油層。單流閥堵塞器示意圖2. 工具簡介新工藝新工藝-同心配水器分注工藝同心配水器分注工藝 該工藝適應于井深、井斜、沾污結(jié)垢嚴重等井況，為了可以在井下各種復雜環(huán)境下可靠而簡單的實現(xiàn)精細化分層配水需要，根據(jù)分層測壓注水管柱

16、的技術(shù)特點,結(jié)合目前的測試現(xiàn)狀,推出了新的水井分層配水技術(shù)：同心一體化配水器。該項技術(shù)克服了傳統(tǒng)偏心測調(diào)工藝技術(shù)中調(diào)配效率低、測調(diào)周期長、工作強度大等缺點,能夠?qū)崿F(xiàn)邊測邊調(diào)、分層驗封、分層測壓,可應用于所有偏心分層注水工藝,能有效提高注水合格率和注水實效性。2. 工具簡介新工藝新工藝-同心配水器分注工藝同心配水器分注工藝同心一體化配水技術(shù) 主要由：同心可調(diào)配水器、地面控制器、筆記本電腦、直讀驗封儀、井下測調(diào)儀等組成。KTPS-114同心可調(diào)配水器 可調(diào)配水器主要由上下接頭、護筒、本體、活動水嘴、固定水嘴組可調(diào)配水器主要由上下接頭、護筒、本體、活動水嘴、固定水嘴組成；通過測調(diào)儀帶動活動水嘴移動，

17、實現(xiàn)水嘴開度大小的調(diào)節(jié)。成；通過測調(diào)儀帶動活動水嘴移動，實現(xiàn)水嘴開度大小的調(diào)節(jié)。2. 工具簡介新工藝新工藝-同心配水器分注工藝同心配水器分注工藝技術(shù)指標2. 工具簡介新工藝新工藝-同心配水器分注工藝同心配水器分注工藝工作原理同心一體化配水工作筒水流出口為兩個對稱的窄長形出口，內(nèi)部中心的陶瓷芯體可通過井下測調(diào)儀器的調(diào)節(jié)動作實現(xiàn)上下移動，實現(xiàn)出水口面積大小的可調(diào)，從而實現(xiàn)細分精細化注水的目的。全開狀態(tài)全開狀態(tài)全關(guān)狀態(tài)全關(guān)狀態(tài)半關(guān)狀態(tài)半關(guān)狀態(tài)2. 工具簡介新工藝新工藝-同心配水器分注工藝同心配水器分注工藝技術(shù)特點（1）配水工作筒和可調(diào)水嘴一體化設(shè)計，不在需要進行水嘴投撈工作；（2）新井或者修井施工，

18、減少一次打撈死堵和投放水嘴的工作，施工勞動量和成本低。后期調(diào)配工作時不存在打撈和更換水嘴工作，進一步較少生產(chǎn)成本。（3）同心一體化配水器的尺寸短小，僅有0.67米長，可以適應小卡距分層配水需要，卡距小于3米。（4）細長型出水口形狀（3.5mm16mm），配合大扭矩低轉(zhuǎn)速進口電機減速機機構(gòu)（峰值扭矩可達20N.m以上），可以實現(xiàn)高分辨率、高精度注水調(diào)節(jié)，尤其對低注入量的水井調(diào)配優(yōu)點更大。根據(jù)不同注入水量大小，可以配不同規(guī)格的陶瓷芯體。2. 工具簡介新工藝新工藝-同心配水器分注工藝同心配水器分注工藝（5）同心一體化配水器的出水口部位為氧化鋯陶瓷。并且在關(guān)死后，同心活動筒下部為”凸”型密封圈密封，可

19、做到45MPa壓力完全關(guān)死，無滲漏?？梢赃m應原先的封隔器打壓座封或者解封、以及反洗井等工藝。（6）螺紋調(diào)節(jié)部位為密封腔體，內(nèi)部填充高溫黃油，材質(zhì)為不銹鋼，可以起到防結(jié)垢、防砂卡、防銹等功能?？蛇m應現(xiàn)場各種復雜井況。（7）同心電動配水器具有較大流通面積的側(cè)向過流通道，測試調(diào)配和驗封時能夠有效保證其它層段正常注水。側(cè)向過流通道橫截面積略大于井下測調(diào)儀器橫截面積。3.分注工藝流程工藝流程簡述： 在整個分注過程中，主要程序如下： 接到甲方發(fā)放的地質(zhì)措施 工藝設(shè)計領(lǐng)導審核并送至甲方批復接到修井隊通知后做好施工前準備現(xiàn)場施工配合（監(jiān)督）按照設(shè)計要求完井送完井通知單至分公司測試班組進行驗封和水量測調(diào)出合格的

20、驗封及測調(diào)報告完井總結(jié)。3.分注工藝流程3.1工藝設(shè)計中應注意事項首先要了解該井井況，包括套管內(nèi)徑，壁厚；油管內(nèi)徑，壁厚；歷史修井原因，最后一次修井情況；套管是否變形以及變形點。設(shè)計所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：射孔井段，分注層位，封隔器卡點位置，砂面位置等。設(shè)計原則及注意事項：封隔器要求位于夾層中間，并且避開套管節(jié)箍位置，存在套漏的必須要加隔漏封隔器。施工步驟要求：主要包括通井，刮套，沖砂洗井，按設(shè)計要求限速下放結(jié)構(gòu)，夾層較小(3.5)時需進行校深，然后井口油管施壓坐封。完井要求：保證施壓過程中地面不滲不漏，壓降在10分鐘內(nèi)不得超過0.5MPa。3.分注工藝流程分注施工現(xiàn)場 在接到修井隊電話通知以后，我們會

21、準備好井下工具，并以最快的速度趕到施工現(xiàn)場，了解現(xiàn)場情況，主要包括工序施工情況，特別是通井，刮套，沖砂等工序，強烈禁止漏工序。了解該井出砂情況，油管絲扣、腐蝕、結(jié)垢情況以及維修原因查明等。然后按照設(shè)計要求丈量好每根油管，進行組配管柱。限速下放完畢后，施壓正常后完井。 3.分注工藝流程3.2 下井管材和工具的檢查（1）油管、短節(jié)等各類管材和工具的規(guī)格，數(shù)量和鋼級應滿足設(shè)計要求，不同鋼級和壁厚的管材不能混雜堆放和使用。（2）下井管材應每10根一組整齊排放在油管橋上，距離地面不小于0.3m，管材上嚴禁堆放重物和人員行走，且油管橋不少于三個支點，保持管材平直，減少測量誤差。（3）檢查油管和下井工具有無

22、彎曲，腐蝕，裂縫，孔洞，螺紋損壞以及其它異?，F(xiàn)象，不合格的油管和工具標上明顯記號單獨擺放，不準下入井內(nèi)，對于需要承壓的工具必須具有試壓合格證。3.分注工藝流程3.2 下井管材和工具的檢查（4） 用蒸汽車清洗油管內(nèi)外泥沙，結(jié)蠟，高凝油等粘附物，并保證每根油管都能夠過管規(guī)，達到使用要求。連接之前應涂抹螺紋密封脂或者絲扣油，保證油管及工具間的密封性能良好。（5）下井工具在外觀上為全新產(chǎn)品，合格證與工具鋼印號相符，型號與井況相符，嚴禁存在井況與工具不符的情況發(fā)生。（6）配水器內(nèi)堵塞器在下井前必須檢查，保證密封圈和水咀都處于正常的工作狀態(tài)，檢查人員必須做好詳細的檢查記錄。 3.分注工藝流程3.3 丈量管

23、柱（1）使用經(jīng)檢驗后標定合格的鋼卷尺丈量油管及工具，鋼卷尺的有效長度要大于15m。（2）丈量時拉直鋼卷尺，防止鋼卷尺產(chǎn)生弧度。（3）油管丈量和排放要同時進行，排放好一層，丈量一層，并且按丈量順序編號，做好記錄。（4）丈量油管時不得少于三人，反復丈量三次，管柱累計長度誤差不大于0.02%（0.2m/1000）。（5）丈量油管時，鋼卷尺的零點位于節(jié)箍上端面，另一端對準油管螺紋根部，讀出油管單根長度，做好記錄。（6）現(xiàn)場工作中必須統(tǒng)一工具長度，包括上缸體和下缸體長度，對于特殊工具，如支柱式或者外徑為110的工具等必須注明并精確丈量，做好記錄。 3.分注工藝流程組配管柱 組配管柱是指按照施工設(shè)計給出的

24、下井管柱的規(guī)范，下井工具的數(shù)量和順序，各工具的下入深度等參數(shù)，在地面丈量，計算，組配的過程。各種不同的下井管柱都要在地面預先組配好，并嚴格按照下井順序編號，在油管橋上擺放整齊，按順序下入。井下作業(yè)管柱的正確組配，是保證分注工作順利進行的前提。管柱長度計算：油補距+油管頭長度+油管柱長度+井下工具長度封隔器卡點位置：油補距+油管頭長度+油管柱長度+封隔器上部的長度現(xiàn)場管柱組配圖：3.分注工藝流程3.4 組配管柱的方法（1）按管柱丈量要求，準確丈量油管和下井工具的長度，并記錄整理在油管記錄上。（2）按照管柱設(shè)計圖，自上而下計算出各工具間需要油管長度（不包括井下工具長度）。（3）根據(jù)各工具間需要油管

25、長度，選擇需要的油管根數(shù)和需加的調(diào)配短節(jié)。（4）根據(jù)調(diào)配好的油管和應加短節(jié)，重新計算下井工具的實際深度，驗證是否達到設(shè)計要求，如果不符，應重新調(diào)配。（5）現(xiàn)場數(shù)出下井油管根數(shù)，并將下井工具及短節(jié)在各自位置接好。3.分注工藝流程3.5 組配管柱的要求(1) 按設(shè)計要求選擇合適的工具和管材，滿足施工需要，下油管所攜帶的工具同樣必須在地面上進行詳細檢查，丈量長度和規(guī)范，并填寫記錄。(2) 任何下井管柱，工具的深度都是從鉆井方補心算起。(3) 每次組配管柱都必須進行丈量，復查，并填寫油管記錄，畫出管柱結(jié)構(gòu)示意圖，注明各種下井工具的名稱，規(guī)范，型號及下井深度，嚴禁一口井只丈量油管一次，只有一趟油管記錄。3.分注工藝流程3.5 組配管柱的要求 (4) 如管柱中有封隔器，封隔器卡點應選擇在套管光滑部位，避開套管節(jié)箍和射孔炮眼及管外竄槽井段，按照施工設(shè)計精確配出封隔器卡點，油管的下入深度，卡點深度與設(shè)計深度誤差不超過1m，當卡點很薄時，還要考慮管柱的伸長和管柱絲扣余